DE3708152A1 - Verfahren zum messen der dispersionseigenschaften eines lichtwellenleiters - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der Dispersions­ eigenschaften eines Lichtwellenleiters, wobei in den Lichtwellenleiter eine Folge von Lichtimpulsen eingekoppelt wird und dann aus der über den Licht­ wellenleiter übertragenen Lichtimpulsfolge ein Meßsignal und ein Triggersignal abgeleitet werden, die einer für die Darstellung der Impulsdispersion geeigne­ ten Meßeinrichtung zugeführt werden.

Ein derartiges Dispersionsmeßverfahren ist aus der DE-A 34 09 310 bekannt. Die Dispersion bewirkt durch verschiedene Ursachen (Laufzeit- oder Moden­ dispersion etc.) die Verbreiterung der in einem Lichtwellenleiter laufenden optischen Impulse. Es kann daher auf Lichtwellenleitern nur mit solchen Impulsfolgeraten und über solche Streckenlängen gearbeitet werden, bei denen noch sichergestellt ist, daß benachbarte Impulse durch die Impulsdispersion nicht ineinander fließen und dann nicht mehr einzeln aufgelöst werden können. Die Übertragungsbandbreite wird also durch die Dispersionseigenschaften des Lichtwellenleiters begrenzt. Um zu erfahren, mit welcher Impulsfolgefrequenz über einen Lichtwellenleiter bei einer zulässigen Fehlerrate optische Signale übertragen werden können, ist die Messung der Dispersionseigenschaften des Lichtwellenleiters erforderlich.

Um den dispersiven Einfluß eines Lichtwellenleiters auf die über ihn übertra­ genen Lichtsignale überhaupt ermitteln zu können, ist für das Meßverfahren eine Folge sehr schmaler Lichtimpulse zu verwenden. Die Impulsleistung dieser schmalen Lichtimpulse ist oft aber zu gering, um aus ihnen nach der Über­ tragung über den Lichtwellenleiter in einen Empfänger den Impulstakt wieder­ gewinnen zu können, welcher für eine jitterfreie Darstellung der Impulse z. B. auf einem Oszillographenschirm benötigt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das sehr zuverlässige und gut auswertbare Meßer­ gebnisse liefert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Zweckmäßige Ausführungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nach­ folgend die Erfindung näher erläutert.

Die Figur zeigt schematisch ein aus einem Meßsender und einem Meßemp­ fänger bestehendes Dispersionsmeßgerät, das nach folgendem Verfahren arbeitet:

In dem Meßsender werden aus einer von einem Impulsgenerator G erzeugten elektrischen Impulsfolge mittels zweier Impulsformer P 1 und P 2 zwei ver­ schiedene Impulsfolgen erzeugt, von denen jede über Laserdioden L 1 und L 2 in eine Lichtimpulsfolge umgewandelt wird. Der Impulsformer P 1 bildet eine Folge von breiten Impulsen - im folgenden Triggerimpulse genannt - und der Impulsformer P 2 bildet eine Folge sehr schmaler Impulse - im folgenden Meßimpulse genannt -. Die Triggerimpulse können eine etwa 100fache Breite der Meßimpulse haben. Triggerimpulse und Meßimpulse besitzen entweder die gleiche Pulsfolgefrequenz oder die Triggerimpulsfolgefrequenz ist ein ganz­ zahliges Vielfaches der Meßimpulsfolgefrequenz.

Die an den Ausgängen der Laserdioden L 1 und L 2 erscheinenden optischen Trigger- und Meßimpulsfolgen werden über einen Koppler K - üblicherweise auch als Strahlteiler bezeichnet - gemeinsam in einen Lichtwellenleiter LWL , dessen Dispersionseigenschaft gemessen werden soll, eingekoppelt. In der Fig. 2 ist eine solche Impulsfolge dargestellt, die durch Überlagerung einer Folge von breiten Triggerimpulsen TI und einer Folge von schmalen Meßimpulsen MI entstanden ist. Dabei sind die schmalen Meßimpulse MI in die Mitte der Austastlücken der Triggerimpulsfolge gelegt worden, damit sich beide Impulse nicht gegenseitig beeinflussen und deshalb eine genaue Dispersionsmessung ermöglicht wird. Um diese Lage der Meßimpulse relativ zu den Triggerimpul­ sen zu erreichen, ist dem Impulsformer P 2 für die Meßimpulse ein Verzöge­ rungsglied VZ vorgeschaltet, welches die Meßimpulse gegenüber den Trigger­ impulsflanken um die Zeit τ verzögert. In dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel entspricht die Verzögerungszeit τ der halben Austastlückenbreite der Trigger­ impulsfolge.

