Руководство по технологии и тестированию систем WDM - Жирар А.
Скачать (прямая ссылка):
ГЛАВА 4
ТЕСТИРОВАНИЕ КОМПОНЕНТОВ И ОЦЕНКА ХАРАКТЕРИСТИК
Явление усиления спонтанного излучения вызывает шум в усилителе EDFA, поэтому нужно исследовать шум во всем рабочем диапазоне усилителя и определить отношение сигнал/шум для каждого канала. Требуется также провести измерение чувствительности EDFA к обратным отражениям (от устройств ниже по линии связи), а также общих поляризационных параметров PMD, PDL и PDG (Polarization Dependent Gain).
Чтобы определить АЧХ EDFA, к его входу через регулируемый аттенюатор подключают перестраиваемый лазерный источник. На выходе EDFA размещают измеритель мощности излучения (на основе InGaAs или Ge детектора), способный измерять уровень мощности до +25 дБм. При использовании германиевого детектора в зоне 1550 нм следует предпринять дополнительные меры предосторожности, так как его спектральная чувствительность в этом диапазоне резко меняется. Усиление слабых сигналов измеряют на каждой длине волны. Для этого предварительно уменьшают мощность входного сигнала с помощью регулируемого аттенюатора до -30 дБм, после чего повышают и непрерывно следят за уровнем усиления, отмечая момент, при котором усиление ослабевает на 3 дБ. Это - так называемая точка спада, которая обычно задает предельную рабочую входную мощность.
Рассмотренное измерение лишь частично описывает полную амплитудно-частотную характеристику усилителя, так как не принималось во внимание "перераспределение усиления", возникающее при наличии сигнала во всех каналах. Однако полученных рабочих характеристик усилителя вполне достаточно для оценки бюджета потерь системы.
Чтобы получить более полное описание АЧХ, в схему измерений включают несколько источников излучения, которые симулируют предельную ожидаемую загрузку каналов. Выходной сигнал EDFA можно исследовать многоканальным измерителем мощности, анализатором OSA или волновым измерителем. Процедура, изложенная выше для одиночного источника, выполняется поочередно для каждого канала. Во все остальные каналы, кроме измеряемого в данный момент, должна быть подана типовая для планируемых рабочих условий мощность.
В некоторых случаях важно знать потери, вносимые EDFA в холостом режиме, т. е. без лазерной накачки. Зависимость этих потерь от длины волны можно измерить широкополосным источником (LED или ASE лазер) совместно с детектором OSA. Измерительное оборудование и процедура тестирования такие же как при измерении АЧХ, а результат указывает на ожидаемые потери в случае выхода тестируемого усилителя из строя. Типичный результат приведен на рис. 4.21 .
Рис. 4.21 Изображение вносимых потерь с результатами для входного и выходного сигналов
ГЛАВА 4
ТЕСТИРОВАНИЕ КОМПОНЕНТОВ И ОЦЕНКА ХАРАКТЕРИСТИК
Так как в модуль усилителя EDFA входят фильтры, циркуляторы или другие компоненты, то потери на отражение часто зависят от длины волны. Для получения спектральной характеристики ORL можно использовать перестраиваемый лазерный источник совместно с измерителем обратных потерь. Оба прибора подключают ко входу EDFA, причем усилитель находится в холостом режиме, рис. 4.22,а.
а)
Источник
ь)
Источник ASE
Развет-витель \
1x2
>
Рис. 4.22 Два варианта установок для измерения ORL
В альтернативной схеме используют широкополосный источник (например, источник ASE), анализатор OSA и разветвитель 1X 2, рис. 4.22, b.
Чтобы полностью описать поведение EDFA, усиливающего несколько каналов, следует учесть свойство взаимозависимости усиления на разных каналах, которая проявляется в большей или меньшей степени на тех или иных участках зоны усиления EDFA. При работе EDFA распределяет свою мощность по всем подаваемым на его вход каналам. Так как мощность излучения на выходе EDFA постоянна, то при удалении одного из входных каналов мощность, которую EDFA тратил усиление этого канала, распределится по оставшимся каналам. В связи с этим необходимо контролировать усиление в каждом из оставшихся каналов, для того чтобы сохранить требуемый уровень сигнала в каждом канале. Перераспределение усиления слегка меняется в зависимости от того, какой канал был удален, так как спектральный состав входного сигнала не является идеально равномерным.
На рис. 4.23 показана установка для измерения этого эффекта. Сигналы от разных источников приходят по одному на каждый входной канал мультиплексора, объединяются в один, который, пройдя через регулируемый аттенюатор с равномерной АЧХ, подается на вход усилителя. Аттенюатор используется для ослабления полной мощности сигнала до нужного уровня. Выходной сигнал усилителя анализируется OSA. Перераспределение АЧХ EDFA и обеспечиваемая им стабильность равномерности спектра измеряются путем поочередного отключении лазерных источников.
Данный тип измерений легко автоматизируется: имеются модули как для выполнения необходимых измерений, так и для анализа результатов.
Обратное отражение - еще один потенциально опасный фактор для усилителей EDFA.
Каждый активный элемент сети приводит к возникновению такого явления, как обратное отражение: часть мощности сигнала отражается от компонентов, расположенных
