Spectrum Analyzers

スペクトラムアナライザ

市場で最高のポータブル型スペクトラムアナライザスイート

Multiple Application Platform (MAP)VIAVI のポータブル型スペクトラムアナライザ

50 年以上にわたり、スペクトラムアナライザは、ほぼすべての形式の無線および光ファイバー通信に必要なテストツールとして機能してきました。周波数別に信号の挙動を定量化することで、スペクトラム分析は 5G ワイヤレスの可能性を引き出すために必要な可視性を生み出します。

VIAVI は、新しいテクノロジーと顧客満足度への揺るぎないコミットメントにより、さまざまな価格帯で RF および光スペクトラムアナライザおよびアクセサリの業界トップのポートフォリオを構築してきました。高耐久性の統合スペクトラム分析ソリューションは、優れた精度と機能セットをラボからフィールドまで拡張してきました。

下にスクロールして、スペクトラムアナライザの基本を学習します。

製品

一つのソリューション、一つプロセス。一つのレポート。
CellAdvisor 5G
VIAVI CellAdvisor 5G は、5G 基地局デプロイ、メンテナンス、管理の全側面を検証するのに理想的なフィールドポータブルソリューションです。
The first WiFi/wireless LAN analyzer built for installers at all skill levels with intuitive capabilities for rapid characterization, optimization, and troubleshooting of home WiFi networks.
OneExpert CATV信号解析メータープラットフォームは、かってないほど簡単かつ高速、強力にネットワークパフォーマンスの検証とトラブルシューティングを可能にすることで、あらゆる技術者に専門家の能力を提供します。
高速ネットワークの性能を最適化するための初の活線用インインバンドOSNRテストソリューション
CWDM&DWDMネットワークの設置とメンテナンス、アップグレードのためのコンパクトで低コストのテストソリューション
RFoCPRI採用のCellAdvisor RFアナライザは、クラウド対応の堅牢でポータブルな測定器でデュアルポート機能、ケーブルとアンテナ/スペクトラム/干渉/信号/復調およびRF/光パワーメーター、ファイバー検査(オプション)機能を提供します。 .
MAP Wideband Optical Spectrum Analyzer (mOSA-C1)
ラボグレードのスペクトラム性能と、製造検査用要件対応(サイズと測定速度)を備えた光グレーティングベースのスペクトラムアナライザ
Fully-automated, easy-to-use interference hunting solution that allows users to quickly locate an interference source by following guidance on a tablet-based map application

スペクトラムアナライザの重要性

急速に進化するテクノロジーと需要に応じて電波がさらに混雑するようになると、スペクトラムアナライザなしでは作業を行うことができなくなります。 
スペクトラムアナライザは、特定のスペクトラム範囲の信号入力と周波数の大きさを測定するために使用されます。この機能は、初期の段階では、時間領域に加えて信号の周波数領域にウィンドウを導入することで、オシロスコープとスペクトラムアナライザを区別していました。今日のスペクトラムアナライザは、信号周波数(MHz または KHz)、振幅、位相、および変調動作に関する詳細な情報源です。

ワイヤレス革命の必然的な結果には、高いスペクトラム使用率とチャネル密度、多様な干渉源、および電波やファイバーからより多くの帯域幅を引き出すための多数の二重化および多重化オプションなどがあります。スペクトラムアナライザは、この複雑な環境でのパフォーマンスの検証とトラブルシューティングに最適な唯一のテストソリューションです。このニーズは、新しい通信デバイスの概念フェーズから、QoE を保証するフィールドテストにまで及びます。 

スペクトラムアナライザの種類

スペクトラムアナライザの概念とアーキテクチャは、基本的な無線レシーバーと似ています。アップグレードされたミキサー、オシレータ、および信号強度のグラフィック表示が追加されたスペクトラムアナライザは、無線波 シグニチャを定量化可能な視覚的形式に変換します。長年にわたり、スペクトラムアナライザの技術は、テストアプリケーションの幅と複雑さが増すにつれて進化し、改善されてきました。

スイープチューニングされたアナライザ
元々のスペクトラムアナライザの設計では、1918 年にエドウィン・アームストロング(Edwin Armstrong)によって発明されたスーパーヘテロダイン原理を使用しています。信号の生成に使用されるローカルオシレーターは、周波数を変換する入力信号と組み合わされます。この独創的な方法では、オシレーターを回路のミキサーの入力周波数と組み合わせて使用することで、信号周波数のチューニングを制御できます。スイープチューニングされたスペクトラムアナライザでは、オシレータは一定のレートで目的の周波数範囲を連続的に「スイープ」します。そして、このスイープされた帯域が画面に表示されます。

