Руководство по технологии и тестированию систем WDM - Жирар А.
Скачать (прямая ссылка):
Спектр ASE с сигналом (-
Спектр ASE без сигнала (---------------)
Рис. 4.27 Метод временного затухания для определения шум-фактора EDFA
Данное измерение необходимо проводить очень быстро (~ 10 мс), поэтому требования к точной синхронизации высоки. Несмотря на сложность и затраты, данный метод очень полезен для подробных исследований других характеристик усилителя, например, наклона АЧХ.
ГЛАВА 4
ТЕСТИРОВАНИЕ КОМПОНЕНТОВ И ОЦЕНКА ХАРАКТЕРИСТИК
Применимость метода временного затухания измерения шума ограничено только усилителями EDFA; спад усиления полупроводниковых оптических усилителей после отключения входного сигнала слишком быстротечен для данного метода.
Электрический метод измерения шума, известный как вычитание относительных ин-тенсивностей шума RIN (Relative Intensity Noise), основан на измерении разброса интенсивности несущей оптического сигнала в некотором частотном диапазоне, рис. 4.28.
Рис. 4.28 Измерение относительной интенсивности шума (RIN)
В измерении RIN наблюдают за высокочастотными изменениями интенсивности номинально постоянной оптической несущей по изменениям в детектируемом электрическом сигнале. Источник с ограниченным уровнем дробовых шумов подает сигнал на тестируемый компонент, а на его выходе размещают калиброванный, быстрый, мало-шумящий детектор с ВЧ-усилителем, который и подает сигнал на анализатор электрического спектра ESA (Electrical Spectrum Analyzer), как показано на рис. 4.29.
Источник дробового шума
I
Калиброванный
высокоскоростной детектор
Малошумящий ВЧ-усилитель
Анализатор электри-
ческого спектра
Реперная мощность Реперная мощность
Рис. 4.29 Метод вычитания RIN для определения шум-фактора EDFA
Шум-фактор тестируемого компонента, на месте которого может быть оптический усилитель или целиком линия связи от точки до точки, может быть определен как расстояние до нижнего уровня частотной характеристики RIN, рис. 4.30.
Метод RIN хорошо подходит для обнаружения эффекта многолучевой интерференции MPI (Multipath Interference), обусловленной отражениями на дефектах и смещениях в тестируемом компоненте. Следует отметить, этот эффект не обнаружим при использовании других рассмотренных выше методов. Метод RIN является дорогостоящим, так
ГЛАВА 4
ТЕСТИРОВАНИЕ КОМПОНЕНТОВ И ОЦЕНКА ХАРАКТЕРИСТИК
как требует использования малошумящей аппаратуры и проведения всеобъемлющих калибровок.
ш
NF(f)
0,1
10
100
—I->
1000 f, частота, МГц
Рис. 4.30 Измерение типичного RIN для усилителя EDFA Поляризационные эффекты
Анализатор PMD, использующий интерферометрические методы измерений, может измерить собственную поляризационную задержку пассивного модуля EDFA, если в усилителе не используются узкополосные фильтры. В измерении используют поляризованный LED источник излучающий вне сильной полосы поглощения эрбия 1531 нм, рис. 4.31. Такие интерферометрические методы также выявляют шумовые эффекты многолучевой интерференции MPI, возникающие из-за паразитных эталонов Фабри-Перо (несовершенство компонентов или дефекты сращивания волокон).
Поляризованный светодиод
>
Анализатор
PMD
Рис. 4.31 Анализатор PMD, использующий интерферометрический метод, в составе установки для измерения PMD
Влияние сильного шума MPI можно обнаружить с помощью простой комбинации высокоскоростного фотодетектора и осциллографа. Синусоидальный сигнал (с гармониками) на фоновом шуме указывает на присутствие MPI.
Результаты можно улучшить, заменив осциллограф на анализатор электрического спектра, но и в этом случае, для получения достоверных количественных данных потребуется тщательная калибровка всей системы в широком ВЧ-диапазоне.
Хотя при обычных условиях эксплуатации EDFA шумы MPI заметно не проявляются, они могут стать существенными, если на выход усилителя попадут отраженные сигналы высокой мощности. Для проверки этой возможности используют устройство с регулируемым обратным отражением. Хорошо изолированный усилитель должен сохранить свою стабильность даже при полном (0 дБ) обратном отражении.
ГЛАВА 4
ТЕСТИРОВАНИЕ КОМПОНЕНТОВ И ОЦЕНКА ХАРАКТЕРИСТИК
Зависимость усиления от поляризации PDG (Polarization Dependent Gain) и от длины волны измеряют на установке для тестирования потерь PDL с подходящим источником (перестраиваемый лазер или набор источников с фиксированной длиной волны излучения) и преобразователем поляризации, рис. 4.32. Для приведения мощности к типовому уровню в действующей сети потребуется аттенюатор.
Перестраиваемый источник
Аттенюатор
WDM
Контроллер
поляризации
Измеритель
PDL
>1
Рис. 4.32 Измерение спектральной зависимости усиления EDFA от поляризации Двустороннее тестирование
Практика двустороннего использования EDFA растет: сигналы одновременно усиливаются в обоих направлениях канала связи. Все описанные ранее тесты можно выполнять в обоих направлениях, причем в быстрой последовательности, если использовать переключатель, как показано на рисунке 4.33.
Рис. 4.33 Переключатель 2x2 делает возможным двустороннее тестирование 4.4.6 Брэгговские решетки
Мультиплексоры ввода/вывода, фильтры и другие устройства, содержащие брэгговские решетки, применяются для избирательного выделения определенных длин волн, поэтому их спектральные свойства должны быть хорошо специфицированы. Для исследования мультиплексоров обычно используют схему тестирования, изображенную на рис. 4.34. В ней задействован широкополосный источник ASE и волновой измеритель. Характерные потери на канал составляют порядка 7-8 дБ. Измеренные вносимые потери будут вдвое больше однопроходных вносимых потерь.
