DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
13. BÖLÜM
FİBER OPTİK ÖLÇÜMLERİ
KONULAR…
n
n
n
n
n
n
test ekipmanları
zayıflama ölçümleri
dispersiyon ölçümleri
OTDR saha uygulamaları
eye paternleri
optik spektrum analizör uygulamaları
n
Test Ekipmanları
n
optik power metreler
n
optik zayıflatıcılar
n
ayarlanabilir lazer kaynakları
n
Test Ekipmanları
n
optik spektrum analizörleri
n
optical time-domain reflectormeter
(OTDR)
n
çok fonksiyonlu test sistemleri
Optik Power Metreler
n
n
n
optik sinyal seviyelerinin dBm veya dBµ
cinsinden ölçümleri
(0 dBm = 1 mW) ~ (0 dBµ = 1 µW)
farklı fotodedektörler ile farklı dalgaboylarında ve
seviyelerde ölçüm
Dedektör
Dalgaboyu(nm)
Aralık(dBm)
Ge
InGaAs
780 ~ 1600
840 ~ 1650
+18 ~ -60
+03 ~ -73
Optik Zayıflatıcılar (Attenuators)
optik kaynak çıkış
sinyal seviyesi
>
Power metre
kapasitesi
OLA-54 Optik Level Attenuator
Optik Zayıflatıcılar (Attenuators)
Uygulama Alanları
n
network kurulumları ve bakımında
n
BERT (bit eror rate test) ile birlikte
40Gbps sistem teslerinde
n
test aşamasında kademeli zayıflama
oluşturmak için
Ayarlanabilir lazer kaynakları
n
dalgaboyuna bağımlı test ve ölçümler için önemlidir
n
kaynak genellikle external-cavity yarıiletken lazerdir
n
1280 ~ 1330 nm ve 1450~1565 nm
Optik spektrum analizörleri
n
optik gücü dalgaboyu fonksiyonu
olarak ölçer.
n
0.001 nm hassasiyet
n
dar hat genişliğinde ölçüm
yapabilme
n
homodyne ve heterodyne teknikleri
kullanılır.
OLS ile giriş
simülasyonu
Loss Test
OLT-55
(TripleTest)
Head End
Video
Merkez Ofis
Data
Ses
OLT
(Optical
Line
Terminal)
Optical Return Loss
ORL-55
return loss meter
(TripleTest)
Voice & Data
Downstream
1490 nm
Video
Premise
1550 nm
ONT
Optical
Couplers
(WDM)
Upstream
1310 nm
Giriş Power Testi
+26dBm
OLP-55/03
(Optical Network
Terminal)
Optik
Splitter
1x32
veya
Cascade
Video Data POTS
Coax Ethernet
Optical time-domain reflectormeter
(OTDR)
Kaynak + alıcı + data modül + CPU +
ekran + ölçüm hafızası + harici disk
=
Çok Fonksiyonlu Test Ekipmanları
n
labrotuar üretim ve kalite kontrol için
değişebilir modüller
n
ana ünite ve modül üniteleri
n
RS-232 veya USB ile kontrol
ana ünite
modül üniteleri
n
Zayıflama (attenuation) Ölçümleri
cutback tekniği
Insertion-loss metodu
Cutback tekniği
n
fiber sonundaki veya sonlandırmaya en uzak noktadaki
bölümünde optik güç ölçülür
n
kaynaktan birkaç metre öncesinden kesilip, çıkış gücü
hesaplanır
n
giriş kublajlarında bir takım kayıplar göz ardı edilir.
Cutback tekniği
PF uzak noktadaki güç
PN yakın noktadaki güç
σ kilometre başına averaj kaybı (dB)
L ölçüm yapılan iki nokta arasındaki mesafe (km)
Insertion-Loss Metodu
n
cutback metodunun uygulanamayacağı kablolar için
kullanılır
n
Ölçüm yapılacak fiberden alınan veya aynı özelliklerde kısa
boylu bir fiber kullanılır.
n
MM fiberler için mod scrambler, SM fiberlerde claddingmod stripper kullanılır.
n
Dalgaboyuna bağlı zayıflama için dalgaboyu seçici
ekipmanlar kullanılır.
Insertion-Loss Metodu
P1 : Referans fiberdeki güç
P2 : Ölçüm yapılan fiberdeki güç
A : kilometre başına averaj kaybı (dB)
n
Dispersiyon Ölçümleri
n
intermodal dispersiyon
n
zaman domaninde intermodal dispersiyon
n
frekans domaninde intermodal dispersiyon
n
kromatik dispersiyon
n
polarizasyon-mod dispersiyon
Intermodal Dispersiyon
n
h(t) darbe tepkileri zaman, H(f) güç transfer fonksiyonu frekans
domaninde hesaplanır.
n
Kullanılan her iki yöntemde de fiberin lineer olduğu var sayılır.