FFT アナライザ
スペクトラムアナライザでデジタル技術を初めて使用したのは、高速フーリエ変換(FFT)アナライザでした。この技術的な進歩は、ジョセフ・フーリエ(Joseph Fourier)が開発した 19 世紀の数学的変革にちなんで名付けられました。実際には、信号を時間領域から周波数領域に変換することによって、波形を周波数スペクトラムのさまざまなコンポーネントに処理するためにロジックが使用されます。FFT アナライザは信号を分割し、アナログ - デジタルコンバーターを使用してディスプレイに再構成します。また、この技術により、位相情報を取得することもできます。 

リアルタイムアナライザ
FFT アナライザの制限の中には、信号処理サイクル間に発生する時間に固有の「盲点」があります。プロセッサーの速度は飛躍的に向上しているため、この制限はデータを連続的にキャプチャし、データ収集サイクルを重ね、波形を超高速で分析して何も失われないようにすることで解決できます。このことから、「リアルタイムアナライザ」と名付けられています。リアルタイムスペクトラム分析(RTSA)も FFT 変換を使用しますが、処理能力が高いため、信号動作の完全な履歴を保存できます。リアルタイムスペクトラムアナライザを使用すると、ユーザーにとって重要な一時的なイベントまたは信号のクイックブリップが常にキャプチャされます。

スペクトラムアナライザの多くのアプリケーション

Wi-Fi の使用率の向上と 5G の開発により、無線周波数(RF)分野で最新のスペクトラムアナライザ技術に対するが必要性が顕著になっています。通信ネットワークが拡大すると、スペクトラムアナライザは各エリアの周波数使用率と干渉を計算します。また、ポータブル型スペクトラムアナライザは、出力信号の周波数と帯域幅を受信した入力信号と比較することで、無線トランスミッタの精度を判定するためにも使用されます。

基地局の設置

世界中で 5G ワイヤレスサービスの範囲を拡大している新しい基地局の展開ほど、高度な RF スペクトラム分析の必要性が明らかになるものとはりません。5G NR テクノロジーは、ミリ波で 26 GHz 以上の高周波帯域を利用することにより、セルラー方式を未知の領域に導くことになります。5G の帯域幅とカバレッジを最適化するには、時分割デュプレックス(TDD)や動的スペクトラム共有(DSS)などの最先端のオプションを十分に活用する必要があります。

新しい 5G 基地局の展開には、この高度な信号処理機能とシームレスに融合するために、数マイルに及ぶケーブルと多数のアンテナアレイが必要です。オールインワンの基地局の設置およびメンテナンステストツールは、無線スペクトラム分析と干渉テスト、ファイバーおよびケーブルの検証、およびアンテナテスト機能を組み合わせることで、この課題に対処します。OneAdvisor-800 には、TDD パフォーマンスと断続的な信号動作をより明確にするパーシステンスパワー測定など、高度な RTSA 機能セットも含まれています。

RF シールド

ほとんどの病院では、MRI 画像処理システムの近くに配置される電子機器は RF シールドを必要とすることをポリシーとしています。電子機器が意図しない信号を発信して、画像処理の結果を歪める可能性があるためです。同様に、電磁環境適合性(EMC)は、多くの種類の電気機器や電子機器が発生する不要な放射と、既存の無線通信伝送に及ぼす影響に関係したものです。

また、放射に関しては、家庭や企業との間で情報を移動するケーブルネットワークにも影響を与える可能性があります。シールドまたは終端が損なわれていると、漏れた信号(エグレス)によって無線伝送が中断されたり、ケーブルへの漏洩(イングレス)によってワイヤ信号に干渉したりすることがあります。OneExpert CATV などのハンドヘルド型専用スペクトラムアナライザは、いずれのシナリオでも迅速かつ自動化されたテストとトラブルシューティングを行うのに最適です。

WiFi アプリケーション

スペクトラムアナライザは、WiFi ネットワークの数と複雑さが増加し続ける中で、WiFi ネットワークを評価するための重要なツールです。2.4 GHz から 60 GHz までの混雑した WiFi 周波数帯域は、干渉、チャネルオーバーラップ、容量の問題によって常に課題を抱えています。VIAVI WiFi Advisor は、スペクトラム分析のパワーを使用して、直感的なスペクトラムビューとチャネル使用率データを作成します。各チャネルの信号強度、RF 干渉、および使用率がリアルタイムで表示されます。WiFi スペクトラムアナライザ は、WiFi の負荷とパフォーマンスを最適化するためのメトリックスと推奨事項も生成します。

