11SSA1ABA2SSA1ABPA单板开局指导书.docx
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11SSA1ABA2SSA1ABPA单板开局指导书
资料编码
产品名称
Optix10G(V2.0)
使用对象
ABA2/ABPA开局人员
产品版本
V100R001
编写部门
传输业务部
资料版本
V2.0
OptiX10GMADM
SSA1BA2&SSA1ABPA
单板开局指导书
(仅供内部使用)
拟制:
王天祥
日期:
2001-09-06
审核:
日期:
审核:
日期:
批准:
日期:
修订记录
日期
修订版本
作者
描述
2001/09/6
1.00
王天祥
初稿完成
2003/01/20
2.00
李作刚
修订
华为技术有限公司
目录
1.1简介3
1.2功能4
1.2.1EDFA原理简介4
1.2.2单板功能说明5
1.3应用场合6
1.4接口特性7
1.4.1线路侧接口7
1.4.2与用户接口7
1.5单板信号流和告警9
1.5.1信号流程9
1.5.2告警9
1.6安装使用说明10
1.6.1硬件安装10
1.6.2板内拨码开关、跳线设置12
1.6.3开局前准备工作12
1.6.4开局调测说明13
1.6.5故障定位方法14
1.7单板维护说明14
1.7.1日常维护注意事项14
关键词:
掺铒光纤放大器功率放大器前置放大器
摘要:
本文简要介绍了SSA1ABA2&SSA1ABPA板的功能及应用,单板的配
置及安装,用于指导传输工程人员开局操作。
1.1简介
SSA1ABA2板是OptiX10GV2光传输系统的双路功放板,SSA1ABPA板是OptiX10GV2光传输系统的双路功放/前放一体板,其上可配置两个EDFA模块,它们的工作是各自独立的,可分别作为功放或前放。
EDFA模块采用华为公司自主开发的产品,前放模块型号为SPA,BOM编码为34070046,SPA只有一只泵浦激光器;而功放模块可为SBA或DBA,BOM编码分别为34070044和34070045,SBA只有一只泵浦激光器,而DBA有两只泵浦激光器。
在1550nm波长处,SBA输出光功率可达+14dBm以上,DBA输出光功率可达+17dBm以上。
根据EDFA模块的不同选择,SSA1ABA2&SSA1ABPA板共六种成品板,03033131,03033132,03033133,03033134的拉手条上丝印为ABA2;03033145,03033744的拉手条上丝印为ABPA。
●编码为03033131(OptiX10G(V2.0)-SSA1ABA201-光功率放大板-双路-输出14dBm/14dBm)的成品板上安装两个功放模块,OUT1为第一路功放的输出光口,其输出光功率为+14dBm左右,OUT2为第二路功放的输出光口,其输出光功率为+14dBm左右。
●编码为03033132(OptiX10G(V2.0)-SSA1ABA204-光功率放大板-双路-输出17dBm/17dBm)的成品板上安装两个功放模块,OUT1为第一路功放的输出光口,其输出光功率为+17dBm左右,OUT2为第二路功放的输出光口,其输出光功率为+17dBm左右。
●编码为03033133(OptiX10G(V2.0)-SSA1ABA202-光功率放大板-单路-输出14dBm)的成品板上只安装一个功放模块,OUT1为功放的输出光口,其输出光功率为+14dBm左右,OUT2没用。
●编码为03033134(OptiX10G(V2.0)-SSA1ABA203-光功率放大板-单路-输出17dBm)的成品板上只安装一个功放模块,OUT1为功放的输出光口,其输出光功率为+17dBm左右,OUT2没用。
●编码为03033145(ptiX10G(V2.0)-SSA1ABPA01-光功率及前置放大板-功放输出14dBm)的成品板上安装两个EDFA模块,其中,EDFA1为功放模块,EDFA2为前放模块;BOUT为功放的输出光口,其输出光功率为+14dBm左右,POUT为前放的输出光口。
●编码为03033744(ptiX10G(V2.0)-SSA1ABPA02-光功率及前置放大板-功放输出17dBm)的成品板上安装两个EDFA模块,其中,EDFA1为功放模块,EDFA2为前放模块;BOUT为功放的输出光口,其输出光功率为+17dBm左右,POUT为前放的输出光口。
下面就以SSA1ABPA配置成0303145或0303744时为例进行说明,其它情况类推。
