Руководство по технологии и тестированию систем WDM - Жирар А.
Скачать (прямая ссылка):
ГЛАВА 4
ТЕСТИРОВАНИЕ КОМПОНЕНТОВ И ОЦЕНКА ХАРАКТЕРИСТИК
заданной длине волны источника, можно одновременно определить потери PDL и вносимые потери за 2-5 сек в зависимости от требуемого уровня достоверности.
У многих компонентов систем DWDM (например, фильтров и брэгговских решеток) необходимо также измерять зависимость потерь PDL от длины волны. Для этого постоянный источник в рассмотренной конфигурации заменяют на перестраиваемый лазерный источник.
DWDM Transmission Spgctra
Маиїпіігє Graph
Рис. 4.7 Наблюдение спектральной зависимости потерь PDL мультиплексора для отдельного канала
Значения потерь PDL для многих компонентов DWDM чаще всего очень малы, поэтому особое внимание следует уделять компенсации потерь PDL, вносимых самими измерительными приборами. Модули для измерения PDL обычно включают опорный канал, что избавляет от необходимости проводить компенсацию вручную.
Измерение потерь PDL методом Мюллера-Стокса
Оптический сигнал можно представить в форме вектора Стокса S. Четыре компонента этого вектора ( S0, S1, S 2, S3) можно определить, пропуская сигнал через волновые пластины с различными поляризационными характеристиками и измеряя его мощность, рис. 4.8.
Поляризованный светодиод
Поляризатор
Измеритель
мощности
Поляризатор Пластина Пластина Свет на ^ ^ Свет на
входе
WW t
выходе
6 = 0°
е = о°
_ Горизонтально
6 = 0° поляризованный (0°)
WwW
е = о°
8 = 0°
Диагонально 6 = 225° поляризованный (45°)
Поляризованный 6 = 0° 8 = 45° 8 = 0° покругу
Рис. 4.8 Для получения различных состояний поляризации используют три разные волновые пластины
ГЛАВА 4
ТЕСТИРОВАНИЕ КОМПОНЕНТОВ И ОЦЕНКА ХАРАКТЕРИСТИК
При прохождении излучения через любой компонент системы DWDM вектор Стокса определенным образом изменяется. Воздействие компонента на поляризованный свет может быть математически описано с помощью 4 X 4 матрицы Мюллера M :
S' = MS
где S - вектор Стокса входного сигнала, S' - вектор Стокса выходного сигнала.
С помощью метода Мюллера-Стокса потери PDL можно вычислить без непосредственного вычисления векторов Стокса входного и выходного сигнала. Для этого вначале с помощью контроллера поляризации и измерителя мощности выполняют измерения мощности четырех различных состояний поляризации (линейное горизонтальное 0°, линейное вертикальное 90°, линейное диагональное 45°, круговое правостороннее) оригинального (входного) сигнала. После этого между контроллером поляризации и детектором подключают тестируемый компонент и выполняют аналогичные измерения для выходного сигнала. На основе этих измерений вычисляют максимальный и минимальный коэффициенты передачи Т (transmission coefficient) по всему пространству Стокса (без перебора всех возможных входных состояний поляризации). Потери PDL (измеряются в дБ) определяются как:
PDL = 10Ig(Tm11/Tmax )
Этот метод отличают быстрота измерений и невысокая цена оборудования. Если использовать перестраиваемый лазер в режиме сканирования длины волны, то можно измерять зависимость PDL от длины волны. Метод Мюллера-Стокса чувствителен к изменению положения соединительных шнуров. Метод Мюллера-Стокса идеально подходит для систем автоматического тестирования (раздел 4.5), рис. 4.9.
Поляризованный светодиод
Контроллер поляризации
Переклю-UQTQDL г>чд
4d IGJ Ib IxN
Рис. 4.9 Схема измерения поляризационно-зависимой ширины полосы пропускания
ГЛАВА 4
ТЕСТИРОВАНИЕ КОМПОНЕНТОВ И ОЦЕНКА ХАРАКТЕРИСТИК
Аналогично измеряют поляризационно-зависимую ширину полосы пропускания PDBW (Polarization Dependent Bandwidth). Эта спектральная характеристика оптического фильтра определяется как разница между максимальной и минимальной шириной полосы пропускания измеряемого канала по всем возможным состояниям поляризации, рис. 4.10.
Затухание как функция длины волны для 4-ех различных состояний поляризации
лин. гор. лин. диаг. лин. верт. круг. прав.
Рис. 4.10 Зависимость ширины полосы пропускания от поляризации
PDBW = BWm
¦BW,
min
Точность измерений PDBW возрастает с увеличением числа исследованных состояний поляризации. На практике ограничиваются непрерывным измерением в течение нескольких минут.
Точно так же измеряют зависимую от поляризации центральная длина волны PDCW (Polarization Dependent Central Wavelength) - она определяется как максимальная разница между центральными длинам волн полос пропускания измеряемого канала по всем возможным состояниям поляризации, рис. 4. 11 . Некоторые компоненты обладают очень большими значениями PDCW (1 нм и больше), что ограничивает их применимость в системах DWDM.
лин. гор. лин. диаг. лин. верт. круг. прав.
Рис. 4.11 Зависимость центральной длины волны от поляризации Перекрестные помехи
Чтобы измерять перекрестные помехи между каналами DWDM, источник ASE, использовавшийся в предыдущих схемах измерений, заменяют на узкополосный перестраиваемый лазерный источник. Далее пошагово изменяют длину волны излучения
ГЛАВА 4
ТЕСТИРОВАНИЕ КОМПОНЕНТОВ И ОЦЕНКА ХАРАКТЕРИСТИК
перестраиваемого источника (на величину волнового разрешения) и на каждом шаге сканируют анализатором OSA все каналы мультиплексора/демультиплексора. Измерения повторяются до тех пор, пока не будет исследован весь заданный диапазон длин волн. Разрешение измерения определяется шагом перестройки лазера, а не спектральным разрешением анализатора, и кривая потерь может быть определена с разрешением лучше 0,001 нм в большом динамическом диапазоне, рис. 4.12, а. Эта измерительная процедура занимает очень много времени, особенно при тестировании многоканальных компонентов; ускорить ее можно, использую вместо OSA многоканальные измерители мощности, рис. 4.12, b. Для калибровки следует использовать измеритель длин волн.
