DE19712519A1 - Meßvorrichtung für optischen Faserverstärker und entsprechendes Einstellverfahren - Google Patents
Meßvorrichtung für optischen Faserverstärker und entsprechendes EinstellverfahrenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung zum
Bestimmen der Betriebscharakteristika eines optischen Faser
verstärkers sowie ein Verfahren zum Einstellen der Betriebs
parameter der Vorrichtung.
Fig. 3 ist ein schematisches Blockdiagramm einer üblichen Meß
vorrichtung zum Bestimmen der Betriebscharakteristika eines
optischen Faserverstärkers. Ausgabelicht von einer Lichtquelle
51 wird in einen akustooptischen Modulator 53 über einen fa
seroptischen Weg 52 eingegeben. Bei dieser Zeichnung sollte
bemerkt werden, daß der Modulator 53 andere Eingangssignale
(wie z. B. niederfrequente akustische Signale) empfängt, aber
solche unwesentlichen Details weder in der Zeichnung gezeigt
werden noch hierin erklärt werden.
Ebenfalls ist ein optischer Verbinder 54 in den Mittelab
schnitt des faseroptischen Weges 52 eingesetzt, doch Erklärun
gen für diesen und weitere unwesentliche Komponenten, welche
in der folgenden Beschreibung auftreten, werden weggelassen.
Ein optisches Ausgangssignal, dem ein gewisser Modulationsgrad
durch den akustooptischen Modulator (im weiteren als a/o-Mo
dulator bezeichnet) 53 auferlegt ist, wird durch einen opti
schen Koppler 56 in zwei optische Signale, ein erstes opti
sches Signal und ein zweites optisches Signal, welche ein op
tisches Leistungsverhältnis von 1 : 1 aufweisen, geteilt. Von
den zwei Signalen wird das zweite Signal in den optischen
Faserverstärker (im weiteren kurz als o/f-Verstärker
bezeichnet) 56 zu einer vorbestimmten optischen Verstärkung
eingegeben.
Sowohl das erste optische Signal als auch das zweite optische
Signal, die in dem o/f-Verstärker 56 verstärkt worden sind,
werden beide in einen optischen Schalter 57 eingegeben. Das
erste optische Signal wird direkt in einen Eingangsanschluß
57 -1 des optischen Schalters 57 eingegeben, während das zweite
optische Signal, das durch den o/f-Verstärker 56 verstärkt
worden ist, in einen Eingangsanschluß 57 -2 eingegeben wird.
Der optische Schalter 57 wählt entweder das in den Eingangs
anschluß 57 -1 eingegebene Signal oder das in den Eingangsan
schluß 57 -2 eingegebene Signal von einem Ausgangsanschluß 57 -3
aus.
Das von dem optischen Schalter 57 ausgegebene optische Signal
wird in den a/o-Modulator 58 eingegeben und wird mit einem
vorgegebenen Modulationsgrad ausgegeben. Weitere zu modulie
rende Signale werden ebenfalls in den a/o-Modulator 58 einge
geben, aber solche unwesentlichen Details und entsprechende
Erklärungen werden weggelassen.
Ein optischer Spektralanalysator ist vorgesehen, welcher die
optische Leistung in jedem der oben erwähnten Abschnitte mißt.
Ebenfalls wird ein Referenzsignal-Leistungsmeßgerät 60 zum
Einstellen des optischen Spektralanalysators 59 benutzt.
Als nächstes werden die Schritte zum Einstellen des o/f-Ver
stärkers erklärt. Der optische Spektralanalysator 59 bestimmt
die Leistungspegel einer optischen Leistung Pin, welche in den
o/f-Verstärker 56 eingegeben wird, einer optischen Leistung
Pout, welche von dem o/f-Verstärker 56 ausgegeben wird, sowie
einer optischen Leistung der Umgebungsstrahlung Pase, die von
dem o/f-Verstärker 56 ausgegeben wird.
Fig. 4 zeigt Zeitablaufdarstellungen für die optischen Signa
le, die von dem a/o-Modulator 53 ausgegeben werden, und die
optischen Signale, die von dem a/o-Modulator 58 ausgegeben
werden.
Wie durch diese Darstellungen gezeigt, werden die Leistungs
pegel der optischen Leistung Pin und der optischen Ausgangslei
stung Pout durch Messen der jeweiligen Leistungspegel vor und
nach Eingabe der Ausgangsleistung von der Lichtquelle 51 in
den o/f-Verstärker 56 unter Synchronisation der Phasen der
zwei Ausgangssignale von den a/o-Modulatoren 53, 58 bestimmt.
Weiterhin sind beim Messen der Signalleistung Pin der Eingangs
anschluß 57 -1 und der Ausgangsanschluß 57 -3 des optischen Schal
ters 57 verbunden, und beim Messen der Signalleistung Pout sind
der Eingangsanschluß 57 -2 und der Ausgangsanschluß 57 -3 des op
tischen Schalters 57 verbunden, und die jeweiligen Ausgangs
leistungspegel werden mit dem optischen Spektralanalysator 59
gemessen.