1.2功能
在光传输系统中,当EDFA作为功放(Booster/PowerAmplifier),主要用于提高光板的发射光功率;当EDFA作为前放(Pre-amplifier),主要用于提高光板的接收灵敏度。
1.2.1EDFA原理简介
在石英光纤中掺入稀土元素铒,形成Er3+离子,这样的光纤就是掺铒光纤。
掺铒光纤中Er3+离子的能级图如图1所示。
在掺铒光纤中注入足够的泵浦光就可以将大部分处于基态的Er3+离子泵浦到激发态,处于激发态的Er3+离子又迅速弛豫到能级较低的亚稳态上。
由于Er3+在亚稳态上的平均寿命为10毫秒,因此很容易在亚稳态和基态之间形成粒子数反转,此时信号光子进入掺铒光纤,由于受激辐射,产生大量与自身完全相同的光子,因此信号光得到放大。
图1.铒离子能级图及光放大机制
下面结合示意图2简要介绍一下EDFA模块的内部结构。
图2.DFA基本结构
模块内部的掺铒光纤由一个或两个中心波长为980nm的半导体激光器泵浦,通过选波长光耦合器将泵浦光和输入信号光耦合进掺铒光纤,在掺铒光纤内实现输入光信号的放大。
模块的输入及输出光信号按一定分束比通过两个光纤分束器引出,并由两个PIN光电二极管转换为光电流,可由此光电流信号标定EDFA模块的输入及输出光功率。
模块还在光输入端和输出端采取了光隔离措施,以改善模块的性能。
1.2.2单板功能说明
图3.是按硬件功能模块划分的SSA1ABA2&SSA1ABPA板的逻辑框图:
由图3可见,该板上的光器件包括两个EDFA光模块和一个固定波长光学滤波器,它们是该板上最为关键的器件。
光放大功能由EDFA模块实现,而光学滤波器的作用是滤除EDFA前放模块的自发辐射噪声(ASE)。
单板电路的主要功能就是支持EDFA模块稳定可靠地工作,其中泵浦激光器的泵浦电流驱动、制冷电流闭环控制两部分构成EDFA模块的功率和温度控制;EDFA模块工作状态检测主要由输入、输出光功率检测、泵浦电流、制冷电流及背光电流检测等电路通过A/D模块将模拟电路输出的电压模拟量转换为数字量供850CPU扣板处理;而对输出光功率的控制主要是由D/A模块将850CPU扣板发出的数字量转换为模拟量,然后经模拟电路进行电压—电流转换,通过控制EDFA模块的泵浦电流实现的。
SSA1ABA2/SSA1ABPA板上的850CPU扣板是该板的控制核心,它通过对A/D部分所提供数据的分析,对EDFA模块的驱动电流进行调整,以稳定EDFA模块的输出光功率或信号增益。
同时,850CPU扣板通过对EDFA模块的输入输出光功率、泵浦激光器制冷电流、泵浦电流的检测,可以确定ABA2板是否工作正常,哪些部分有故障,对设备的影响有多大,这些判断将形成告警量上报给主控板。
DC/DC转换模块将来自母板的直流-48V电压转换为SSA1ABA2/SSA1ABPA单板所需要的直流±5V输出,给单板上其它各功能模块供电。
1.3应用场合
SSA1ABA2&SSA1ABPA单板适用于华为公司新一代大容量传输设备OptiX10G(V2)。
该单板原则上可插在任一LIU板位,单板的具体位置参见图4,但考虑到部分单板的工艺原因,具体的插板原则请参考产品板位配置原则。
对于点到点传输,若在G.652光纤上需增加100Km的色散补偿量并和14dBm的ABPA配合使用,加上FEC的作用,光纤及连接损耗按0.275dB/km计算,则STM64(λ=1550.12nm)信号无中继传输距离可达120-160公里,而对于STM16信号,其中继传输距离可超过160公里,因此非常适用于超长距离的光传输。
图4.OptiX10G(V2)正面图
1.4接口特性
1.4.1线路侧接口
SSA1ABA2&SSA1ABPA提供了两组SC的光纤接口,拉手条示意图请参见图5所示,SSA1ABA2和SSA1ABPA的成品板编码与光口说明见下表:
表1SA1ABA2单板光口说明
成品板编码
单板描述
光口说明(SC)
IN1,OUT1
光口说明(SC)
IN2,OUT2
03033131
SSA1BAA201
光功率放大板-双路-输出14dBm/14dBm
IN1:
-6~+3dBm
OUT1:
14~14.5dBm
通过对应光口连接,可实现14dBm输出的放大
IN2:
-6~+3dBm
OUT2:
14~14.5dBm
通过对应光口连接,可实现14dBm输出的放大
03033132
SSA1ABA204
光功率放大板-双路-输出17dBm/17dBm
