¿Qué es un analizador de espectro óptico?
Un analizador de espectro óptico (OSA) cuantifica e indica la potencia de una fuente de luz óptica en un determinado rango de longitudes de onda. El OSA, de forma muy similar a un analizador de espectro de radiofrecuencia, indica la potencia en el eje y (vertical) y la longitud de onda en el eje x (horizontal). Tres parámetros clave que mide un analizador de espectro óptico son la longitud de onda, el nivel de potencia y la relación señal óptica-ruido (OSNR).
Una red de comunicación por fibra óptica que emplee multiplexación por división de longitud de onda (WDM) para que varias señales de portadora óptica puedan transportarse por una sola fibra constituye una aplicación ideal para el analizador de espectro óptico (OSA). Las redes de larga distancia con amplificación en línea dependen de mediciones precisas de la potencia óptica y la OSNR para garantizar un rendimiento óptimo. Mientras algunos analizadores de espectro óptico están adaptados a bandas de longitudes de onda específicas (bandas C, L, O, etc.), otros pueden utilizarse de manera eficiente en varias bandas. Las pruebas ópticas del analizador de espectro también permiten realizar pruebas de transmisividad y reflectividad en los componentes ópticos a longitudes de onda específicas, así como pruebas de ruido de amplificadores.
Las redes de fibra óptica emplean pulsos de luz para transmitir información digital a miles de kilómetros. La transmisión de datos de alta velocidad y la tecnología WDM forman parte ya de las redes de fibra óptica, como las arquitecturas DAA y las redes híbridas de fibra óptica y cable coaxial (HFC) de televisión por cable, las redes 5G-XHaul y las interconexiones de centros de datos hiperescala. Las soluciones para pruebas de campo deben ser capaces de medir la longitud de onda de forma selectiva para capturar los parámetros clave de canales y servicios individuales. A medida que se mejora la precisión, la resolución y la funcionalidad de los analizadores de espectro óptico, surgen nuevas oportunidades de desarrollo de productos de primera talla y pruebas de producción eficaces de sistemas y componentes ópticos.
Laboratorio y fabricación
El analizador de espectro óptico se emplea normalmente en laboratorios de I+D de todo el mundo, dado que avances de próxima generación en soluciones basadas en láser, LED, WDM y transpondedor amplían los límites de la tecnología óptica. Estos componentes se integran en sistemas nuevos y fabricados a escala, con lo que el escaneo preciso y confiable en cuestión de milisegundos de la producción se mantiene a la altura de la demanda.
Las funciones de medición espectral de alta resolución permiten un análisis más exhaustivo de los transmisores DWDM modulados en entornos tanto de laboratorio como de fabricación. El módulo mHROSA de VIAVI ofrece una resolución de longitud de onda por debajo de los GHz y en la banda C ampliada, y proporciona a los fabricantes información sobre características espectrales sofisticadas resultantes de formatos de modulación sistemáticos de una y varias portadoras, además de permitir la sintonización del modulador y la validación de la OSNR.
La fabricación de volúmenes de módulos, componentes pasivos, láseres y amplificadores requiere un analizador de espectro flexible y rápido que funcione en todo el rango de longitudes de onda (de 1250 nm a 1655 nm) monomodo. Nos referimos a mediciones clave como la potencia de canal, el ancho de banda, la potencia de ruido y la OSNR. El OSA de banda ancha MAP (mOSA-C1) de VIAVI ofrece niveles inigualables de velocidad y sencillez en las pruebas, todo ello en un módulo adicional ultracompacto.
Pruebas de campo del analizador de espectro óptico<
La complejidad de las redes de fibra óptica actuales no sería sostenible sin soluciones avanzadas de análisis del espectro óptico. Las mediciones de longitud de onda y potencia se deben realizar a lo largo del ciclo de vida de la red. En el caso de las redes de fibra óptica de alta velocidad con amplificación en línea y multiplexores ópticos de adición/supresión reconfigurable (ROADM), la relación de señal óptica-ruido se emplea para evaluar el desempeño de un enlace de red óptico.