Fig. 5 zeigt Zeitablaufdarstellungen für den Fall der Messung
der Ausgangsleistung der Umgebungsstrahlung Pase für die opti
schen Signale, die von den a/o-Modulatoren 53 und 58 ausgege
ben werden.
Wie in diesen Zeitablaufdarstellungen gezeigt, werden die Pha
senbeziehungen des a/o-Modulators 53 und des a/o-Modulators 58
zum Messen der optischen Leistung der Umgebungsstrahlung in
vertiert. Diese Anordnung wird angewendet, da die optische
Leistung der Umgebungsstrahlung Pase sich auf den Leistungspe
gel der natürlichen Strahlungskomponente (kontinuierliches
Licht) bezieht, die für den o/f-Verstärker 56 charakteristisch
ist, und deshalb ist es notwendig, daß diese Größe unter der
Bedingung gemessen wird, daß keine Eingangssignalleistung in
den o/f-Verstärker 56 tritt.
Man sieht daher, daß die Umgebungsstrahlungsleistung Pase durch
den optischen Spektralanalysator 59 unter der Bedingung be
stimmt wird, daß kein optisches Eingangssignal in den o/f-Ver
stärker 56 tritt.
Nach Vervollständigung des Meßprozesses der optischen
Leistungen Pin, Pout und Pase werden die Verstärkung G und der
Rauschfaktor NF des o/f-Verstärkers 56 gemäß folgender Bezie
hung erhalten:
G = (Pout - Pase)/Pin (1)
NF = (Pase/h·ν·G·Δν)+(1/G) (2)
NF = (Pase/h·ν·G·Δν)+(1/G) (2)
wobei h die Planck-Konstante ist, ν die optische Frequenz ei
nes optischen Signals und Δν die Auflösungsgrenze des opti
schen Spektralanalysators 59 ist.
Es ist bekannt, daß die Genauigkeit der Bestimmung optischer
Leistungen durch den optischen Spektralanalysator 59 die Be
stimmung der Verstärkung G und des Rauschfaktors NF des o/f-Verstärkers
56 beeinflußt. Aus diesem Grund ist es zur Erzeu
gung sehr genauer Resultate notwendig, den Ausgangsleistungs
pegel des optischen Spektralanalysators 59 durch Benutzung des
Referenzleistungsmeßgeräts 60 einzustellen.
Die Einstellschritte sind folgende: Zunächst wird die optische
Leistung des Eingangssignals an den o/f-Verstärker 56 mit dem
optischen Spektralanalysator 59 gemessen, und dasselbe Ein
gangssignal wird mit dem optischen Referenzleistungsmeßgerät
60 gemessen, um eine Differenz zwischen den zwei Messungen zu
erzeugen, und wird in einem Speicher als Einstellparameter
gespeichert.
Wenn die tatsächliche Messung des o/f-Verstärkers 56
durchzuführen ist, werden die Ablesungen der Verstärkung G und
des Rauschfaktors NF, die mit dem optischen Spektralanalysator
59 erhalten werden, durch Berücksichtigung der
Einstellparameter, welche im obigen Schritt erhalten werden,
modifiziert.
Mit anderen Worten, ist es zum Bestimmen der Ausgangslei
stungspegel der modulierten optischen Signale, die durch Modu
lieren des Ausgabelichts von der optischen Quelle 51 mit dem
a/o-Modulator 53 erhalten werden, notwendig, daß die optischen
Leistungen Pin und Pout gemessen werden, und zwar unter Benut
zung sowohl des optischen Referenzmeßgeräts 60 als auch des
optischen Spektralanalysator 59 zur Zeit des Einstellschritts.
Dabei wird zur Bestimmung des Leistungspegels Pase der Umge
bungsstrahlung (kontinuierliches Licht), welche in dem Aus
gangssignal von dem o/f-Verstärker 56 enthalten ist, der Wert
von Pase gemessen, und wird der Leistungspegel des kontinuier
lichen Lichtes wiederum unter Benutzung von sowohl dem opti
schen Referenzleistungsmeßgerät 60 als auch dem optischen
Spektralanalysator 59 zur Zeit des Einstellschritts gemessen.
Für diesen Einstellschritt im Meßprozeß wird der a/o-Modulator
53 zuerst in einen Modulationszustand versetzt, um moduliertes
Licht von dem a/o-Modulator 53 zu erzeugen und dann die Lei
stungspegel Pin, Pout der optischen Signale mit Benutzung des
optischen Referenzleistungsmeßgeräts 60 und des optischen
Spektralanalysators 59 zu messen.
Nach Vervollständigung dieses Schritts wird der a/o-Modulator
53 in einen Standby-Modus (keine Modulation) versetzt, und der
Leistungspegel der Umgebungsstrahlung Pase wird unter Benutzung
des kontinuierlichen Lichts, das von dem a/o-Modulator 53 aus
gegeben wird, mit dem Referenzleistungsmeßgerät 60 und dem
optischen Spektralanalysator 59 gemessen.
