DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 13. BÖLÜM FİBER OPTİK ÖLÇÜMLERİ

Transkript

1 DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 13. BÖLÜM FİBER OPTİK ÖLÇÜMLERİ

2 KONULAR test ekipmanları zayıflama ölçümleri dispersiyon ölçümleri OTDR saha uygulamaları eye paternleri optik spektrum analizör uygulamaları

3 Test Ekipmanları optik power metreler optik zayıflatıcılar ayarlanabilir lazer kaynakları

4 Test Ekipmanları optik spektrum analizörleri optical time-domain reflectormeter (OTDR) çok fonksiyonlu test sistemleri

5 Optik Power Metreler 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 780 ~ ~ -60 InGaAs 840 ~ ~ -73

6 Optik Zayıflatıcılar (Attenuators) optik kaynak çıkış sinyal seviyesi > Power metre kapasitesi OLA-54 Optik Level Attenuator

7 Optik Zayıflatıcılar (Attenuators) Uygulama Alanları network kurulumları ve bakımında BERT (bit eror rate test) ile birlikte 40Gbps sistem teslerinde test aşamasında kademeli zayıflama oluşturmak için

8 Ayarlanabilir lazer kaynakları dalgaboyuna bağımlı test ve ölçümler için önemlidir kaynak genellikle external-cavity yarıiletken lazerdir 1280 ~ 1330 nm ve 1450~1565 nm

9 Optik spektrum analizörleri optik gücü dalgaboyu fonksiyonu olarak ölçer nm hassasiyet dar hat genişliğinde ölçüm yapabilme homodyne ve heterodyne teknikleri kullanılır.

10 OLS ile giriş simülasyonu Merkez Ofis Head End Video Loss Test OLT-55 (TripleTest) Data Ses OLT (Optical Line Terminal) Optical Return Loss ORL-55 return loss meter (TripleTest) Voice & Data Downstream 1490 nm Optical Couplers (WDM) Upstream 1310 nm Video 1550 nm Giriş Power Testi +26dBm OLP-55/03 Optik Splitter 1x32 veya Cascade Premise ONT (Optical Network Terminal) Video Data POTS CoaxEthernet

11 Optical time-domain reflectormeter (OTDR) Kaynak + alıcı + data modül + CPU + = ekran + ölçüm hafızası + harici disk

12 Çok Fonksiyonlu Test Ekipmanları labrotuar üretim ve kalite kontrol için değişebilir modüller ana ünite ve modül üniteleri RS-232 veya USB ile kontrol modül üniteleri ana ünite

13 Zayıflama (attenuation) Ölçümleri cutback tekniği Insertion-loss metodu

14 Cutback tekniği fiber sonundaki veya sonlandırmaya en uzak noktadaki bölümünde optik güç ölçülür kaynaktan birkaç metre öncesinden kesilip, çıkış gücü hesaplanır giriş kublajlarında bir takım kayıplar göz ardı edilir.

15 Cutback tekniği PF uzak noktadaki güç PN yakın noktadaki güç σ kilometre başına averaj kaybı (db) L ölçüm yapılan iki nokta arasındaki mesafe (km)

16 Insertion-Loss Metodu cutback metodunun uygulanamayacağı kablolar için kullanılır Ölçüm yapılacak fiberden alınan veya aynı özelliklerde kısa boylu bir fiber kullanılır. MM fiberler için mod scrambler, SM fiberlerde claddingmod stripper kullanılır. Dalgaboyuna bağlı zayıflama için dalgaboyu seçici ekipmanlar kullanılır.

17 Insertion-Loss Metodu P1 : Referans fiberdeki güç P2 : Ölçüm yapılan fiberdeki güç A : kilometre başına averaj kaybı (db)

18 Dispersiyon Ölçümleri intermodal dispersiyon zaman domaninde intermodal dispersiyon frekans domaninde intermodal dispersiyon kromatik dispersiyon polarizasyon-mod dispersiyon

19 Intermodal Dispersiyon h(t) darbe tepkileri zaman, H(f) güç transfer fonksiyonu frekans domaninde hesaplanır. Kullanılan her iki yöntemde de fiberin lineer olduğu var sayılır. Zaman domaninde bir sistemin davranışı: Frekans domaninde bir sistemin davranışı:

20 Zaman-Domaninde Intermodal Dispersiyon Fiberin bir ucuna düşük seviyeli bir sinyal uygulanır. Çıkıştaki darbe optik alıcılı skop ile ölçülür. Aynı sinyal fiberin %1 boyunda bir örneğine uygulanır. Trigger hattındaki değişken gecikme sonuçları, test edilen fiber ile örnek fiber arasındaki gecikme farkını temsil eder.