In Abwandlung von dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem für jede Impulsfolge eine eigene Laserdiode vorgesehen ist, kann auch eine einzige Laserdiode alternierend mit den breiten Triggerimpulsen und den schmalen Meßimpulsen angesteuert werden. Allerdings sind hierbei hohe Anforderungen an die Laserdiode zu stellen, da sie sowohl breite als auch extrem schmale Lichtimpulse erzeugen können muß.

Nachdem die Lichtimpulsfolge den Lichtwellenleiter LWL durchlaufen hat, wird sie in den Meßempfänger eingekoppelt und darin zu Anfang von einem optoelektrischen Wandler OE in eine elektrische Impulsfolge umgewandelt. Anschließend durchläuft sie einen Verstärker V 1, und die Meßimpulse daraus werden direkt einem Oszillographen OG oder einer anderen die Meßimpulse sichtbar machenden Meßeinrichtung zugeführt. Dagegen gelangen die Trigger­ impulse aus der gemeinsamen Impulsfolge über einen mit mehreren Filtern F 1, F 2, die auf die Triggerimpulsfolge abgestimmt sind, und Verstärkern V 2, V 3 versehenen Schaltzweig an den Triggereingang des Oszillographen OG. Außerdem ist in diesen Schaltzweig ein Phasenregelkreis PR (phase locked loop) eingefügt, der die empfangene Triggerimpulsfolgefrequenz auf die im Sender erzeugte Triggerimpulsfolgefrequenz synchronisiert. Mit einem dem Phasenregelkreis nachgeschalteten variablen Laufzeitverzögerungsglied LZ kann die Laufzeit der Triggerimpulse so eingestellt werden, daß die Meßimpulse ohne Zeitverschiebung gut sichtbar mitten auf dem Oszillographenschirm erscheinen.

Aufgrund der gegenüber den Meßimpulsen großen Impulsbreite der Trigger­ impulse besitzen diese eine so hohe Leistung, daß im Empfänger die Trigger­ impulsfolge unabhängig von den Meßimpulsen leicht und fehlerfrei zurückge­ wonnen werden kann. Damit ist dann eine jitterfreie Darstellung der Meß­ impulse auf dem Oszillographenschirm möglich.

Es bietet sich vorteilhafterweise auch die Möglichkeit an, die Triggerimpulse im Meßsender mit einer kodierten Information - vorzugsweise über die Meß­ impulsleistung - für den Meßempfänger zu modulieren. Im Meßempfänger könnte dann aus der über den Lichtwellenleiter übertragenen Meßimpulsfolge die Impulsleistung ermittelt und diese mit der in den Lichtwellenleiter eingekoppelten Meßimpulsleistung, die aus der den Triggerimpulsen aufmodu­ lierten Information hervorgeht, verglichen werden. Man erhielte somit eine Aussage über die Dämpfung des Lichtwellenleiters.

Claims (6)

1. Verfahren zum Messen der Dispersionseigenschaften eines Lichtwellenlei­ ters, wobei in den Lichtwellenleiter eine Folge von Lichtimpulsen einge­ koppelt wird und dann aus der über den Lichtwellenleiter übertragenen Lichtimpulsfolge ein Meßsignal und ein Triggersignal abgeleitet werden, die einer für die Darstellung der Impulsdispersion geeigneten Meßeinrichtung zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Lichtwellenleiter (LWL) einzukoppelnde Lichtimpulsfolge aus einer Folge von Meßimpulsen (MI) und einer Folge von Triggerimpulsen (TI), deren Impulsbreite ein Vielfaches der Meßimpulsbreite beträgt, gebildet wird, wobei die Meß­ impulse (MI) in Austastlücken der Triggerimpulsfolge (TI) zu liegen kom­ men.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßimpuls­ folge (MI) und die Triggerimpulsfolge (TI) die gleiche Pulsfolgefrequenz besitzen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggerim­ pulsfolgefrequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Meßimpulsfolgefrequenz ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßimpuls­ folge (MI) und die Triggerimpulsfolge (TI) von getrennten optischen Sendern (L 1, L 2) erzeugt werden und daß die beiden von den optischen Sendern (L 1, L 2) abgegebenen Lichtimpulsfolgen mittels eines optischen Kopplers (K) zu einer Lichtimpulsfolge zusammengefaßt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggerim­ pulse mit einer codierten Information, vorzugsweise über die Leistung der in den Lichtwellenleiter eingekoppelten Meßimpulse, moduliert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus der über den Lichtwellenleiter übertragenen Meßimpulsfolge die Impulsleitung ermittelt wird und diese Impulsleistung mit der in den Lichtwellenleiter eingekop­ pelten Meßimpulsleistung, die aus der den Triggerimpulsen aufmodulierten Information hervorgeht, verglichen wird, und daß aus diesem Vergleich die Dämpfung des Lichtwellenleiters abgeleitet wird.