Bei Verfolgung der obigen Sequenz von Ereignissen sollte be
merkt werden, daß der a/o-Modulator 53 oder 58 eine Betriebs
charakteristik aufweist, welche derart ist, daß bei Änderung
des Modulationszustandes einige Minuten erforderlich sind,
bevor der Signalverlust zwischen dem Eingangs- und Ausgangs
anschluß stabilisiert ist. Aus diesem Wert ist es zum Erhalten
genauer Werte der Einstellparameter notwendig, eine Warteperi
ode von einigen Minuten zwischen dem Schalten der Modulations
bedingungen vorzusehen.
Weiterhin werden nach Vervollständigung des Systemeinstell
schritts Messungen der tatsächlichen Leistungspegel durch Ak
tivieren beider a/o-Modulatoren 53, 58 ausgeführt, und es ist
wiederum notwendig, eine Warteperiode für die Stabilisierung
der a/o-Modulatoren 53, 58 vorzusehen, bevor vom Einstell
schritt zum tatsächlichen Leistungsmeßschritt übergegangen
wird.
Deshalb sind die obigen Vorrichtungen vom Standpunkt des
Benutzers nicht nur umständlich und ineffizient, sondern
weisen ebenfalls insofern ein Betriebsproblem auf, als daß die
Genauigkeit der Bestimmungen ernsthaft beeinträchtigt werden
kann, wenn es notwendig ist, wiederholt die Einstellprozesse
und Leistungsmessungen durchzuführen. Es besteht also die
Notwendigkeit, eine Vorrichtung zu entwickeln, welche die
optischen Leistungsmessungen erleichtert und sehr genaue
Resultate der Leistungsmessung schnell und effizient bietet.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereit
stellung einer Meßvorrichtung, die einen stabilen Betrieb un
ter Bedingung der Änderung der Modulation bietet und eine
schnelle Bestimmung der Betriebscharakteristika eines opti
schen Faserverstärkers ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach Anspruch 1 durch eine
Meßvorrichtung zum Bestimmen der Betriebsparameter eines
optischen Faserverstärkers gelöst, welche aufweist: eine
Lichtquelle zum Erzeugen von Referenzlicht zur Eingabe in
einen zu evaluierenden optischen Faserverstärker; einen
optischen Koppler zum Teilen des Referenzlichts in ein erstes
optisches Signal und ein zweites optisches Signal; eine erste
optische Meßeinrichtung zum Messen des ersten optischen
Signals; einen faseroptischen Weg zum Übertragen des
Referenzlichts an den optischen Koppler; eine erste optische
Modulationseinrichtung, die in den faseroptischen Weg
eingesetzt ist, zum Modulieren des Referenzlichts; einen
ersten optischen Schalter mit zwei optischen Wegen zur Auswahl
von entweder einer Erzeugung von Modulation für das
Referenzlicht oder einer Umgehung der ersten optischen
Modulationseinrichtung unter Aufrechterhaltung eines Standby-Zustands
der ersten optischen Modulationseinrichtung; einen
zweiten optischen Schalter mit einem einzelnen optischen Weg
zum alternativen Auswählen entweder des ersten optischen Si
gnals oder des zweiten optischen Signals, das durch den opti
schen Faserverstärker verstärkt ist; eine zweite Modulations
einrichtung zum Erzeugen einer Modulation entweder für das er
ste optische Signal oder für das zweite optische Signal; und
eine zweite optische Meßeinrichtung zum Messen des optischen
Signals, das von der zweiten Modulationseinrichtung ausgegeben
wird.
Gemäß der vorliegenden Vorrichtung wurde die Notwendigkeit der
sukzessiven Eingabe eines optischen Signals in einen optischen
Spektralanalysator und darauf folgend in das optische Lei
stungsmeßgerät zur Bestimmung der Funktionstüchtigkeit eines
optischen Faserverstärkers stark reduziert, und zwar mit der
Konsequenz, daß die Notwendigkeit einer Wartezeit zur Stabili
sierung der Meßvorrichtungen eliminiert ist. Der Vorteil des
Verfahrens ist derselbe für die Messung der Umgebungsstrah
lungsleistung mit und ohne Modulation des Referenzlichts. So
gar wenn die Modulatoren von einem Betriebszustand auf einen
Standby-Zustand geschaltet werden, gibt es keine Notwendig
keit, auf die Stabilisierung der Modulatoren zu warten.
Ein Aspekt der Vorrichtung ist derjenige, daß die erste opti
sche Meßeinrichtung ein optisches Leistungsmeßgerät aufweist.
Ein weiterer Aspekt der Vorrichtung ist derjenige, daß die
zweite optische Meßeinrichtung einen optischen Spektralanaly
sator aufweist.
