光收發模組之特性量測實驗.ppt

實驗 13: 光收發模組之特性量測實驗 光通訊模組的架構 光收發模組封裝形式 發射端光源 發光二極體(LED) Applied in Data comm. Multimode Fiber (Inexpensive, 780,850,1300 nm) Total Power about few micro-Watt Spectra Width 30~100 nm Large Noise (Poor coupling into fiber) Fabry-Perot 雷射二極體(FP LD) Multiple longitudinal mode (MLM) spectrum Often Using in 850 or 1310 nm Mode Spacing 0.7~ 2 nm DFB 雷射二極體(DFB LD) Single longitudinal mode (SLM) spectrum For Long Haul DWDM system Most around in 1550 nm Power up to 3~ 50 mW Spectrum Width 10~100MHz (0.08~0.8 pm) 接收端感測器 發送端電路功能架構示意圖 調變電路 偏壓電路 監視電路 輸出入界面電路 接收端電路功能架構示意圖 光檢測元件:將光訊號轉變為電流訊號 前級放大器:放大電流訊號並將其轉換為電壓訊號 量化電路:後極放大、準位偵測、限制放大、輸出入介面 Transceiver Circuit Layout Diagram 虛擬隨機序列(Pseudo-Random Binary Sequence : PRBS) 虛擬隨機信號一般是在量測時用來近似數位傳輸信號的隨機特性。隨機信號是不可預測的，而只能以統計方式來描述。但虛擬隨機信號不完全是隨機性的；其特性可近乎一真實隨機信號 2n - 1 PRBS^23 實驗設備 power supply (電源供應器) clock source (時脈源) pattern generator (波形產生器) error detector (誤碼率偵測器) sampling scope (取樣示波器) optical attenuator (光衰減器) Coaxial Cables *4條 Fiber *2條 酒精及擦拭紙 發送端光訊號輸出量測架構示意圖 發送端光訊號輸出量測架構圖(一) 發送端測試項目 Average output power Extinction Ratio Eye Width (ns) Jitter Rise time Fall Time Eye Mask 發送端測試項目 接收端量測架構示意圖 接收端量測架構圖(二) 接收端測試項目 當接收端所接收的光訊號與雜訊知之間的S/N值(訊噪比)低於某個範圍時,此時接收端就無法將所接收的光訊號還原為正確的資料,因此資料的傳輸就會發生錯誤. Sensitivity的大小與輸出光雜訊的關係為 Sensitivity =10log (dBm) 其中 NEP=Vnoise / R , R 為 Responsivity Q: BER= , BER=ErrorBits / TotalBits 因此由以上諸式, 如已知光雜訊的大小及確定系統所要求之BER的大小,就可計算出接收端的Sensitivity 實驗步驟 (1) 以量測架構(一)之設置，由任意波形產生器輸出虛擬隨機序列，由示波器觀察 眼形圖並求出相關測試項目 Average output power、Extinction Ratio、Eye Width、Jitter、 Rise time、Fall Time (2)同項目(1)，由示波器觀察眼形圖及eye mask 並判定是否通過眼形圖測試。 (3)以量測架構(二)之設置，由任意波形產生器輸出須虛擬隨機序列，調整不同的光功率衰減值，由誤碼率測試儀量測不同接收端收到的光功率所對應之誤碼率並計算出Sensitivity。 張興華 教授 編撰 教育部顧問室光通訊系統教育改進計畫 台科大 師大 淡江 東南 萬能 教育部顧問室光通訊系統教育改進計畫 台科大