IN1:
-6~+3dBm
OUT1:
17~17.5dBm
通过对应光口连接,可实现17dBm输出的放大
IN2:
-6~+3dBm
OUT2:
17~17.5dBm
通过对应光口连接,可实现17dBm输出的放大
03033133
SSA1ABA202
光功率放大板-单路-输出14dBm
IN1:
-6~+3dBm
OUT1:
14~14.5dBm
通过对应光口连接实现14dBm输出的放大
无连接
03033134
SSA1ABA203
光功率放大板-单路-输出17dBm
IN1:
-6~+3dBm
OUT1:
17~17.5dBm
通过对应光口连接,可实现17dBm输出的放大
无连接
表2SSA1ABPA单板光口说明
成品板编码
单板描述
光口说明(SC)
BIN,BOUT
光口说明(SC)
PIN,POUT
03033145
SSA1ABPA01
光功率及前置放大板-功放输出14dBm
BIN:
-6~+3dBm
BOUT:
14~14.5dBm
通过对应光口连接可实现14dBm输出的放大
PIN:
-38~-15dBm
POUT2:
预放输出
通过对应光口连接,在中心波长1550.12nm处可实现大于22dB增益
03033744
SSA1ABPA02
光功率及前置放大板-功放输出17dBm
BIN:
-6~+3dBm
BOUT:
17~17.5dBm
通过对应光口连接,可实17dBm输出的放大
PIN:
-38~-15dBm
POUT2:
预放输出通过对应光口连接,在中心波长1550.12nm处可实现大于22dB增益
备注:
PA的正常光功率范围为-38dBm~-15dBm指的是不告警的光功率范围,对于STM-64信号,PA的输入光功率范围(PIN)以其和SL64配合后的最低接收灵敏度为准,推荐在-27dBm~-15dBm间使用。
1.4.2与用户接口
与用户的接口是通过拉手条上面的红、绿两个发光二极管来反映单板的当前工作状态。
绿色指示灯为运行灯:
每秒5次均匀闪烁时表示未开工状态;
亮1秒、灭1秒均匀闪烁时表示已开工,处于正常工作状态;
亮2秒、灭2秒均匀闪烁时表示与SCC的通讯中断。
红色指示灯为告警灯:
闪一次然后灭1秒是次要告警;
连闪两次然后灭1秒是主要告警;
连闪三次然后灭1秒是紧急告警。
FPGA加载时的闪灯指示:
红色指示灯每秒5次均匀闪烁;
绿色指示灯熄灭;
单板软件加载时的闪灯指示:
红色指示灯长亮;
绿色指示灯长亮;
单板上电后指示灯变化顺序:
A:
红色指示灯每秒5次均匀闪烁,绿色指示灯熄灭。
此时指示FPGA软件的加载;
B:
红色和绿色指示灯长亮。
此时指示进行单板软件的加载;
C:
绿色指示灯每秒5次均匀闪烁。
此时指示单板处于未开工状态;
D:
绿色指示灯亮1秒、灭1秒均匀闪烁。
此时指示单板处于正常工作状态。
指示灯闪灯说明总结如下:
1)绿灯每秒5次均匀闪烁,表示单板处于未开工状态;
2)绿灯亮1秒、灭1秒均匀闪烁,表示本板处于开工状态;
3)红灯连闪三次然后灭1秒,表示有危急告警发生;
4)红灯连闪二次然后灭1秒,表示有主要告警发生;
5)红灯闪一次然后灭1秒,表示有次要告警发生。
1.5单板信号流和告警
1.5.1信号流程
业务、时钟、DCC、公务都是透明地通过本板,本板不对这些信号做任何处理,只对光信号进行放大。
信号流向为:
来自SL64的STM-64信号或SL16板的STM-16信号由光口IN1(或IN2、BIN、PIN)进入光放,由光口OUT1(或OUT2、BOUT、POUT)流出。
本板和主控之间的通讯(LANSWITH接口)由单板的CPU扣板通过以太网接口完成。
另外,-48V直流电源来自母板,经保险丝、缓启动电路后进两个DC/DC模块转换为±5V和3.3V电源给本板各器件供电。
1.5.2告警
1.5.2.1告警列表
表3单板告警列表
告警名称
告警描述
告警说明
上报主控
紧急程度
W_R_FAILURE
寄存器写失败
单板软件发现无法正确读写某片芯片寄存器时,产生此告警;软件定时重写此寄存器的内容,一旦重写成功,此告警消失。
否
主要
TEMP_OVER
温度越限告警
当单板软件发现环境温度超过预设门限(包括上门限和下门限)时产生此告警。
当环境温度恢复到门限内后清除此告警
是
主要
NO_BD_PARA
单板参数未设告警
当Flash中没有光模块参数文件,或者参数文件格式错误时产生告警
是
危急
IN_PWR_FAIL
无输入光告警