Ein weiterer Aspekt der Vorrichtung ist derjenige, daß die
erste Modulationseinrichtung einen akustooptischen Modulator
aufweist.
Schließlich ist ein Aspekt der Vorrichtung derjenige, daß die
zweite Modulationseinrichtung einen akustooptischen Modulator
aufweist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der
Bereitstellung eines Verfahrens zum Betreiben der Vorrichtung,
so daß die Einstellparameter schnell und effizient erhalten
werden können, um die Betriebscharakteristika der Vorrichtung
zu definieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist folgende Schritte auf:
einen ersten Schritt zum Messen des zweiten optischen Signals mit einer ersten optischen Meßeinrichtung unter Umgehen der ersten Modulationseinrichtung über den ersten optischen Schal ter; einen zweiten Schritt zum Erzeugen einer Modulation für das Referenzlicht unter Benutzung der ersten Modulationsein richtung und zum Messen des zweiten optischen Signals, das durch den ersten optischen Schalter durchgelassen wird, mit der ersten optischen Meßeinrichtung; einen dritten Schritt zum Eingeben des zweiten optischen Signals, das in dem optischen Faserverstärker verstärkt worden ist, durch den zweiten opti schen Schalter in die zweite Modulationseinrichtung, und zum Messen eines optischen Signals, das von der zweiten Modula tionseinrichtung ausgegeben wird, während die erste Modula tionseinrichtung im ersten optischen Schalter umgangen wird; einen vierten Schritt zum Erzeugen einer Modulation für das Referenzlicht, das durch den ersten optischen Schalter durch gelassen wird unter Benutzung der ersten Modulationseinrich tung, und zum Messen eines optischen Signals, das von der zweiten Modulationseinrichtung ausgegeben wird, unter Benut zung der zweiten Meßeinrichtung; und einen fünften Schritt zum Berechnen eines Einstellwerts für kontinuierliches Licht, ba sierend auf einer Differenz der Meßresultate, welche im ersten Schritt und im dritten Schritt erhalten werden, und zum Be rechnen eines Einstellwerts für das modulierte Licht, basie rend auf einer Differenz der Meßresultate, die im zweiten Schritt und im vierten Schritt erhalten werden.
einen ersten Schritt zum Messen des zweiten optischen Signals mit einer ersten optischen Meßeinrichtung unter Umgehen der ersten Modulationseinrichtung über den ersten optischen Schal ter; einen zweiten Schritt zum Erzeugen einer Modulation für das Referenzlicht unter Benutzung der ersten Modulationsein richtung und zum Messen des zweiten optischen Signals, das durch den ersten optischen Schalter durchgelassen wird, mit der ersten optischen Meßeinrichtung; einen dritten Schritt zum Eingeben des zweiten optischen Signals, das in dem optischen Faserverstärker verstärkt worden ist, durch den zweiten opti schen Schalter in die zweite Modulationseinrichtung, und zum Messen eines optischen Signals, das von der zweiten Modula tionseinrichtung ausgegeben wird, während die erste Modula tionseinrichtung im ersten optischen Schalter umgangen wird; einen vierten Schritt zum Erzeugen einer Modulation für das Referenzlicht, das durch den ersten optischen Schalter durch gelassen wird unter Benutzung der ersten Modulationseinrich tung, und zum Messen eines optischen Signals, das von der zweiten Modulationseinrichtung ausgegeben wird, unter Benut zung der zweiten Meßeinrichtung; und einen fünften Schritt zum Berechnen eines Einstellwerts für kontinuierliches Licht, ba sierend auf einer Differenz der Meßresultate, welche im ersten Schritt und im dritten Schritt erhalten werden, und zum Be rechnen eines Einstellwerts für das modulierte Licht, basie rend auf einer Differenz der Meßresultate, die im zweiten Schritt und im vierten Schritt erhalten werden.
Ein Aspekt des Verfahrens ist derjenige, daß die erste Meßein
richtung ein optisches Leistungsmeßgerät aufweist.
Ein weiterer Aspekt des Verfahrens ist derjenige, daß die
zweite Meßeinrichtung einen optischen Spektralanalysator auf
weist.
Ein weiterer Aspekt des Verfahrens ist derjenige, daß die er
ste Modulationseinrichtung einen akustooptischen Modulator
aufweist.
Schließlich ist ein Aspekt des Verfahrens derjenige, daß die
zweite Modulationseinrichtung einen akustooptischen Modulator
aufweist.
