DE3708152A1

DE3708152A1 - Method for measuring the dispersion characteristics of an optical fibre

Info

Publication number: DE3708152A1
Application number: DE19873708152
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Freyhardt; Franz Dipl Ing Guster; Klaus Dipl Ing Lenkner
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1987-03-13
Filing date: 1987-03-13
Publication date: 1988-09-22
Also published as: DE3708152C2

Abstract

A method for measuring the dispersion characteristics of an optical fibre consists in that there is launched into the optical fibre a light pulse train which is formed from a sequence of measurement pulses (MI) and a sequence of trigger pulses (TI) whose pulse width is a multiple of the measurement pulse width, the measurement pulses (MI) coming to be situated in blanking intervals of the trigger pulse train (TI), and in that the light pulse train transmitted via the optical fibre is used to derive the measurement signal pulses (MI) and the trigger signal pulses (TI) which are fed to a measuring device suitable for representing the pulse dispersion (Fig. 2). <IMAGE>

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.The present invention relates to a method for measuring the dispersion properties of an optical waveguide, wherein in the optical waveguide Sequence of light pulses is coupled in and then out of the light waveguide transmitted light pulse sequence a measurement signal and a trigger signal can be derived which is suitable for the representation of the impulse dispersion th measuring device are supplied.

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. Such a dispersion measurement method is known from DE-A 34 09 310. The dispersion causes various causes (runtime or modes dispersion etc.) the broadening of those running in an optical waveguide optical impulses. It can therefore only be used with optical fibers Pulse following rates and are worked over such lengths of track where it is still ensured that neighboring impulses through the impulse dispersion do not flow into each other and then can no longer be individually resolved. The transmission bandwidth is thus determined by the dispersion properties of the Optical fiber limited. To find out which pulse repetition frequency optical signals via an optical fiber with a permissible error rate can be transferred is the measurement of the dispersion properties of the Optical fiber required.

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.To the dispersive influence of an optical fiber on the transmitted over it To be able to determine the light signals at all is essential for the measuring process to use a sequence of very narrow light pulses. The momentum power of this Narrow light impulses are often too small to get out of them afterwards transmission via the fiber optic cable into a receiver the pulse cycle again to be able to win which for a jitter-free representation of the pulses z. B. on an oscilloscope screen is required.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das sehr zuverlässige und gut auswertbare Meßer gebnisse liefert.The invention is therefore based on the object of a method of the beginning Specify the type mentioned, the very reliable and easy to evaluate knife delivers results.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of the claim 1 solved.

Zweckmäßige Ausführungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Appropriate embodiments of the invention result from the subclaims forth.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nach folgend die Erfindung näher erläutert.Based on an embodiment shown in the drawing following the invention explained in more detail.

Die Figur zeigt schematisch ein aus einem Meßsender und einem Meßemp fänger bestehendes Dispersionsmeßgerät, das nach folgendem Verfahren arbeitet:The figure shows schematically one of a measuring transmitter and a measuring temp existing dispersion measuring device, which uses the following procedure is working:

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. In the transmitter, two different pulse trains are generated from an electrical pulse train generated by a pulse generator G by means of two pulse formers P 1 and P 2 , each of which is converted into a light pulse train via laser diodes L 1 and L 2 . The pulse shaper P 1 forms a series of wide pulses - hereinafter called trigger pulses - and the pulse shaper P 2 forms a series of very narrow pulses - hereinafter referred to as measuring pulses. The trigger pulses can be approximately 100 times the width of the measuring pulses. Trigger pulses and measuring pulses either have the same pulse repetition frequency or the trigger pulse repetition frequency is an integer multiple of the measuring pulse repetition frequency.