Zaman domaninde bir sistemin davranışı:
Frekans domaninde bir sistemin davranışı:
Zaman-Domaninde Intermodal Dispersiyon
n
Fiberin bir ucuna düşük seviyeli bir sinyal uygulanır.
n
Çıkıştaki darbe optik alıcılı skop ile ölçülür.
n
Aynı sinyal fiberin %1 boyunda bir örneğine uygulanır.
n
Trigger hattındaki değişken gecikme sonuçları, test edilen fiber
ile örnek fiber arasındaki gecikme farkını temsil eder.
Zaman-Domaninde Intermodal Dispersiyon
σ : rms darbe genişliği
t : darbenin merkezindeki zaman
Frekans-Domaninde Intermodal Dispersiyon
n
frekansa karşı genlik ve frekansa karşı faz tepkisinden bilgi
alınabilir
n
mikrodalga sinyal kaynağı optik taşıyıcıyı modüle etmek için
kullanılabilir.
n
Optik sinyal mod stripper ile test fiberine kuble edilir.
n
Pout çıkış ölçülür.
n
Pin kısa test fiberi ile ölçülür.
Frekans-Domaninde Intermodal Dispersiyon
Kromatik Dispersiyon
n
SM fiberler için önemli bozucu etkisi vardır.
n
faz kaydırmalı modülasyon yöntemi ile ölçülür.
OTDR Saha Uygulamaları
n
optik linkteki lokal hataları bulmak için
n
zayıflama(attenuation) ölçümleri
n
Yansıma (reflectance) ölçümleri
n
uzunluk , konnektör ve ek (splice), kayıpları
OTDR Görüntüsü
n
Yatay eksen fiber mesafesini, dikey eksen gücü verir
n
OTDR seçiminde dinamik aralık ve ölçüm yapılacak
mesafeye uygun modüller göz önüne alınmalıdır.
EYE Paternleri
n
basit fakat güçlü bir ölçüm metodudur.
n
fiberde dahil tüm dijital transmisyon sistemlerin
performanslarının testinde kullanılır.
n
pseudorandom data patern jeneratörü sisteme
uygulanır.
n
Çıkış osiloskopun vertical (dikey) girişine uygulanır.
n
Horizantal (düşey) eksene trigger bağlanır.
EYE Paternleri
EYE Paternleri
Optik spektrum analizör uygulamaları
n
WDM ve telekomünikasyon network ekipmanlarının
spektral davranışlarının incelenmesinde
n
Optik çıkış veya transfer karakteristiklerinin
dalgaboyuna bağımlı fonksiyonları
n
Dalgaboyu çözünürlüğü hesaplamada
Optik Kaynakların Karakterizasyonu
n
LED (Light Emited Diode), FP (Fabry-Perot) lazer ve
DFB(Distributed-feedback) lazer, en çok kullanılan
kaynaklardır.
Çıkıştaki toplam güç:
Ortalama dalgaboyu:
Optik Kaynakların Karakterizasyonu
Optik Kaynakların Karakterizasyonu
EDFA Kazanç ve Noise-Figure Testleri
n
Noise-Figure elektriksel veya optik spektrum
analizörleri ile ölçülebilir.
n
Kazanç optik power metre ile de ölçülebilir.
n
Her ikisi de giriş gücüne ve dalgaboyuna bağımlıdır.
EDFA Kazanç ve Noise-Figure Testleri
Kazanç Ölçümleri :
n
n
n
Girişe ayarlanabilir bir sinyal kaynağı uygulanır.
Önce sinyal EDFA’ya bağlanmadan OSA’da ölçülür.
Daha sonra EDFA’ya uygulanıp, çıkış OSA’da ölçülür.
EDFA Kazanç ve Noise-Figure Testleri
Noise-Figure Ölçümleri :
Foto algılamada shot-noise sınırlı;
Giriş sinyalinde shot-noise sınırlı;
Bir optik bandgenişliği 0’ yaklaşıyor;
Noise-figure anfinin
giriş ve çıkış
katlarındaki sinyalgürültü oranın
fonksiyonudur.
EDFA Kazanç ve Noise-Figure Testleri
Noise-Figure Ölçümleri :
n
Kaynaktan önce SSE spektral yoğunlukta PSSE uygulanıp
sistem kalibre edilir.
n
Bu ölçüm esnasında EDFA bağlı değildir.
n
EDFA bağlanarak PASE ölçümü yapılır.
n
Psig giriş sinyali uygulanır ve Pout ölçülür.
EDFA Kazanç ve Noise-Figure Testleri
Noise-Figure Ölçümleri :
Download

İleri Fiber Optik Haberleşme Sistemleri