Gemäß dem vorliegenden Verfahren enthält der optische Weg der
Vorrichtung alle wesentlichen Komponenten, wie in Anspruch 1
offenbart, mit Modulation oder ohne Modulation, um somit die
Erzeugung eines ersten optischen Signals und eines zweiten
optischen Signals zu ermöglichen. Im ersten Schritt wird der
erste Schalter so eingestellt, daß der erste Modulator umgan
gen wird, und unmoduliertes Licht wird in der ersten Meßvor
richtung gemessen, welche ein optisches Leistungsmeßgerät zur
Bestimmung des grundlegenden Ausgangsleistungspegels des kon
tinuierlichen Referenzlichts sein kann. Im zweiten Schritt
wird das Referenzlicht in der ersten Modulationsvorrichtung
moduliert, und das zweite Signal wird dann mit der ersten Meß
vorrichtung gemessen. Im dritten Schritt wird die erste Modu
lationsvorrichtung umgangen, und das zweite optische Signal
wird mit der zweiten Meßvorrichtung gemessen, die in diesem
Fall ein Spektralanalysator zur Bestimmung der jeweiligen Pa
rameter der verschiedenen, darin enthaltenen Wellenlängekom
ponenten sein kann. Im vierten Schritt wird das Referenzlicht
mit der ersten Modulationsvorrichtung moduliert, und das Aus
gangssignal von der zweiten Modulationsvorrichtung wird mit
der zweiten Meßvorrichtung gemessen, die ein Spektralanalysa
tor sein kann. Im letzten Schritt wird die Differenz der Meß
resultate, die in den Schritten 1 und 3 erzeugt werden, be
rechnet, um einen Einstellwert für das kontinuierliche Licht
zu erhalten, während die Differenz der Meßresultate, die im
zweiten und vierten Schritt erhalten werden, berechnet wird,
um einen Einstellwert für das modulierte Licht zu erhalten.
Es erscheint klar, daß die vorliegende Vorrichtung und das
offenbarte Verfahren der üblichen Vorrichtung und den mit ihr
verbundenen Techniken überlegen sind, und zwar wegen der ex
zellenten Stabilität bei der Funktion der Vorrichtung bei ei
ner Standardisierung sowie der Meßverfahren, und wegen der
Tatsache, daß die Betriebsparameter eines optischen Faserver
stärkers schnell und effizient mit geringer Wahrscheinlich
keit, daß systematische Fehler im Meßprozeß gemacht werden,
korrigiert werden können.
In den Figuren zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer ersten Ausfüh
rungsform der Meßvorrichtung für den optischen
Faserverstärker nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Flußdiagramm zum Erklären der Einstellschritte
für den optischen Faserverstärker;
Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm eines üblichen opti
schen Faserverstärkers;
Fig. 4 ein Beispiel des Zeitablaufs, der beim üblichen
optischen Faserverstärker zur Messung von Pin und Pout
von optischen Signalen, die jeweils von einem
akustooptischen Modulator 53 (oben) und einem
weiteren akustooptischen Modulator 58 (unten)
ausgegeben werden, benutzt wird; und
Fig. 5 ein Beispiel des Zeitablaufs, der beim üblichen
optischen Faserverstärker zur Messung von Pase der
Umgebungsstrahlung, die jeweils von einem
akustooptischen Modulator 53 (oben) und einem
weiteren akustooptischen Modulator 58 (unten)
ausgegeben wird, benutzt wird.
Die folgende Beschreibung ist in zwei Abschnitte geteilt: Der
erste Abschnitt behandelt die Konfiguration des o/f-Verstär
kers, und der zweite Abschnitt behandelt das Verfahren zum
Ermitteln der Parameter für die Einstellung der gemessenen
Werte.
Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen, die ein Blockdiagramm der
Meßeinrichtung für einen optischen Faserverstärker ist.
In Fig. 1 wird Ausgabelicht von einer Lichtquelle 1 in einen
Anschluß 11 -2 eines optischen Schalters 11 über einen faserop
tischen Weg 2 mit optischen Verbindern 4 -1i, 4 -10 eingegeben.
Alle optischen Signale, die nachstehend erörtert werden, wer
den über den faseroptischen Weg 2 übertragen, doch detaillier
te Erklärungen unwesentlicher Signale werden weggelassen.
Der optische Schalter 11 ist mit vier Anschlüssen 11 -1, 11 -2
11 -3 und 11 -4 versehen und ist in der Lage, einen von zwei opti
schen Wegen zu wählen: durch Verbindung der Anschlüsse 11 -1 mit
11 -4 und der Anschlüsse 11 -2 mit 11 -3 (in Fig. 1 durch
durchgezogene Linien gezeigt); oder der Anschlüsse 11 -1 und 11 -2
mit den Anschlüssen 11 -3 und 11 -4 (in Fig. 1 durch gestrichelte
Linien gezeigt).
Ein a/o-Modulator 3 ist zwischen den Anschluß 11 -1 und 11 -4 zur
Erzeugung eines gewissen Modulationsgrades für ein daraus aus
gegebenes optisches Signal eingesetzt. Es sollte bemerkt wer
den, daß andere Modulationssignale (beispielsweise niederfre
quente akustische Signale) ebenfalls durch den Modulator 3
verarbeitet werden, obwohl in der Zeichnung nicht gezeigt.
