DE2842824A1

DE2842824A1 - Dispersionsmessgeraet

Info

Publication number: DE2842824A1
Application number: DE19782842824
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Phys Eickhoff
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1978-09-30
Filing date: 1978-09-30
Publication date: 1980-04-10

Description

"DispersionsmeBgerät"
Die Erfindung betrifft ein Dispersionsmeßgerät zurMessung der Impulsdispersion optischer Glasfaserwellenleiter mittels wenigstens eæ Lichtimpulses unter Verwendung einer Meßeinrichtung, der ein aus.dem Lichtimpuls ausgekoppeltes Triggersignal sowie ein aus dem Lichtimpuls nach Durchlaufen des Glasfaserwellenleiters gebildetes Meßsignal-zugeführt wird, welches gegenüber dem Triggersignal zeitlich verzögert ist.
Als tfbertragungsmedium in optischen Nachrichtenübertragungssystemen, die für die Verarbeitung hoher Bitraten ausgelegt sind, können nur Glasfaserwellenleiter verwendet werden, welche sich unter anderem durch eine geringe Impulsdispersion auszeichnen Es besteht somit ein Bedarf an Meßmethoden, bzw. Meßeinrichtungen, welche eine zuverlässige Aussage über die Dispersionseigenschaften von Lichtleitfasern liefern.
Im Prinzip sind solche Methoden bereits bekannt, jedoch sind die hierbei verwendeten Meßeinrichtungen nur bedingt brauchbar, wenn höhere Anforderungen an die Neßgenauigkeit gestellt werden.
Zur Messung wird üblicherweise wenigstens ein definierter Lichtimpuls in den zu messenden Glasfaserlichtwellenleiter eingekoppelt und die Verformung des Lichtimpulses am Ende der Faser gemessen. Hierzu muß der ankommende Lichtimpuls in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt werde4 das dann in einer Auswertungsschaltung z. B. für eine optische Darstellung aufbereitet wird. Die optische Darstellung läßt sich vorzugsweise mit Hilfe eines Sampling-Oszillographen vornehmen.
Dem Sampling-Oszillographen muß weiterhin ein Triggersignal zugeführt werden, welches zweckmäßigerweise aus dem zur Messung verwendeten Lichtimpuls gewonnen wird, Dieses Triggersignal benötigt gegenüber dem eigentlichen Meßsignal einen gewissen Vorlauf, damit die erforderliche Synchronisation gewährleistet ist. Die dem Triggervorlauf entsprechende Zeitdifferenz zwischen den beiden Signalen, kann durch eine Verzögerung des Mesßsignals gegenüber dem Triggersignal erreicht werden. Zu diesem Zweck ist eine Verzögerungsleitung vorgesehen, welche das Meßsignal zusätzlich zu durchlaufen hat.
Ublicherweise werden hierbei als Verzögerungsleitungen elektrische Verzögerungsleituqgn bekannter Art verwendet, welche allerdings ein schlechtes Impulsübertragungsverhalten zeigen.
Die Impulsbreite wird stark vergrößert, was sich insbesondere bei der Verarbeitung kurzer Impulse (z B.! 1 ns) als nachteilig bemerkbar macht Auch verursacht die breitbandige elektrische Aufteilung in Meß- und Triggersignale Verluste sowie Störungen des Impulses.
Der Erfindung kg daher die Aufgabe zu Grunde, ein Dispersionsmeßgerät der Eingangs genannten Art anzugeben, welches eine zuverlässige Aussage über das Impulsübertragungsverhalten einer Lichtleitfaser liefert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur zeitlichen Verzögerung des Meßsignals eine optische Verzögerungsleitung vorgesehen ist, die in Form eines Glasfaserwellenleiterstücks ausgebildet ist.
Die Erfindung soll an Hand eines bevorzugten Ausführungs beispiels unter Zuhilfenahme der Figur noch näher erläutert werden.
In der Figur ist das Blockschaltbild eines aus Sender und Empfänger bestehenden Dispersionsmeßgerät gemäß der Erfindung wiedergegeben. Als Sender ist ein gepulster Single-Heterostruktur-GaAlAs-Laser vorgesehen. Das abgestrahlte Licht wird in ein kurzes Faserstück eingekoppelt, das zu einem optischen Stecker führt. Dort wird die zu messende Faser angeschlossen. Die Ankopplung an den Empfänger erfolgt ebenfalls über einen optischen Stecker. Das eintreffende optische Signal wird aufgeteilt und von zwei Avalanche-Photodioden (APD) empfangen. Die erhaltenen elektrischen Signale werden verstärkt. Das eine, d. h. das Meßsignal, wird auf einem Sampling-Oszillographen dargestellt, das zweite dient dabei als Triggersignal.
Bevor das Meßsignal auf die Avalanche-Photodiode trifft, durchläuft es eine Lichtleitfaser-Verzögerungsleitung, die eine möglichst geringe Impulsdispersion aufweist. Eine solche Verzögerungsleitung läßt sich vorzugsweise durch ein Gradientenfaserstück realisieren. Das Meßsignal benötigt zum Durchlaufen der Lichtleitfaser-Verzögerungsleitung eine gewisse Zeit, üblicherweise etwa 5 ns/m. Die gesamte Verzögerungszeit ist dann durch die Faserlänge vorgegeben.
Für Impulsdispersionsmessung hat sich ein Dispersionsmeßgerät mit folgenden Daten als geeignet erwiesen: Geratedaten Wellenlänge des Lasers # = 848 nm Spektrale Halbwertsbreite ## = 3 nm Impul shalbwert sbreite Al = 0,24 ns Pulsfrequenz f = 10KHz Kerndurchmesser der Einkoppelfaser de = 45 um Num. Apertur der Einkoppelfaser NAe ~ 0,22 Kerndurchmesser der Auskoppelfaser da = 63 µm Num. Apertur der Auskoppelfaser NAa = 0,24 Länge der Glasfaserverzögerungsleitung L = 25 m Der Unterschied der erfindungsgemäßen Lösung gegenüber der bekannten Lösung läßt sich an Hand nachfolgender Betrachtung noch besonders veranschaulichen. Wird z. B. ein Impuls von 240 ps Impulsbreite an eine elektrische Verzögerungsleitung eingekoppelt, welche eine Verzögerung von 120 ns bewirkt, so hat sich die Impulsbreite nach Durchlaufen der Verzögerungsstrecke auf # 240² + 400² = 466,5 ps vergrößert.
Bei Verwendung eines Gradientenfaserstücks von 25 m Länge ca. 125 ns Verzögerung) mit 1 ns/km Pulsverbreiterung -25 ps/25m - dagegen hat sich die Irpulsbreite am Ende der Verzögerungsstrecke nur auf 240 + 25 = 241,3 ps vergrößert.
Leerseite

Claims

Patentansprüche 3 Dispersionsmeßgerät zur Messung der Impulsdispersion optischer Glasfaserwellenleiter mittels wenigstens eines Lichtimpulses unter Verwendung einer Meßeinrichtung, der ein aus dem Lichtimpuis ausgekoppeltes Trgersignal sowie ein aus dem Lichtimpuls nach Durchlaufen des Glasfaserwellenleiters gebildetes Meßsignal zugeführt wird, welches gegenüber dem Triggersignal zeitlich verzögert ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur zeitlichen Verzögerung des Meßsignals eine optische Verzögerungsleitung vorgesehen ist, die in Form eines Glasfaserwellenleiterstücks ausgebildet ist.
2. Dispersionsmeßgerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß als optische Verzögerungsleitung ein Gradientenfaserstück -vorgesehen ist.