- Pruebas de CWDM: las redes de fibra óptica que emplean multiplexación por división aproximada de longitud de onda (CWDM) con una separación entre canales de 20 nm pueden beneficiarse de las soluciones OSA compactas y repletas de funciones. Entre las funciones del analizador para realizar pruebas en redes de acceso dentro de esta categoría, se deben incluir una flexibilidad de longitud de onda de 1250 nm a 1650 nm, una capacidad de ≥18 canales y un rango de medición de la potencia de –50 dBm a +10 dBM (y, en ocasiones, hasta +25 dBm para admitir aplicaciones de televisión por cable de mayor potencia). Un comprobador de canales ópticos (OCC) portátil, que solo realiza mediciones de potencia y longitud de onda, puede ser también una solución viable y económica, ya que los enlaces de CWDM no se amplifican (normalmente) y, por lo tanto, no requieren pruebas de OSNR.
Pruebas de sistemas de DWDM: aunque en otro tiempo se limitaba a las implementaciones de larga distancia (>100 km), la multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM) con una separación entre canales por debajo de 0,8 o 0,4 nm y con la banda C se está empleando actualmente para las redes de acceso y los centros de datos. La tecnología ROADM hace que la medición de la OSNR sea esencial para la instalación, la optimización y el mantenimiento de enlaces de red y el desempeño de los servicios.
Pruebas de redes 100G de línea: las redes 100G con ROADM en línea plantean desafíos únicos para las pruebas espectrales. Aunque los procesos de instalación, mantenimiento y solución de problemas son como los de las redes 10G antiguas, los nuevos formatos de modulación sistemáticos han introducido nuevas dificultades. Para caracterizar redes 100G sistemáticas de manera precisa sin que se produzcan trastornos en los servicios de los clientes, se recomienda un analizador avanzado de espectro óptico (OSCA-710) capaz de medir la longitud de onda, la potencia y la OSNR en banda y en servicio, mediante una técnica de correlación espectral, de cada canal de DWDM desde un punto de acceso de pruebas de amplificador.
Para aplicar los principios de análisis de espectro desarrollados en un principio para las ondas de radio y luz, es importante tener en cuenta el comportamiento de la luz como una forma estrechamente relacionada con la radiación electromagnética. Un analizador de espectro óptico debe ser capaz de seleccionar una longitud de onda específica para las mediciones y, a continuación, se puede utilizar un fotodetector para convertir la energía luminosa en energía eléctrica medible (potencia). Se pueden emplear diversas tecnologías para seleccionar longitudes de onda individuales para realizar las mediciones.
- Rejilla de difracción (monocromador)
Para determinar la potencia de una longitud de onda individual, el método de rejilla de difracción emplea un filtro giratorio o “rejilla” dentro del analizador de espectro óptico. A medida que la “rejilla” del monocromador se mueve y gira, se presentan distintas longitudes de onda ante el fotodetector de manera secuencial. Este método se conoce por permitir un amplio rango espectral y proporcionar lecturas precisas. Debido a la sensibilidad de las piezas móviles de este tipo de dispositivo, es importante proteger el OSA frente a las caídas y otros tipos de impactos. - Método de Fabry-Pérot
Con el método de interferómetro de Fabry-Pérot, se filtra la luz entrante con espejos paralelos para crear una cavidad resonante. Para establecer la longitud de onda de entrada, la separación entre los espejos se ajusta con elementos piezoeléctricos. La resolución del analizador de espectro óptico de Fabry-Pérot está determinada por la precisión de esta función de separación entre espejos. Este método proporciona una alta precisión en la medición de las longitudes de onda, aunque el rango dinámico es limitado. El método de Fabry-Pérot, sin piezas móviles y con la capacidad de detectar canales con muy poca separación, se presta bien a la monitorización de la DWDM, y las aplicaciones de medición en el laboratorio y sobre el terreno.
