相对强度噪声rin测量程序.docx
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相对强度噪声rin测量程序
Relativeintensitynoise(RIN)measuringprocedure之欧侯瑞魂创作
时间:
二O二一年七月二十九日
相对强度噪声(RIN)丈量法式
Thisproceduredescribesacomponenttestwhichmaynotbeappropriateforasystemleveltestdependingontheimplementation.
这是一个组件测试流程,根据应用环境来看,它可能不适合于系统级的测试.
A.5.1Testobjective测试目标
Whenlaserswhicharesubjecttoreflectioninducednoiseeffectsareoperatedinacableplantwithalowopticalreturnlossthelaserswillproduceanamountofnoisewhichisafunctionofthemagnitudeandpolarizationstateofthereflectedlight.
当受到反射引起的噪声影响的激光器在具有低光回损的电缆设备中工作时,激光器将发生一定量的噪声,这个噪声是反射光的年夜小和偏振态的函数.
Themagnitudeofthereflectedlighttendstoberelativelyconstant.However,thepolarizationstatevariessignificantlyasafunctionofmanycableparameters,particularlycableplacement.
反射光的年夜小趋于相对恒定.然而,偏振态受许多电缆参数的影响而出现出一定的函数关系,特别是随电缆的放置而显著变动.
Inacableplantwhichisphysicallyfixedinplacethevariationisslow.Ifthefibreissubjecttomotion,suchasoccursinajumpercable,thechangemaybesuddenandextreme.Theeffectisunpredictablechangesinthenoisefromthelaserwiththeresultthatthecommunicationlinkmayexhibitsuddenandunexplainableburstsoferrors.
在固定的电缆设备中,变动是缓慢的.如果光纤被移动,例如跳线,则可能会有突然或剧烈的变动.从而造成激光器噪声的不成预知的变动,结果是通信链路可能暗示出突然和无法解释的毛病.
Thesolutiontothisistoassurethatthelasersuseddonotgenerateexcessivenoisesunderconditionsoftheworstcasecombinationofpolarizationandmagnitudeofreflectedopticalsignal.
对此的解决方案是确保所使用的激光器在反射光信号的偏振态和年夜小的最坏组合的情况下不会发生过多的噪声.
Thenoisegeneratedisafunctionofthereturnlossofthecableplant.FortheFibreChannelthespecifiedreturnlossis12dBresultinginthenotationofRIN12fortherelativeintensitynoise.
发生的噪声是电缆设备回波损耗的函数.对光纤通道,规定的回波损耗为12dB,所以相对强度噪声用符号RIN12来暗示.
单模光纤
被测设备/器件
探测器偏置输入
A.5.2Generaltestdescription一般测试描述
ThetestarrangementisshowninfigureA.2ThetestcablebetweentheDeviceUnderTest(DUT)andthedetectorformsanopticalpathhavingasinglediscretereflectionatthedetectorwiththe
specifiedopticalreturnloss.Theremustbeonlyonereflectioninthesystemasthepolarizationrotatorcanonlyadjustthepolarizationstateofonereflectionatatime.
测试装置如图A.2所示.被测设备(DUT)和探测器之间用测试电缆(光纤)相连,使其形成一条光路,在指定的回损范围内,探测器处会有一个离散的反射.偏振旋转器一次只能调整一个反射的偏振态,因此系统中只能有一个反射.
Twomeasurementsaremadebythephotodetector.Theaverageopticalpowerisdeterminedbymeasuringtheaveragecurrent,Ipd,throughthedetector.Thesecondmeasurementisthenoise,whichismeasuredbyACcouplingthedetectorintothehighfrequencyelectricalpowermeter.If
needed,anamplifiermaybeusedtoboostthesignaltothepowermeter.
两个丈量值由光电探测器进行丈量.平均光功率是通过丈量探测器的平均电流Ipd来确定.第二个丈量值是噪声,它是通过将探测器交流耦合到高频电功率计中丈量的.如果需要时,可以使用放年夜器来增强输入功率计的信号.
Alowpassfilterisusedbetweenthephoto-detectorandthepowermetertolimitthenoisemeasuredtothepassbandappropriatetothedatarateofinterest.InordertomeasurethenoisethemodulationtotheDUTmustbeturnedoff.Ifthelaserismodulatedthemodulationpowerwillbemeasuredbythepowermeterratherthanthenoisepower.
在光电探测器和功率计之间使用低通滤波器,以将丈量的噪声限制在适合丈量的数据速率的通带.为了丈量噪声,必需关闭对DUT的调制.如果激光器被调制,则功率计会丈量到更年夜的调制功率而非噪声功率.
A.5.3Componentdescriptions组件描述
TestCable测试电缆
Thetestcableanddetectorcombinationmustbeconfiguredforasingledominatereflectionwithanopticalreturnlossof12dB.(TheOpticalreturnlossmaybedeterminedbythemethodofFOTP-107)Ifmultiplelengthsofcablearerequiredtocompletethetestsetuptheyshouldbejoinedwithsplicesorconnectorshavingreturnlossesinexcessof30dB.Thelengthofthetestcableisnotcriticalbutshouldbeinexcessof2m.
测试电缆和探测器组合必需配置为单回路反射,光回波损耗为12dB.(光学回波损耗可以通过FOTP-107的方法来确定)如果需要多根电缆来完成测试设置,则应该使用回波损耗超越30dB的接头或连接器.测试电缆的长度其实不重要,但应超越2米.
