Р ис. 12.14 Тестирование пмд методом фиксированного анализатора
Метод описывается рекомендациями ANSI/TIA/EIA «FOTP-113» и Telcordia (Bellcore) «GR-2947-CORE».
13.9.Измерительная техника, используемая при эксплуатации восп Оптические измерители мощности
Оптические измерители мощности (Optical Power Meter-OPM) используются для измерения оптической мощности сигнала, а также затухания в кабеле. Оптические измерители мощности обеспечивают как измерения, проводимые в кабельных линиях, так и анализ работы оборудования, передающего сигнал в оптическую линию. В паре со стабилизированным источником сигнала ОИМ обеспечивает измерения затухания - основного параметра качества оптической линии.
Основными нормируемыми характеристиками оптических измерителей мощности являются:
тип детектора;
линейность усилителя;
калибровочная кривая;
динамический диапазон;
погрешность измерения;
возможность поддержки различных оптических интерфейсов.
Наиболее важным элементом оптического измерения мощности является оптический детектор, определяющий характеристики самого прибора. Оптический детектор представляет фотодиод, который принимает входной оптический сигнал и преобразует его в электрический сигнал заданной интенсивности. Полученный электрический сигнал проходит через АЦП на сигнальный процессор, где производится отсчет полученного электрического сигнала с учетом характеристики фотодиода в измеряемую величину в дБм или Вт, которая затем индицируется на экране цифрового дисплея. Для обеспечения стабильной работы твердотельного фотодиода используется термостабилизирование.
Одной из основных характеристик прибора является зависимость выходного сигнала фотодиода от мощности входного оптического сигнала на разных длинах волн, точнее, равномерность этой характеристики. В зависимости от этого сигнальный процессор должен компенсировать возможную нелинейность характеристики, при этом, если характеристика фотодиода имеет значительную неравномерность, сигнальный процессор должен иметь более сложную структуру. Фотодиод должен обладать стабильностью во времени, чтобы исключить регулярную калибровку прибора.
Важной характеристикой фотодиода является спектральная характеристика, т.е. зависимость эффективности выходного сигнала фотодиода от длины волны передаваемого сигнала. Эффективность работы фотодиода определяется отношением тока на выходе к мощности принимаемого сигнала.
Р ис. 12.16 Характеристики зависимости выходного сигнала фотодиода от длины волны принимаемого сигнала
На рис. 12.16 представлены характеристики для трех основных типов фотодиодов: кремниевого (Si), германиевого (Ое) и на основе сплава арсена галия (InGaAs).
Из рис. 12.16 видно, что кремниевый фотодиод может с успехом использоваться при измерениях оптического сигнала от 800 до 900 мм. На практике оптические измерители мощности, использующие этот тип детектора, калиброваны на более широкий диапазон — 400... 1000 нм. Для измерения оптической мощности в одномодовых волоконных кабелей с длиной волны 1310 и 1500 нм, получивших наибольшее распространение в современных системах связи, обычно используются германиевые детекторы и фотодиоды на основе сплава InGaAs. Детекторы на основе InGaAs имеют более широкий спектр измерения по длине волны, что позволяет создавать универсальные ОРМ, калиброванные на все три длины волны - 850, 1310, 1550 нм.
Важным параметром ОРМ является устойчивость его работы от различных уровней шумов. Основным источником шума в оптических детекторах является квантовый шум, остаточный ток и поверхностный ток утечки. Дополнительным фактором увеличения уровня шумов является температура.
Другим важным параметром ОРМ является принцип работы усилителя электрического сигнала детектора, который оказывает влияние на линейность работы ОРМ, его чувствительность и функциональные характеристики. Использование, например, логарифмического характера усиления не обеспечивает должной точности измерений, и характеризуются рядом недостатков. Обычно линейные усилители хорошо стабилизированы, что позволяет компенсировать как ошибки начального сдвига сигнала, так и сдвиг сигнала в процессе измерений из-за температурных и климатических факторов. Современные ОРМ используют режим автокалибровки линейных усилителей в процессе измерений.
Важными техническими характеристиками ОРМ являются погрешность измерений и график калибровки, т.к. в зависимости от точности изготовления детектора и параметров работы усилителя они могут изменяться.
Другой группой параметров или технических характеристик ОРМ являются динамический диапазоны разрешающая способность и линейность характеристики, определяемая зависимостью и линейность характеристики, определяемая зависимостью от уровня сигнала, температуры, разрешения по длине волны и т.д.
Тип оптического интерфейса определяет технические возможности использования ОРМ. Существует более 7 типов интерфейсов, например, SMA 905, SMA 906, BIC, FC и т.д.