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光譜儀在測試WDM的巧妙應用


  來源: 橫河測試測量 時間:2020-05-21 編輯:清風
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隨著5G前傳的定型,傳統(tǒng)波分復用器廠家和新進的模塊廠家對于CWDM/DWDM(稀疏波分復用/密集波分復用)多通道的光譜測試要求越來越高了。而隨著DWDM的廣泛應用,通信系統(tǒng)的傳輸容量得到了極大的提高,這也是光通信發(fā)展的主要方向。

在測試WDM(包括CWDM和DWDM)系統(tǒng)過程中,OSNR(光信噪比)是一個反映系統(tǒng)性能的重要指標,那么光譜儀的分辨率對OSNR的結(jié)果有著怎么樣的影響?如何去正確選擇合適的分辨率?

首先我們來看下OSNR的計算方法,根據(jù)IEC規(guī)范,可以由以下公式獲得:


可以看出,能否準確計算出OSNR的關鍵就取決于OSA獲得每個信道的Pi(信號功率)與Ni(噪聲功率)的精度了,Bm是測量時光譜儀分辨率,Br是歸一化噪聲帶寬通常為0.1nm。精確測量Pi與Ni,決勝于光譜分析儀(以下簡稱OSA)的分辨率!


由于現(xiàn)在DWDM的信道間隔越來越窄、調(diào)制速率越來越高,對于OSNR的準確測量就變得越來越困難。為了精確測量一個調(diào)制信號的功率,需要一個比較寬的分辨率帶寬的濾波器,而這種濾波器的垂直邊緣必須非常陡峭,才能正確捕獲信號的調(diào)制帶的功率,又不受相鄰信道信號的干擾。如圖1所示。


圖1


舉一個實測的例子:一個1552.4nm的DFB-LD經(jīng)過10Gbit/s NRZ調(diào)制后的信號作為測試源。下圖2可以看出,在測試該信號功率時,最好使用200pm(0.2nm)以上的分辨率。如果減小實際分辨率,信號功率測量誤差就會增大。

圖2


同時我們利用光譜儀測試不同分辨率下對應的光譜,圖3可以看到,只有光譜儀的分辨率窗口大于調(diào)制信號的譜寬時,調(diào)制信號的功率才可以得到保證,否則功率偏低。然而,在信道間隔很窄的系統(tǒng)中,如果選擇分辨率太大又會導致相鄰信道的信號疊加,不能分辨出噪聲,因此分辨率又不能調(diào)得過大,需要瞻前顧后。


圖3


例如在25GHz信道間隔的DWDM系統(tǒng)中,信道間隔只有200pm,如果此時設置分辨率為200pm,那么就不能有效地分辨出每個信道了,這里我們用不同分辨率測試一下對應的光譜,如圖4所示,分辨率小了之后才能分辨每個信道。

圖4:不同分辨率下測到的10Gbit/s NRZ,

25GHz Ultra DWDM系統(tǒng)的功率譜曲線

表1 對調(diào)制信號功率測量時的OSA(AQ6370D)分辨率推薦設置

以上是關于信道信號功率的測試。如開頭說講,OSNR還跟噪聲功率有著密不可分的關系,接下來我們來看如何進行噪聲測試會比較合理。

在進行信道間噪聲功率譜密度測量時,需要光譜儀具有比較窄的分辨率帶寬和陡峭的垂直邊緣,要求光譜儀有足夠大的動態(tài)范圍,這樣被測的噪聲光中沒有夾雜著信號的成分。圖5顯示了OSA分辨率帶寬與動態(tài)范圍對噪聲功率的影響。

圖5

但是,OSA規(guī)范中“功率精度”和“功率平坦度”兩項指標也受分辨率影響,AQ6370D分辨率設置大于0.05nm以上時,可以保證精度和平坦度。對于噪聲功率測量,應當使用能夠保證功率精度的分辨率設置,這樣才能保證整體的測試精度。


表2,測試噪聲功率時OSA的分辨率推薦設置

*1 超出保證功率精度的分辨率


然而細心的朋友們可能發(fā)現(xiàn)了,測試功率和測試噪聲時,所使用的分辨率是不一致的,測量信號功率分辨率需要大一點,而測量噪聲功率分辨率需要小一點,這兩者是否矛盾,用一臺光譜儀測試難道就只能保證其一?


關鍵詞:光譜儀 測試 WDM 測量    瀏覽量:2002

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