无输入光或输入光过弱低于无光门限
对BA:
PIN<-15dBm
对PA:
PIN<-43dBm
是
危急
IN_PWR_LOW
输入光过弱告警
输入光过弱低于弱光门限但高于无光门限时
对BA:
-15dBm 对PA: -43dBm 是 主要 IN_PWR_HIGH 输入光过强告警 对BA: PIN>3dBm 对PA: PIN>-15dBm 是 主要 LOCK_CUR_FAIL 激光器驱动电流锁定失败告警 控制模块无法调整驱动电流到预期值,尝试200次产生告警 是 主要 PUM_DRI_ALM 泵浦激光器驱动电流越限告警 驱动电流超过额定允许范围(工作电流>1.3倍额定电流),产生告警 是 危急 PUM_COOL_ALM 泵浦激光器制冷电流越限告警 激光器制冷电流过高,超过最大门限,产生告警 是 主要 1.6安装使用说明 1.6.1硬件安装 SSA1ABA2&SSA1ABPA单板的拉手条示意图如下: 图5.ABPA&ABA2拉手条示意图 在拉手条上有两组光口,用于单板与外部尾纤的连接,IN1(或IN2、BIN、PIN)指的是外部光信号输入该光放单元的接口,OUT1(或OUT2、BOUT、POUT)是该光放单元向对外输出光信号的接口,输入输出的光纤在SSA1ABA2&SSA1ABPA侧的连接应该使用带有SC接头的光纤。 对于输入单板的光信号,在光纤插入单板之前一定要测试输入光功率,确保各输入的光功率满足各光放的正常输入功率范围(对BA: -6~+3dBm,对PA: -38~-15dBm)(对STM-64信号建议以其和SL64配合后的最低接收灵敏度为准,推荐在-27dBm~-15dBm间使用),同时还要确保PA输入光的中心波长在1550.12nm。 单板的拉手条上面还有两个指示灯,RUN指示的是单板运行状态,ALM指示的是单板告警状态。 具体闪灯状态对应关系参考相应的告警说明部分。 拉手条上面的丝印ABPA指的是SSA1ABPA的缩写,丝印ABA2指的是SSA1ABA2的缩写。 本单板对应OptiX10GMADMV200R001版本,可插入10GV2子架的任一个LIU板位,如下图所示: LIU1 LIU2 LIU3 LIU4 10G LIU5 10G T P S T P S LIU6 10G LIU7 10G LIU8 LIU9 LIU10 21 X C S 22 X C S LIU11 LIU12 LIU13 LIU14 10G LIU15 10G LIU16 10G LIU17 10G LIU18 LIU19 LIU20 T P S T P S 图6.OptiX10G(V2)系统板位图 SSA1ABA2&SSA1ABPA单板光口连接关系如图7所示,一般只与SL64或SL16板有直接的光路连接关系: 在光发射端,SL64或SL16板输出光经光纤跳线连接至SSA1ABPA&SSA1ABA2的功率放大器输入光口BIN(或IN1,IN2),SSA1ABPA&SSA1ABA2的功率放大器输出光口BOUT(或OUT1,OUT2)连接线路光缆向对端发送;在光接收端,对端发送过来的信号光进入SSA1ABPA前置放大器的输入光口PIN,SSA1ABPA前置放大器的输出光口BOUT用光纤跳线连接至SL64或SL16板的输入光口IN。 这里格外强调一点,由于EDFA前放模块增益特性离散及1500nm的固定波长光学滤波器的插损的差异性,EDFA前放模块的功率增益只能保证是大于22dB,并且EDFA前放模块的输出光功率与输入光功率有关,所以SSA1ABPA前放的BOUT光口输出光功率不确定,因而图7中的固定光衰减器(1550nm)是需要开局人员在用光功率计测量前放模块的输出光功率后根据实际情况取舍的,取舍的原则是确保进入SL64和SL16的输入光功率满足要求。 图7.ABA2/ABPA与子架其它单板的光路连接图 当STM-64系统组建需要加入ADCU单元时,请参见10G线路应用与维护文档。 1.6.2板内拨码开关、跳线设置 在本单板上850CPU扣板附近有一个4位的拨码开关(S1),其中低3位有效,拨码开关在ON处表示“0”,而拨码开关在OFF处表示“1”,该拨码开关用以表示单板的类型,在出厂前该拨码开关已被置为唯一的正确值,不能随意拨动该拨码开关,否则将导致单板不能正常工作,甚至损坏EDFA模块。 