向登锋，余春平，赵建宜

（1.武汉邮电科学研究院，武汉 430074； 2.武汉光迅科技股份有限公司，武汉 430205）

0 引 言

随着科学技术的发展进步，虚拟现实、人工智能［1］和万物互联等应用场景的出现以及即将来临的5G时代都对网络速率的要求越来越高。波分复用（Wavelength Division Multiplex，WDM）＋掺铒光纤放大器（Erbium－doped Optical Fiber Amplifier，EDFA）的大容量［2］、长距离的传输方式已经成为主要的发展方向，EDFA也因此成为高速光纤通信系统中至关重要且必不可少的器件［3］。在通信系统中，EDFA的功能就是实现对光信号的放大，要保证各信道的输出功率恒定，如何测试和改善EDFA瞬态问题就成为一个难题。因此，在由EDFA构成的通信系统中，只有抑制EDFA的瞬态效应，才能够真正实现光通道的动态上下，从而使通信系统中的光路由得以灵活的配置［4－5］，充分发挥 WDM＋EDFA组网的优势。

本文根据EDFA的工作原理和速率方程分析了产生瞬态的原因以及在实际工程应用中由瞬态引起的不利影响，通过模拟通信系统中信道波数的减少或增加，再结合软件设计出了合理的瞬态测试系统。该系统实现了自动控制，减少了人力资源和时间成本，缩减了不必要的误差，使得测试更加方便精确。

1 EDFA瞬态增益特性产生的原因及影响

假设N1、N2和N3分别为EDFA的三能级结构中E1基态、E2亚稳态和E3泵浦激发态的粒子数［6］，根据EDFA的工作原理和速率方程可知各能级在t＝0时的原子数为

式中：ai、bi和ci均为参数q＝Pp（0，t）／Psat（λp）和p＝Ps（0，t）／Psat（λs）的函数，λp为泵浦光波长，λs为信号光波长，Psat为饱和功率，Pp为泵浦功率，Ps为信号功率［6－7］；时间参数t1和t2为τ21和τ32的函数，τ21为铒离子从E2跃迁到E1的时间常数，τ32为铒离子从E3跃迁到E2的时间常数；……