光譜分析儀(OSA)最初用于測量光信號的功率譜。在引入了波分復用 (WDM)之后,光譜分析儀得到普及,因為標準功率計無法區分多個波長(通道下的光功率)。然而,盡管大多數人都熟悉OSA 的典型應用,即對網絡進行故障排除或者測量通道功率和噪聲級別,但是由于種種原因,這些獨特的測量設備仍未獲得市場的廣泛認可。其中一個原因是,OSA 的真實能力在某種程度上被低估,尤其是在嘗試將光纖跨段最大化這一方面。
本文將介紹光信噪比(OSNR)的概念及其重要性,以及網絡的OSNR 不佳所造成的后果,同時還將介紹目前市場中出現的 OSA,最后將說明如何使用OSA 來充分開發光纖鏈路。
光信噪比
OSNR 的概念在鑒定 WDM 網絡方面至關重要。它能夠定量檢測信號沿光纖傳播途中,被噪聲干擾的程度。計算方法是將信號總功率除以 0.1 nm 帶寬中的噪聲功率。圖 1 示出了 OSA 測量的典型信號,其功率約為 -22 dBm,背景噪聲約為 -46 dBm;因此,該示例中 OSNR 約為 24 dB。

為何測量 OSNR 很重要?OSNR 與誤碼率 (BER) 之間存在直接關系,其中 BER 是衡量傳輸質量的終極值。如圖 2 中所詳述,OSNR 越高則誤碼率越低,也即傳輸錯誤越少。相反,OSNR 較低(或較差)可能會增加維修用車、降低服務質量 (QoS)(請參閱圖 3)。


探討 OSNR 隨著信號在光纖中傳播所發生的變化十分有趣。圖 4 顯示了一種典型網絡實現,由在一條光纖上復用的八個波長組成。(請注意,在傳播路徑中使用了四個摻鉺光纖放大器 (EDFA) 來提升信號功率。)如圖所示,每個 EDFA 都會放大已經存在的信號和噪聲,同時自身也會產生噪聲。因此,OSNR 在信號相繼通過放大器后會下降。由于 OSNR 隨距離變化,所以通常會在網絡的不同位置監測 OSNR,而不僅僅是在發送器端和接收器端監測。