Ein optisches Signal, das von dem Anschluß 11 -3 des optischen
Schalters 11 ausgegeben wird, wird in zwei optische Signale
durch einen optischen Koppler 5 geteilt, so daß die Ausgangs
leistungen in einem Verhältnis 1 : 1 stehen. Das zweite optische
Signal wird in den o/f-Verstärker 6 über den optischen Ein
gangs- und Ausgangsverbinder 4 -2i und 4 -20 eingegeben und wird
verstärkt, so daß es einen bestimmten Verstärkungswert auf
weist.
Das erste optische Signal, das durch den optischen Koppler 5
ausgegeben wird, wird direkt in einen Eingangsanschluß 7 -1 ein
gegeben. Das zweite optische Signal, das in dem o/f-Verstärker
6 verstärkt worden ist,; wird in einen weiteren Eingangsan
schluß 7 -2 über die optischen Eingangs- und Ausgangs-Verbinder
4 -3i, 4 -30 eingegeben.
Der optische Schalter 7 wählt entweder das erste oder das
zweite optische Signal aus, das in den Eingangsanschluß 7 -1
oder 7 -2 eingegeben wird, und gibt das ausgewählte optische
Signal von dem Ausgangsanschluß 7 -3 aus.
Das optische Signal, das von dem optischen Schalter 7 ausgege
ben wird, wird in den a/o-Modulator 8 eingegeben und wird mit
einer bestimmten Modulationsintensität ausgegeben. Der a/o-Modulator
8 empfängt ebenfalls weitere optische Signale, aber
sie sind weggelassen, um die Erklärung für den Signalübertra
gungsprozeß zu vereinfachen.
Ein optischer Spektralanalysator 9 wird zum Ermessen der opti
schen Leistungen in den verschiedenen obenbeschriebenen Ab
schnitten benutzt, und in Fig. 1 ist der optische Spektralana
lysator 9 mit dem a/o-Modulator 8 über einen optischen Ein
gangs- und Ausgangsverbinder 4 -4i, 4 -40 verbunden.
Ein optisches Referenzleistungsmeßgerät 10 wird zum Einstellen
der Betriebsparameter des optischen Spektralanalysators 9 be
nutzt.
Ein Beispiel des Verfahrens zur Einstellung der Meßvorrichtung
für den optischen Faserverstärker, der in Fig. 1 gezeigt ist,
wird mit Bezug auf Fig. 2 erklärt, welche ein Flußplan der
Einstellschritte ist.
Zunächst werden die a/o-Modulatoren 3, 8 in einen Modulations
zustand versetzt, und die optischen Signale werden zur Modula
tion zugeführt (Schritt St1).
Als nächstes werden die optischen Verbinder 4 -60 und 4 -5i
miteinander verbunden, um ein optisches Signal von dem
optischen Koppler 5 an das optische Referenzleistungsmeßgerät
10 einzugegeben (Schritt St2).
Im nächsten Schritt verbindet der optische Schalter 11 die
Anschlüsse 11 -1 und 11 -4 und die Anschlüsse 11 -2 und 11 -3
(Schritt St3), so daß die optische Leistung des kontinuierli
chen Lichts, das von der Lichtquelle 1 ausgegeben wird, mit
dem optischen Leistungsmeßgerät 10 gemessen werden kann
(Schritt St4).
Als nächstes kann der optische Schalter 11 die Anschlüsse 11 -1
und 11 -2 und die Anschlüsse 11 -3 und 11 -4 (Schritt St5) verbin
den, so daß die optische Leistung der modulierten Signale
durch das optische Referenzleistungsmeßgerät 10 gemessen wer
den kann (Schritt St6).
Dabei werden die optischen Verbinder 4 -60, 14 -7i derart verbun
den, daß sie einen Teil des optischen Signals, das durch den
a/o-Modulator 3 moduliert ist, in den Eingangseinschluß 7 -2 des
optischen Schalters 7 eingeben (Schritt St7).
Im nächsten Schritt werden die Anschlüsse 11 -1 mit 11 -4 und 11 -2
mit 11 -3 des optischen Schalters 11 verbunden (Schritt St8),
und ebenso werden die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse 7 -2, 7 -3
verbunden (Schritt St9), um dadurch den a/o-Modulator 3 zu
umgehen.
In diesem Zustand wird die optische Leistung kontinuierlichen
Lichts, das von der Lichtquelle 1 ausgegeben wird, mit dem
optischen Spektralanalysator 9 gemessen (Schritt St10).
Als nächstes werden die Anschlüsse 11 -1 mit 11 -2 und die An
schlüsse 113 mit 11 -4 verbunden (Schritt St11), und die Lei
stung der optischen Signale, die durch den a/o-Modulator 3
moduliert sind, wird gemessen (Schritt St12).
Letztlich wird eine Differenz der optischen Signalleistung,
die im Schritt St4 und im Schritt St10 gemessen werden, be
rechnet, und das Resultat wird als Einstellparameter für das
kontinuierliche Licht verwendet, und eine Differenz der opti
schen Signalleistungen, die im Schritt St6 und im Schritt St12
gemessen werden, wird berechnet, und das Resultat wird als
Einstellparameter für das Modulationslicht verwendet (Schritt
St13).
