Optischer Spektrumanalysator Wellenlängenauflösung von fünf Picometern und konstante Genauigkeit

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Wachsende Datendichte und mehr Kapazitäten im Glasfasernetz: Hier sind präzise optische Spektrumanalysatoren (OSA) gefragt. Doch der AQ6380 hat noch einiges mehr zu bieten.

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Optischer Spektrumanalysator: Der AQ6380 von Yokogawa bietet eine optische Wellenlängenauflösung von bis zu fünf Picometern (pm). Sein Wellenlängenbereich reicht von 1.200 bis 1.650 nm.
Optischer Spektrumanalysator: Der AQ6380 von Yokogawa bietet eine optische Wellenlängenauflösung von bis zu fünf Picometern (pm). Sein Wellenlängenbereich reicht von 1.200 bis 1.650 nm.
(Bild: Yokogawa)

Mit der steigenden Anzahl vernetzter Geräte im Internet der Dinge (IoT) sowie dem Cloud-Computing, Videoübertragung und der damit einhergehenden Zunahme des Breitbandinternets steigt die Nachfrage nach Datenkapazität in den nächsten Jahren.

Damit bestehende Glasfasernetze bestmöglich ausgenutzt werden können, verwenden Telekommunikationsanbieter das sogenannte Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM). Hierbei handelt es sich um eine optische Multiplexing-Technik, um die Bandbreite über ein bestehendes Glasfasernetz zu erhöhen.

Mit den datenintensiven Anwendungen steigen gleichzeitig die Leistungsanforderungen der DWDM-Systeme. In Folge liegen die Telekommunikationskanäle immer enger beieinander. Für einen Spektrumanalysator bedeutet das: Bei einer WDM- (Wavelength-Division-Multiplexing-)Analyse hat es ein optischer Spektrumanalysator (OSA) immer schwerer.

Ein Gerät für verschiedene Wellenlängen

Hier setzt der AQ6380 von Yokogawa an: Der Hersteller bietet nach eigenen Angaben „den nachweislich besten gitterbasierten OSA in Bezug auf Wellenlängengenauigkeit, Auflösung, Dynamik und tatsächlicher Messgeschwindigkeit“, sagt Terry Marrinan von Yokogawa Test & Measurement.

Doch was ist das besondere an dem Gerät? Hier ist die optische Wellenlängenauflösung von bis zu fünf Picometern (pm) zu nennen. Optische Signale lassen sich in unmittelbarer Nähe klar trennen und genau messen. Das Messgerät kann Wellenformen exakt visualisieren, die bisher in einem typischen OSA nicht sichtbar waren. Beispielsweise Modulationsseitenbänder im Laserspektrum.

Außerdem bietet der optische Spektrumanalysator einen Wellenlängenbereich von 1.200 bis 1.650 nm. Damit erfüllt ein einziges Gerät verschiedene Anforderungen an die Wellenlängenmessungen. Schmalbandige Peak/Notch-Messungen oder breitbandige Spektralmessungen lassen sich dank der einstellbaren Wellenlängenauflösung von 5 pm bis 2 nm untersuchen.

Konstante Genauigkeit der Messgeräte

Für Entwickler aber auch Forscher ist es zwingend notwendig, dass die Messgeräte eine gleichbleibend hohe Genauigkeit bieten. Dazu verfügt der AQ6380 über eine On-Board-Kalibrierung, die auf einer eingebauten Lichtquelle basiert. Die Wellenlängen werden so automatisch in festgelegten Intervallen durch Umschalten des optischen Pfads mit einem internen optischen Schalter kalibriert.

Ein weiterer wichtiger Parameter bei der Analyse optischer Wellenlängen ist der „Close in Dynamic Range“. Dieser ist definiert als die Differenz des Leistungspegels, gemessen von der Spitze des Signals bis zum Rauschen in einem bestimmten Abstand von der Spitzenwellenlänge. Der im Spektrumanalysator verbaute Monochromator bietet eine hohe Streulichtunterdrückung. Das ist ein wichtiges Kriterium bei optischen Messungen.

Bei einer Laser-SMSR-Messung werden mehrere optische Spektren mit unterschiedliche Pegeln gleichzeitig gemessen. Hier kann das Streulicht die Messung stören. Der AQ6380 bietet eine Streulichtunterdrückung von 80 dB. Außerdem erfasst der Analysator unter bestimmten Bedingungen Datenpunkte in 0,23 s, verglichen mit 5,4 s bei dem bisherigen Modell AQ6370D.

Analyse optischer Spektren

Für die Analyse der Ergebnisse verfügt das Messgerät über integrierte Analysefunktionen, mit der sich optische Spektren von verschiedenen optischen Systemen und Geräten charakterisieren lassen. Dazu gehören unter anderem WDM-Systeme, DFB-LD, EDFA und Filter. Zu den Analysefunktionen gehören DFB-LD; FP-LD; LED; Spektralbreite (Peak/Notch); SMSR; optische Leistung; WDM (OSNR); EDFA (Gain und NF); Filter (Peak/Bottom) und WDM-Filter (Peak/Bottom).

Über den „APP-Modus“ lässt sich die Einrichtung der Messung erleichtern. Durch Drücken der APP-Taste erhält der Messtechniker eine Übersicht über die vorinstallierten Test-Apps angezeigt: WDM, DFB-LD, FP-LD und LED-Tests. Ein Assistent führt den Benutzer durch einen einfachen Einrichtungsprozess für spezifische Messungen und Analysen.

Neue oder zusätzliche Prüfanwendungen werden auf der Yokogawa-Website zum Download bereitgestellt und können dem AQ6380 durch zukünftige Firmware-Updates hinzugefügt werden.

Technische Details des AQ6380 von Yokogawa (externer Link).

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