Wattmètre optique utilisé dans les tests du système PON

Fibermart
Thursday 18 December 2014
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La construction de réseaux FTTx devient un réseau d'accès à haut débit, tant au niveau national qu'international. La technologie de réseau d'accès PON est reconnue comme la meilleure solution du secteur pour le FTTx. Cette technologie permet à plusieurs utilisateurs de partager une même fibre, évitant ainsi l'utilisation de périphériques actifs sur le réseau de distribution optique (ODN), et donc la conversion OEO. Cette architecture point à multipoint unique réduit considérablement les coûts d'installation, de gestion et de maintenance du réseau.

Dans un système PON , le signal montant a une longueur d'onde de 1 310 nm et le signal descendant a respectivement une longueur d'onde de 1 490 nm et 1 550 nm, dans le sens inverse sur la même fibre optique. La norme G.983 garantit que le signal montant à 1 310 nm reste silencieux jusqu'à ce que le signal descendant à 1 490 nm effectue un round robin et attribue une fenêtre de transmission, ce qui signifie que le signal montant à 1 310 nm est passif. En effet, une liaison de communication doit être établie entre l'OLT (signal descendant à 1 490 nm) et l'ONU (signal montant à 1 310 nm) pour mesurer le signal montant à 1 310 nm. Lors de l'utilisation du mode d'accès multiple par répartition en temps (AMRT) des signaux montants, les informations montantes de plusieurs unités de réseau optique (ONU) sont organisées en multiplexage temporel (MRT) et envoyées au terminal de ligne optique (OLT). Dans cette structure, l'accès montant doit être en mode rafale. Le signal optique sur la ligne est appelé signal optique en rafale. Pour détecter correctement les signaux optiques en rafale, il est nécessaire de mesurer la puissance optique moyenne de la période d'émission lumineuse activée par l'émetteur. Un wattmètre optique standard ne peut tester correctement que les signaux optiques continus. Par conséquent, un wattmètre optique traditionnel (enregistrant la puissance optique moyenne sur une période d'échantillonnage) ne permettra pas d'obtenir des résultats de test corrects. Cela complique l'installation et la maintenance du réseau. Un nouveau type de wattmètre optique est donc nécessaire pour répondre aux exigences de test de puissance des systèmes PON. Il ressort

de ce qui précède qu'un wattmètre optique utilisé pour tester les systèmes PON doit répondre aux exigences suivantes :

1. Mesure simultanée de la puissance lumineuse à trois longueurs d'onde : 1310 nm, 1490 nm et 1550 nm ;

2. Test en ligne de la puissance optique ;

3. Test de la puissance lumineuse des signaux en rafale.

Figure 1 - structure du chemin optique

La réalisation des deux fonctions 1 et 2 nécessite une structure optique spécifique. La figure 1 illustre une telle structure optique. Comme illustré, le wattmètre optique utilise une structure à deux têtes, une ligne de test spectrale à 10 % avec un coupleur bidirectionnel, et un détecteur spectral de puissance pour les signaux montants à accès direct (1310 nm). Les lignes de signaux (1490 nm et 1550 nm) sont spectroscopiques, puis traitées séparément par WDM à haute isolation, puis accèdent au détecteur de puissance. Cela permet de détecter simultanément une puissance optique à trois longueurs d'onde, tout en maintenant une communication normale pendant la mesure.

Le principe de base de la détection de puissance de signal optique en rafale repose sur l'utilisation de la conversion du signal, de la mise en forme du signal, de la synchronisation temporelle, du contrôle du déclenchement par retard et de la technique d'échantillonnage-blocage du signal. La conversion du signal optique en rafale haute fréquence en basse fréquence permet de maintenir le niveau d'impulsion du signal électrique. Ce processus combiné permet de détecter la puissance du signal optique en rafale amont du système PON. Son processus de mise en œuvre spécifique est le suivant :

le circuit de traitement du signal frontal, c'est-à-dire le préamplificateur et le réseau de mise en forme, est conçu pour focaliser le signal de courant généré par la diode PIN. La conversion du signal de courant généré par la diode PIN en un signal de tension présentant une certaine relation de correspondance linéaire influence directement la qualité du signal de tension, ainsi que la précision et la stabilité de la détection du circuit.

L'impact sur la qualité de la conversion du signal dépend de trois facteurs :

la bande passante, le gain et le bruit de l'amplificateur ;

la capacité de jonction PIN du tube, la résistance de jonction, le courant d'obscurité et le bruit ;

l'ondulation et le bruit de l'alimentation, ainsi que le bruit du circuit.

Pour cette raison, il est recommandé de choisir un amplificateur opérationnel offrant une bande passante élevée, un gain élevé et un faible bruit ; un tube PIN offrant une bande passante élevée, une faible capacité de jonction et un faible bruit. Afin de réduire la capacité de jonction et le bruit, il est recommandé d'ajouter une tension de polarisation inverse au PIN. Un bon réseau de mise en forme du signal peut améliorer considérablement la qualité du signal de tension.

Les expériences montrent que, grâce au chemin optique et à la structure de conception du circuit présentés dans cet article, les exigences de test de la puissance optique du système PON sont parfaitement satisfaites, notamment le test de puissance optique à trois longueurs d'onde, le test en ligne correct et la puissance optique des rafales de signaux montants à 1 310 nm. Un wattmètre optique performant, utilisé pour les tests du système PON, est ainsi produit, facilitant ainsi l'installation, la gestion et la maintenance du système.