OCV/OSA-4100
La versátil familia de módulos Nano OSA de VIAVI incluye el analizador de espectro óptico OSA-4100 de banda ancha completa y alta resolución, y el verificador de canales ópticos OCV-4100. A medida que la CWDM y la DWDM se adoptan en las redes de acceso para servicios de banda ancha, y se abordan la MWDM o la LWDM para su uso en redes 5G, estos módulos compactos aceleran las tareas de instalación, implementación y mantenimiento al tender un puente entre la precisión y la portabilidad. Los módulos incluyen una bahía SPF/SFP+ para sintonizar y comprobar sistemas ópticos enchufables sobre el terreno, y se pueden combinar con otros procesadores centrales de VIAVI para ofrecer soluciones únicas de análisis de espectro óptico junto con pruebas de activación de servicios de alta velocidad, redes 5G inalámbricas, tasa de errores de bits (BERT) y OTDR.
OSA-110M/H
Los módulos de alto rendimiento OSA-110M y OSA-110H, con una resolución óptica superior de rango completo de longitudes de onda y una resolución de separación entre canales de 33 GHz, cumplen los exigentes requisitos de pruebas ópticas de las redes de larga distancia y de acceso que incorporan la DWDM. El módulo OSA-110H permite también altos niveles de potencia de hasta +25 dBm para aplicaciones de pruebas de televisión por cable. La serie OSA-100, compatible con las plataformas MTS-6000A y MTS-8000, ofrece un análisis de las señales apto para pruebas en redes 40G/100G y formatos de modulación nuevos.
OSA-500/M/R/RS
Los requisitos únicos para las pruebas de los sistemas DWDM de alta velocidad se abordan mediante las funciones de ancho de banda de resolución óptica ultra alta, rango completo de longitudes de onda y separación entre canales de hasta 25 GHz de la serie OSA-500 de VIAVI. El sistema OSA-500RS cuenta con OSNR en banda para permitir una medición eficaz en servicio de los sistemas basados en ROADM. La referencia de longitud de onda constante física integrada elimina la necesidad de una recalibración externa a lo largo de la vida útil del dispositivo.
Verificador de canales ópticos (OCC)
Un comprobador de canales ópticos de mano es una opción compacta, sencilla y de bajo costo para la instalación, el mantenimiento y la solución de problemas de enlaces xWDM que no requieren mediciones de la OSNR. Normalmente, proporcionan una vista con un gráfico de barras básico para mostrar la presencia de los canales y la potencia. El comprobador de canales ópticos SmartClass OCC-55 mide hasta 18 canales para una caracterización de CWDM confiable, mientras que el dispositivo SmartClass OCC-56 es específico para análisis de DWDM. Los módulos más avanzados de comprobación de canales COSA-4055 (para CWDM) y OCC-4056C (para DWDM) ofrecen más funciones, entre las que se incluyen la medición de la desviación de potencia, la traza espectral y el desplazamiento de la longitud de onda, además de una bahía SFP/SFP+ para sintonizar y verificar sistemas ópticos enchufables. Ambos permiten, de forma intuitiva, la instalación y el mantenimiento de redes metropolitanas y de acceso, Fiber Deep y aplicaciones de DWDM 5G.
Laboratorio y fabricación
Los módulos de analizador de espectro óptico de VIAVI para aplicaciones de fabricación y desarrollo se han diseñado para dar respuesta a requisitos únicos de los clientes en materia de aplicaciones de pruebas, precisión óptica y velocidad. Como parte de la versátil plataforma de varias aplicaciones (MAP) para pruebas ópticas escalables y configurables, el módulo ultracompacto y de alta resolución mHROSA y el módulo de alta velocidad mOSA-C1 ofrecen niveles insuperables de sencillez y versatilidad en los entornos emergentes de pruebas ópticas y fabricación.