圖1 EDFA放大前和放大后信號對比
摻鉺光放大器(EDFA)在長距離光纖通信中廣泛使用,與波分復用技術緊密組合,可以同時放大多個波長光信號,如圖1所示,常用于C波段和L波段,覆蓋1530nm至1565nm范圍。EDFA不僅解決了損耗對光網絡傳輸速率與距離的限制問題,還因為實時、高增益、低噪聲、低損耗的特點成為新一代光纖通信系統中不可或缺的關鍵器件。在EDFA研制生產過程中,增益和噪聲系數是反映EDFA性能的關鍵指標,那么如何測試這兩項參數呢?
我們先來看一下兩個指標的測試標準:根據IEC規范,增益(G:GAIN)是指輸出與輸入信號光功率之比(不包括泵光和ASE光),即增益G為:
噪聲系數(NF:Noise Figure)是放大器輸入信噪比和輸出信噪比之比,即噪聲系數NF為:
由此可知:能否準確計算出增益和噪聲系數取決于每個信道的輸入信號功率、輸出信號功率和自發輻射噪聲功率的測量分析精度,并且與信號光譜的分布相關聯。因此,選擇高分辨率、大動態范圍的光譜分析儀至關重要,中電科思儀科技股份有限公司最新推出的6362D光譜分析儀0.02nm的最高分辨率以及大于78dB的動態范圍,可以有效保證EDFA系統中相關參數的準確測量。
圖2 6362D光譜分析儀
圖3 EDFA參數典型測試光路
使用6362D測量EDFA相關參數的典型測試光路如上圖所示,將EDFA模塊接入光路中,通過光開關切換EDFA輸入信號和輸出信號,利用6362D實現相關參數的自動分析。
圖4 EDFA參數分析結果
要獲得EDFA參數的測試結果,首先切換光路將輸入光放大器的信號光輸入到6362D光譜分析儀,選擇曲線A進入寫入模式,根據符合信號光波形的測量條件測量信號光波形;接著切換光路,將光放大器的輸出光輸入到6362D光譜分析儀,選擇曲線B進入寫入模式,以信號光波形相同的測量條件測量輸出光的波形。由此可得到EDFA參數的測試結果(如圖4所示),并以列表的形式展示在儀器下方區域,準確高效地獲取了全部不同波長下的EDFA增益、噪聲系數等指標。
圖5 EDFA分析參數設置界面
同時,如圖5所示,6362D光譜分析儀還提供了友好的EDFA分析參數設置界面,用戶可以根據EDFA特點匹配設置信號光的截至功率、功率測試類型、輸入輸出偏移量,以及噪聲的擬合類型等參數,以保障測試結果的精確性。
作為新推出的新一代近紅外光譜分析儀,6362D光譜分析儀已經可以滿足當前光通信技術中,對EDFA增益和噪聲系數等參數的測試需求,一鍵測試功能,可以大大地提升對EDFA模塊的測試效率,降低測試成本,內置的豐富的EDFA分析參數,可以滿足用戶不同的測試需求。同時,6362D光譜分析儀也可以根據用戶需求,對包括EDFA一鍵測試功能在內的內置功能進行改進和定制,為用戶提供更好的測試體驗,與用戶一同前行。