Darauf folgend werden, obwohl in der Zeichnung nicht gezeigt,
der Eingangseinschluß 7 -1 und der Ausgangsanschluß 7 -3 miteinan
der verbunden, und eine optische Signalleistung Pin wird mit
dem optischen Spektralanalysator 9 gemessen, und dann werden
der Eingangsanschluß 7 -2 und der Ausgangsanschluß 7 -3 miteinan
der verbunden, und eine optische Signalleistung Pout wird mit
dem optischen Spektralanalysator 9 gemessen.
In diesem Fall sind das von dem a/o-Modulator 3 ausgegebene
optische Signal und das von dem a/o-Modulator 8 ausgegebene
optische Signal in Phase, wie in Fig. 4 illustriert, und beim
Messen der Umgebungsstrahlungsleistung Pase werden die opti
schen Signale invertiert, wie in Fig. 5 illustriert.
Nachdem so die Werte der optischen Leistungen Pin, Pout und Pase
erhalten sind, werden die Verstärkung G und der Rauschfaktor
NF in Übereinstimmung mit den Gleichungen (1) und (2) und un
ter Benutzung der Einstellparameter, die in Schritt St13 ge
wonnen werden, ermittelt.
Wie oben erklärt, ist gemäß der Ausführungsform der Meßvor
richtung nach der vorliegenden Erfindung die Notwendigkeit des
Wartens, bis sich die akustooptischen Modulatoren in der Pe
riode der Änderung der Modulationsbedingungen stabilisiert
haben, eliminiert, was ermöglicht, das Zeiterfordernis für den
Einstellprozeß zu verkürzen sowie die Genauigkeit des Meßpro
zesses zu verbessern, so daß korrekte Resultate schnell und
effizient erhalten werden können.
Claims (10)
1. Meßvorrichtung zum Bestimmen von Betriebsparametern eines
optischen Faserverstärkers mit:
einer Lichtquelle zum Erzeugen von Referenzlicht zur Ein gabe in einen zu evaluierenden optischen Faserverstärker;
einem optischen Koppler zum Teilen des Referenzlichts in ein erstes optisches Signal und ein zweites optisches Signal
einer ersten optischen Meßeinrichtung zum Messen des er sten optischen Signals;
einem faseroptischen Weg zum Übertragen des Referenz lichts an den optischen Koppler;
einer ersten optischen Modulationseinrichtung, die in den faseroptischen Weg eingesetzt ist, zum Modulieren des Referenzlichts;
einem ersten optischen Schalter mit zwei optischen Wegen zum Auswählen von entweder einer Erzeugung einer Modula tion für das Referenzlicht oder einer Umgehung der ersten optischen Modulationseinrichtung unter Aufrechterhaltung eines Standby-Zustands der ersten optischen Modulations einrichtung;
einem zweiten optischen Schalter mit einem einzelnen op tischen Weg zum alternativen Auswählen von entweder dem ersten optischen Signal oder dem zweiten optischen Si gnal, das durch den optischen Faserverstärker verstärkt ist;
einer zweiten Modulationseinrichtung zum Erzeugen einer Modulation entweder für das erste optische Signal oder für das zweite optische Signal; und
einer zweiten optischen Meßeinrichtung zum Messen des optischen Signals, das von der zweiten Modulationsein richtung ausgegeben wird.
einer Lichtquelle zum Erzeugen von Referenzlicht zur Ein gabe in einen zu evaluierenden optischen Faserverstärker;
einem optischen Koppler zum Teilen des Referenzlichts in ein erstes optisches Signal und ein zweites optisches Signal
einer ersten optischen Meßeinrichtung zum Messen des er sten optischen Signals;
einem faseroptischen Weg zum Übertragen des Referenz lichts an den optischen Koppler;
einer ersten optischen Modulationseinrichtung, die in den faseroptischen Weg eingesetzt ist, zum Modulieren des Referenzlichts;
einem ersten optischen Schalter mit zwei optischen Wegen zum Auswählen von entweder einer Erzeugung einer Modula tion für das Referenzlicht oder einer Umgehung der ersten optischen Modulationseinrichtung unter Aufrechterhaltung eines Standby-Zustands der ersten optischen Modulations einrichtung;
einem zweiten optischen Schalter mit einem einzelnen op tischen Weg zum alternativen Auswählen von entweder dem ersten optischen Signal oder dem zweiten optischen Si gnal, das durch den optischen Faserverstärker verstärkt ist;
einer zweiten Modulationseinrichtung zum Erzeugen einer Modulation entweder für das erste optische Signal oder für das zweite optische Signal; und
einer zweiten optischen Meßeinrichtung zum Messen des optischen Signals, das von der zweiten Modulationsein richtung ausgegeben wird.