21 Zaman-Domaninde Intermodal Dispersiyon σ : rms darbe genişliği t : darbenin merkezindeki zaman

22 Frekans-Domaninde Intermodal Dispersiyon frekansa karşı genlik ve frekansa karşı faz tepkisinden bilgi alınabilir mikrodalga sinyal kaynağı optik taşıyıcıyı modüle etmek için kullanılabilir. Optik sinyal mod stripper ile test fiberine kuble edilir. Pout çıkış ölçülür. Pin kısa test fiberi ile ölçülür.

23 Frekans-Domaninde Intermodal Dispersiyon

24 Kromatik Dispersiyon SM fiberler için önemli bozucu etkisi vardır. faz kaydırmalı modülasyon yöntemi ile ölçülür.

25 OTDR Saha Uygulamaları optik linkteki lokal hataları bulmak için zayıflama(attenuation) ölçümleri Yansıma (reflectance) ölçümleri uzunluk, konnektör ve ek (splice), kayıpları

26 OTDR Görüntüsü Yatay eksen fiber mesafesini, dikey eksen gücü verir OTDR seçiminde dinamik aralık ve ölçüm yapılacak mesafeye uygun modüller göz önüne alınmalıdır.

27 EYE Paternleri basit fakat güçlü bir ölçüm metodudur. fiberde dahil tüm dijital transmisyon sistemlerin performanslarının testinde kullanılır. pseudorandom data patern jeneratörü sisteme uygulanır. Çıkış osiloskopun vertical (dikey) girişine uygulanır. Horizantal (düşey) eksene trigger bağlanır.

28 EYE Paternleri

29 EYE Paternleri

30 Optik spektrum analizör uygulamaları WDM ve telekomünikasyon network ekipmanlarının spektral davranışlarının incelenmesinde Optik çıkış veya transfer karakteristiklerinin dalgaboyuna bağımlı fonksiyonları Dalgaboyu çözünürlüğü hesaplamada

31 Optik Kaynakların Karakterizasyonu LED (Light Emited Diode), FP (Fabry-Perot) lazer ve DFB(Distributed-feedback) lazer, en çok kullanılan kaynaklardır. Çıkıştaki toplam güç: Ortalama dalgaboyu:

32 Optik Kaynakların Karakterizasyonu

33 Optik Kaynakların Karakterizasyonu

34 EDFA Kazanç ve Noise-Figure Testleri Noise-Figure elektriksel veya optik spektrum analizörleri ile ölçülebilir. Kazanç optik power metre ile de ölçülebilir. Her ikisi de giriş gücüne ve dalgaboyuna bağımlıdır.

35 EDFA Kazanç ve Noise-Figure Testleri Kazanç Ölçümleri : Girişe ayarlanabilir bir sinyal kaynağı uygulanır. Önce sinyal EDFA ya bağlanmadan OSA da ölçülür. Daha sonra EDFA ya uygulanıp, çıkış OSA da ölçülür.

36 EDFA Kazanç ve Noise-Figure Testleri Noise-Figure Ölçümleri : Foto algılamada shot-noise sınırlı; Giriş sinyalinde shot-noise sınırlı; Noise-figure anfinin giriş ve çıkış katlarındaki sinyalgürültü oranın fonksiyonudur. Bir optik bandgenişliği 0 yaklaşıyor;

37 EDFA Kazanç ve Noise-Figure Testleri Noise-Figure Ölçümleri : Kaynaktan önce SSE spektral yoğunlukta PSSEuygulanıp sistem kalibre edilir. Bu ölçüm esnasında EDFA bağlı değildir. EDFA bağlanarak PASE ölçümü yapılır. Psig giriş sinyali uygulanır ve Pout ölçülür.

38 EDFA Kazanç ve Noise-Figure Testleri Noise-Figure Ölçümleri :