PolarizationRotator偏振旋转器
Thepolarizationrotatormustbecapableoftransforminganarbitraryorientationellipticallypolarizedwaveintoafixedorientationlinearlypolarizedwave.Apolarizationrotatorconsistingoftwoquarterwaveretarderswillhavethenecessaryflexibility.ApossibleconstructiontechniqueisgiveninLeFevre,1980[3].
偏振旋转器必需能够将任意定向的椭圆偏振波转换成固定方向的线偏振波.所以该偏振旋转器将需要两个四分之一波片来使其具有需要的灵活性.LeFevre,1980[3]中给出了一种可能的结构模型.
DetectorandDetector/Amplifier探测器和探测器/放年夜器
Thedetectormaybeofanytypewhichissensitivetothewavelengthrangeofinterest.Thefrequencyresponseofthedetectormustbehigherthanthecut-offfrequencyofthelowpassfilter.
探测器可以是对相应(DUT)波长范围敏感的任何类型,探测器的频率响应必需高于低通滤波器的截止频率.
Thedetectorshouldbecapableofdeterminingtheaverageandvariationoftheopticalsignal.Typicallytheaverageopticalpowerisdeterminedbythecurrent,Id,throughthediode.Thedetectorassemblyshouldhaveaneffectiveoutputimpedanceof50Ω.Ifnecessary,thenoisemaybeamplifiedtoalevelconsistentwithaccuratemeasurementbythepowermeter.
探测器应当能够确定光信号的平均值和变动量.一般的,平均光功率由通过二极管的电流Id确定.探测器组件的等效输出阻抗应为50Ω.如有需要,噪声可以放年夜到与功率计丈量精度一致的水平.
Filter滤波器
Thelowpassfiltershouldhavea3dBbandwidthofapproximately75%ofthebitrate.RecommendedvaluesareshownintableA.1.ThetotalfilterbandwidthusedintheRINcalculationmusttakethelowfrequencycut-offofthed.c.blockingcapacitorintoconsideration.
低通滤波器应该具有约为比特率75%的3dB带宽.表A.1列出了推荐值.在RIN计算中使用的总滤波器带宽考虑到隔直电容必需采用直流的低频截止.
Thefiltershouldbeplacedinthecircuitasthelastcomponentbeforethepowermetersothatanyhighfrequencynoisecomponentsgeneratedbythedetector/amplifierareeliminated.Ifensurethatthefilterdoesnotloseitsrejectionatextremelyhighfrequencies.
滤波器应作为功率计之前的最后一个元件放置在电路中,以免探测器/放年夜器发生的任何高频噪声成份被消除.如果所使用的功率计具有非常宽的带宽,则应谨慎选择滤波器,以确保滤波器在极高频率下不会失去其抑制性能.
PowerMeter功率计
ThepowermetershouldbeanRFtypedesignedtobeusedina50Ωcoaxialsystem.Themetermustbecapableofbeingzeroedintheabsenceofinputopticalpowertoremoveanyresidualnoisefromthedetectororitsattendantamplifier,ifused.
功率计应该是RF类型,设计用于50Ω同轴系统.在没有输入光功率的情况下,仪表必需能被清零,以去除探测器或其陪伴的放年夜器(如果使用的话)的任何残余噪声.
A.5.4TestProcedure测试法式
a)Connectandturnonthetestequipment.Allowtheequipmenttostabilizeforthemanufacturersrecommendedwarmuptime.
连接并翻开测试设备,让设备经过制造商建议的预热时间后到达稳定.
b)WiththeDUTdisconnectedzerothepowermetertoremovethecontributionofanynoisepowerfromthedetectorandamplifier,ifused.
在DUT断开的情况下将功率计调零以消除来自检测器和放年夜器(如果使用的话)的任何噪声功率的干扰.
c)ConnecttheDUT,turnonthelaserandverifythattheopticaloutputpowerisattheaveragepowerappropriatefortheDUTbymeansofthedetectorcurrent.Thelasershouldnotbemodulated.
连接被测器件,翻开激光器,通过监控工作电流使光器件工作在其平均光功率附近,激光不应被调制.
d)Operatethepolarizationrotatorwhileobservingthepowermeteroutputtomaximizethenoisereadbythepowermeter.
在观察功率计输出的同时把持偏振旋转器,以记录功率计读取的噪声最年夜值.
e)CalculateRINfromtheobserveddetectorcurrentandelectricalnoisebyuseoftheequation:
利用下式计算观测到的探测器电流和电噪声的RIN:
Where:
其中
RIN=RelativeIntensityNoise
RIN=相对强度噪声
Ipd=Currentthroughthedetector(A)
Ipd=通过探测器的电流(A)
Pe=ElectricalnoisepowerinWatts
Pe=电噪声功率,单元为瓦特
BW=NoiseBandwidthofthemeasuringsystem(Hz)=LowPassBandwidthoffilter-HighPassBandwidthofDCblockingcapacitor
BW=噪声丈量系统的带宽(Hz)=滤波器的低通带宽-隔直电容的高通带宽
25=EffectiveLoadImpedance(50ohmloadinparallelwitha50ohmpowermeter)
25=有效负载阻抗(与50欧姆功率计并联的50欧姆负载)
G=GainindBofanyamplifierintheNoiseMeasurementpath
G=噪声丈量路径中任何放年夜器的以dB为单元的增益
时间:
二O二一年七月二十九日
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