2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste optische Meßeinrichtung ein optisches Lei
stungsmeßgerät aufweist.
3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Meßeinrichtung einen optischen Spektral
analysator aufweist.
4. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Modulationseinrichtung einen akustoopti
schen Modulator aufweist.
5. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Modulationseinrichtung einen akustoopti
schen Modulator aufweist.
6. Verfahren zum Einstellen von Meßresultaten von Betriebs
parametern eines optischen Faserverstärkers, welche mit
einer optischen Meßvorrichtung erhalten werden, die in
einem faseroptischen Weg angeordnet ist, mit einer ersten
Modulationseinrichtung zum Modulieren von Referenzlicht
und einem ersten optischen Schalter zum Auswählen entwe
der einer Modulation des Referenzlichts oder einer Umge
hung der ersten Modulationseinrichtung unter Halten der
ersten Modulationseinrichtung in einem Standby-Zustand,
einem optischen Koppler zum Teilen des Referenzlichts in
ein erstes optisches Signal zum Durchlaß und ein zweites
optisches Signal zur Eingabe in den optischen Faserver
stärker, und einem zweiten optischen Schalter zum alter
nativen Auswählen entweder des ersten optischen Signals
oder des zweiten optischen Signals, welches folgende
Schritte aufweist:
einen ersten Schritt zum Messen des zweiten optischen Signals mit einer ersten optischen Meßeinrichtung unter Umgehen der ersten Modulationseinrichtung über den ersten optischen Schalters;
einen zweiten Schritt zum Erzeugen einer Modulation für das Referenzlicht unter Benutzung der ersten Modulations einrichtung und zum Messen des zweiten optischen Signals, das durch den ersten optischen Schalter durchgelassen wird, mit der ersten optischen Meßeinrichtung;
einen dritten Schritt zum Eingeben des zweiten optischen Signals, das in dem optischen Faserverstärker verstärkt worden ist, durch den zweiten optischen Schalter in die zweite Modulationseinrichtung und zum Messen eines opti schen Signals, das von der zweiten Modulationseinrichtung ausgegeben wird, während die erste Modulationseinrichtung in dem ersten optischen Schalter umgangen wird;
einen vierten Schritt zum Erzeugen einer Modulation für das Referenzlicht, das durch den ersten optischen Schal ter gelassen wird unter Benutzung der ersten Modulations einrichtung, und zum Messen eines optischen Signals, das von der zweiten Modulationseinrichtung ausgegeben wird unter Benutzung der zweiten Meßeinrichtung; und
einen fünften Schritt zum Berechnen eines Einstellwerts für das kontinuierliche Licht, basierend auf einer Diffe renz in den Meßresultaten, die in dem ersten Schritt und dem dritten Schritt erhalten werden, und zum Berechnen eines Einstellwerts für das modulierte Licht, basierend auf einer Differenz der Meßresultate, die in dem zweiten Schritt und in dem vierten Schritt erhalten werden.
einen ersten Schritt zum Messen des zweiten optischen Signals mit einer ersten optischen Meßeinrichtung unter Umgehen der ersten Modulationseinrichtung über den ersten optischen Schalters;
einen zweiten Schritt zum Erzeugen einer Modulation für das Referenzlicht unter Benutzung der ersten Modulations einrichtung und zum Messen des zweiten optischen Signals, das durch den ersten optischen Schalter durchgelassen wird, mit der ersten optischen Meßeinrichtung;
einen dritten Schritt zum Eingeben des zweiten optischen Signals, das in dem optischen Faserverstärker verstärkt worden ist, durch den zweiten optischen Schalter in die zweite Modulationseinrichtung und zum Messen eines opti schen Signals, das von der zweiten Modulationseinrichtung ausgegeben wird, während die erste Modulationseinrichtung in dem ersten optischen Schalter umgangen wird;
einen vierten Schritt zum Erzeugen einer Modulation für das Referenzlicht, das durch den ersten optischen Schal ter gelassen wird unter Benutzung der ersten Modulations einrichtung, und zum Messen eines optischen Signals, das von der zweiten Modulationseinrichtung ausgegeben wird unter Benutzung der zweiten Meßeinrichtung; und
einen fünften Schritt zum Berechnen eines Einstellwerts für das kontinuierliche Licht, basierend auf einer Diffe renz in den Meßresultaten, die in dem ersten Schritt und dem dritten Schritt erhalten werden, und zum Berechnen eines Einstellwerts für das modulierte Licht, basierend auf einer Differenz der Meßresultate, die in dem zweiten Schritt und in dem vierten Schritt erhalten werden.
7. Meßvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste optische Meßeinrichtung ein optisches Lei
stungsmeßgerät aufweist.
8. Meßvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite optische Meßeinrichtung einen optischen
Spektralanalysator aufweist.
9. Meßvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Modulationseinrichtung einen akustoopti
schen Modulator aufweist.
10. Meßvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Modulationseinrichtung einen akustoopti
schen Modulator aufweist.
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