光通信用的多路半导体激光器监控系统研究

0 引言

光纤通信以其通信容量大、保密性强、重量轻等优点，已成为未来通信的主要手段，且

随着

WDM 技术在光通信中的应用，进一步增大了通信容量。由于在一个光通信窗口内同时

传输多个波长的光信号，且每路光均承载一定的信息量。因此，对激光光源波长调制精度及
稳定性要求很高。

目前国内对单路激光光源的研究日趋成熟，而对多路激光光源配合工作及上层监控系

统的研究开展较少。一方面，如果各光源独立工作，在通信前需分别调制各光源波长和功率
参数，降低了调制效率，尤其在某个较窄的通信窗口内，更需要高效合理地分配波长资源
单路调节难以实现。另一方面，光源的数字单元多采用单片机和串口控制传输，速度低、通
用

I/O 少，难以满足对多路光源的高效控制和高速采集传输的要求。基于此，本文研制了一

套多路

LD 监控系统，由上位机统一管理，用 DSP 和 FPGA 双控制器替代单片机，USB 

2．0 替代串口通信，与上位机配合实现了快速精确调制多路 LD 参数(波长和功率)，实时
监测各路

LD 工作状态和图形化显示等功能。实验结果表明，在 1 h 内，温度稳定性达

±0．01

℃，功率稳定性达 0．5％。1 多路 LD 监控系统总体设计

如前述，波长调制精度和稳定性直接影响到

WDM 的实现。目前波长调制方法主要有电

流一波长调制和温度一波长调制法，各自优缺点见表

1。考虑到光通信对功率稳定性的要求，

本文选用温度一波长调制。

本 系 统

按 照 自 上 向
下 的 设 计 思
路 ， 由 上 位
机 程 序 作 为
监 控 系 统 的
操作平台，通过

USB 2．0 发送控制命令，包括开/关电源、调制参数(LD 温度和功率初值)

和监测。专用于通信领域的

DSP(TMSVC5416)接收并分析命令，配合 FPGA 操作 D/A 和

A/D 等接口，实现参数调制和数据采集，最终由上位机实时显示，多路 LD 监控系统总体
组成如图

1 所示。

2 控制系统设计

控制系统包括恒

温、恒功率控制单元，
远程开

/关电源和参