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.The optical trigger and measuring pulse sequences appearing at the outputs of the laser diodes L 1 and L 2 are coupled together via a coupler K - usually also referred to as a beam splitter - into an optical waveguide LWL , whose dispersion property is to be measured. Such a pulse sequence is shown in FIG. 2, which has arisen by superimposing a sequence of wide trigger pulses TI and a sequence of narrow measuring pulses MI . The narrow measuring pulses MI have been placed in the middle of the blanking intervals of the trigger pulse sequence so that the two pulses do not influence one another and therefore an accurate dispersion measurement is made possible. In order to achieve this position of the measuring pulses relative to the trigger pulses, the pulse shaper P 2 for the measuring pulses is preceded by a delay element VZ which delays the measuring pulses with respect to the trigger pulse edges by the time τ . In the example shown in FIG. 2, the delay time τ corresponds to half the blanking gap width of the trigger pulse train.

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.In a modification of the previously described embodiment, in which for each pulse train is provided with its own laser diode, can also be a single one Laser diode alternating with the wide trigger pulses and the narrow ones Measuring pulses can be controlled. However, there are high requirements here to the laser diode because it is both wide and extremely narrow Must be able to generate light pulses.

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.After the light pulse train has passed through the optical waveguide fiber, it is coupled into the measurement receiver and converted therein at the beginning of an opto-electrical converter OE in an electrical pulse train. It then passes through an amplifier V 1 , and the measurement pulses from it are fed directly to an oscillograph OG or another measuring device which makes the measurement pulses visible. In contrast, the trigger impulses from the common pulse sequence arrive at the trigger input of the oscillograph OG via a switching branch provided with a plurality of filters F 1 , F 2 , which are matched to the trigger pulse sequence, and amplifiers V 2 , V 3 . In addition, a phase locked loop PR (phase locked loop) is inserted into this switching branch, which synchronizes the received trigger pulse repetition frequency with the trigger pulse repetition frequency generated in the transmitter. With a variable delay delay element LZ connected downstream of the phase locked loop, the delay time of the trigger pulses can be set in such a way that the measuring pulses appear clearly visible in the middle of the oscillograph screen without a time shift.

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.Due to the large pulse width of the trigger compared to the measuring pulses These impulses are so powerful that the triggers in the receiver pulse train easily and error-free regardless of the measuring pulses can be won. This is a jitter-free representation of the measurement possible impulses on the oscillograph screen.

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.It is also advantageous to use the trigger pulses in the measuring transmitter with coded information - preferably about the measuring pulse power - to be modulated for the measuring receiver. In the measuring receiver could then from the measurement pulse train transmitted via the optical waveguide the pulse power is determined and this with that in the optical fiber Coupled measuring pulse power, which modulates from the trigger pulses lated information emerges to be compared. You would get one Statement about the attenuation of the optical fiber.

Claims

1. A method for measuring the dispersion properties of an optical waveguide, wherein a sequence of light pulses is coupled into the optical waveguide and then a measurement signal and a trigger signal are derived from the optical pulse sequence transmitted via the optical waveguide, which are supplied to a measuring device suitable for the representation of the pulse dispersion , characterized in that the light pulse sequence to be coupled into the optical waveguide (LWL) is formed from a sequence of measurement pulses (MI) and a sequence of trigger pulses (TI) , the pulse width of which is a multiple of the measurement pulse width, the measurement pulses (MI) in Blanking intervals of the trigger pulse sequence (TI) come to lie.

2. The method according to claim 1, characterized in that the measuring pulse sequence (MI) and the trigger pulse sequence (TI) have the same pulse repetition frequency.

3. The method according to claim 1, characterized in that the trigger pulse repetition frequency is an integer multiple of the measurement pulse repetition frequency is.

4. The method according to claim 1, characterized in that the measuring pulse sequence (MI) and the trigger pulse sequence (TI) are generated by separate optical transmitters (L 1 , L 2 ) and that the two of the optical transmitters (L 1 , L 2 ) emitted light pulse sequences can be combined to form a light pulse sequence using an optical coupler (K) .

5. The method according to claim 1, characterized in that the trigger pulse with encoded information, preferably about the performance of the measuring pulses coupled into the optical waveguide can be modulated.

6. The method according to claim 5, characterized in that from the over Optical fiber transmitted pulse train determines the pulse line is and this pulse power is injected into the optical fiber pelten measuring pulse power, which modulated from the trigger pulses Information emerges, is compared, and that from this comparison the Attenuation of the optical fiber is derived.