拨码开关和成品板对应关系请参见下表: 表4拨码开关与对应成品板关系对照表 拨码开关(S1) 对应成品板编码及描述 4 3 2 1 X 0 1 0 03033131成品板-OptiX10G(V2.0)-SSA1ABA201-光功率放大板-双路-输出14dBm/14dBm X 0 1 1 03033132成品板-OptiX10G(V2.0)-SSA1ABA204-光功率放大板-双路-输出17dBm/17dBm X 0 0 0 03033133成品板-OptiX10G(V2.0)-SSA1ABA202-光功率放大板-单路-输出14dBm X 0 0 1 03033134成品板-OptiX10G(V2.0)-SSA1ABA203-光功率放大板-单路-输出17dBm X 1 0 1 03033145成品板-OptiX10G(V2.0)-SSA1ABPA01-光功率及前置放大板-功放输出14dBm X 1 1 0 03033744成品板-OptiX10G(V2.0)-SSA1ABPA02-光功率及前置放大板-功放输出17dBm 备注: 上表中X表示任意值,该位开关拨在任意位置均可; 上表中1表示该位开关必须拨在OFF处; 上表中0表示该位开关必须拨在ON处。 1.6.3开局前准备工作 1.6.3.1仪器仪表等工具 对于10G的光接口板开局时需要准备光功率计(WG公司的OLP-18)、万用表以及FC/PC-FC/PC、FC/PC-SC/PC光纤跳线数条,还需要准备一些固定衰减器如10dB衰减器,以调整光功率使其满足各板的正常输入光功率要求,光纤起拔器也是必须准备的,为了插拔光纤不损坏光纤必须使用光纤起拔器,还需准备擦纤器和光纤显微镜,以确保各光连接器的清洁,降低接头损耗。 1.6.3.2检查单板跳线、拨码开关; 参照表4检查CPU扣板附近的S1拨码开关,确保成品板类型和拨码开关一致。 1.6.3.3单板软件版本说明 SSA1ABA2&SSA1ABPA的单板软件使用一片可拆卸的39VF040存放启动CPU的底层BIOS和FPGA的加载程序,另有一片TE28F160直接固定在单板上用于存放各单板软件和FPGA。 如果单板软件为V1.15时,请注意,建议不用时请将该单板拨出子架,且不要在没开工的情况下使用该单板,因为该版单板软件(V1.15)默认输入掉光后为不允许关断泵浦激光器,这样在输入掉光后,BA的泵浦电流将以1.2倍额定工作电流工作,产生ASE功率,长期工作将影响BA的性能,甚至损坏激光器。 在单板开工后将被主控设置为输入掉光后关断泵浦激光器为允许。 BA输入掉光后,BA的泵浦电流将关断,没有该问题。 在V1.15以后的单板软件中,无论单板开工与否都将强制输入掉光后关泵浦电流,就没有上述问题了。 1.6.4开局调测说明 1.6.4.1现场调测方法 1、在现场调测中应该先将SSA1ABA2&SSA1ABPA板正确插入子架; 2、在Navigator下运行: cfg-add-board: 10,aba2//安装单板,再运行: cfg-verify//安装确认; 3、单板开工后,将输入光调整在各正常输入光范围内后,加入到输入光口,用光功率监测输出光功率是否正常; 4、用: cfg-get-paralist: 10//查询单板参数命令检查上报各参数正常否,特别注意上报的光功率和实际测量光功率是否一致(误差控制在0.5dBm以内),需注意PA的上报的输出光功率是EDFA模块的输出光功率,其后还有一只1550.12的滤波器,才接到了输出光口。 因此PA的上报的输出光功率和拉手条光口POUT处测量的光功率有较大差异(ASE功率和滤波器插损引起)。 下图是编码为03033131的SSA1ABA2板的查询结果: ABA2单板参数结果上报 从上图可见(注意单位及系数关系,制冷电流和背光电流的系数是1,其余系数是0.1): EDFA1的INPWR、OUTPWR分别为: -0.3dBm,14.3dBm; EDFA2的INPWR、OUTPWR分别为: -4.4dBm,14.4dBm; EDFA1的额定工作电流RWC1为151.0mA,实际工作电流WC1为127.0mA,制冷电流CC1为20mA,背光电流PC1为543uA;该EDFA只有一个泵浦,故第二路泵所有参数均为0; EDFA2的额定工作电流为143.7mA,实际工作电流为144.5mA,制冷电流为86mA,背光电流为372uA;该EDFA只有一个泵浦,故第二路泵所有参数均为0; 5、将输出光正确连接到系统中各指定位置。 1.6.5故障定位方法 请参见告警列表,
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