光アプリケーション

可視光は、無線周波数波とは無関係の自然発生と見なされることが多くありますが、どちらも電磁波です。光は、無線波に使用されている周波数よりもはるかに高い周波数でたまたま目に見えるようになったものです。光には固有の周波数と強度があるため、スペクトラムアナライザは可視光、紫外線、および赤外線光源の研究に非常に便利なツールとなりえます。

通信業界の光技術は、スペクトラム分析のパワーで支えられています。高密度波長分割多重(DWDM)などのイノベーションは、各信号の継続的な波長精度と完全性に依存します。OSCA-710 光スペクトラムアナライザは、サービス中に各 DWDM チャネルの特性評価と診断を行うために、高速光信号対雑音比測定を実行します。SmartClass OCC-55/-56 光チャネルチェッカーは、各波長/周波数の CWDM および DWDM パワー測定を自動化するための追加の専用オプションです。

オーディオアプリケーション

オーディオ(サウンド)波は無線波よりもはるかに低い周波数を占め、より低速で空気中を通過しますが、周波数と振幅の基本的な前提はオーディオの世界でも同様です。オーディオエンジニアは、スペクトラムアナライザを使用して、サウンド出力とライブ会場の入力を比較し、さまざまな周波数の音量レベルを調整して、不要なフィードバックやヒス雑音を発生させる周波数の音量を下げることができます。オーディオスペクトラムアナライザのより科学的なアプリケーションには、オーディオ信号の高調波の分析や超音波装置の設計などがあります。

スペクトラムアナライザの基本

スペクトラムアナライザの基本的な機能は、初期のモデル以降ほとんど変更されていません。装置の電源をオンにして入力を選択すると、基本設定では、振幅(Y 軸)の中心周波数、スパン幅、および基準レベルを選択します。解像度帯域幅(RBW)、ビデオ帯域幅(VBW)、およびスイープ時間の設定を使用して、画面上の測定値と結果の画像の精度を制御します。RBW は信号をスイープするフィルターの幅を設定するため、RBW が小さいほど、分解能が高くなり、信号のより詳細で正確な画像が得られます。

これらの基本的な設定と制御以外の追加機能は通常、実用的なものと、あれば良いという 2 つのカテゴリのいずれかに分類されます。最初の市販のスペクトラムアナライザには、スパン調整、周波数マーカー、スイープ時間調整などの実用的な機能がすでに組み込まれています。ほとんどどの種類のアプリケーションにも非常に望ましい追加機能には、ノイズマーカー、ピーク検索、トラッキングジェネレータ、マルチチャネル分析用の追加入力ポートなどがあります。

RF スペクトラムアナライザの場合、復調器を使用すると、解析中の信号を「聞く」ことができます。スペクトラムマスクは、「許容可能」な信号とノイズプロファイルのアウトラインを作成して、仕様の範囲内かどうかを示すことで、マーカーの有用性を新たなレベルに引き上げるものです。VIAVI CellAdvisor RF Analyzer シリーズの高度なソリューションには、干渉解析、パッシブ相互変調(PIM)検出、Bluetooth リモート制御、端面検査マイクロスコープなどの機能も含まれています。

コンピュータをスペクトラムアナライザ設計に現在のレベルで統合することにより、使いやすさ、プログラマビリティ、および接続性(USB などの最新のインターフェイスを使用)を提供する優れた機能のほとんどは、ハードウェアではなくソフトウェア開発に密接に結びついたものとなっています。ソフトウェアで利用できる機能セットは、事実上無制限です。高度なソフトウェアと計算能力によって実現される、より便利で興味深い機能には、次のようなものがあります。

  • 画像のダウンロードと .jpg または .pdf でのキャプチャ
  • メモリおよび呼び出し機能
  • タッチスクリーンディスプレイ
  • プログラマブル位相ノイズ解析ルーチン

すべての電子機器と同様に、機能性と機能セットは、標準版から非常に複雑なものまであり、またその間に無限の組み合わせがあります。特定のアプリケーションとタスクを効率的に完了するために必要なものを理解することは、製品の仕様と機能リストを理解するための適切な前提条件です。

スペクトラムアナライザのフォームファクタ

スペクトラムアナライザは、考えられるあらゆるサイズ、形状、および複雑さのレベルのものが提供されています。VIAVI は、各アプリケーションに対して、さまざまなテスト測定、メンテナンス、およびトラブルシューティングアクティビティをサポートする幅広いソリューションを開発しました。 

卓上型スペクトラムアナライザ

AC 電源を使用したスペクトラムアナライザは、卓上型モデルとも呼ばれています。これらの卓上型アナライザの中には、19 インチラックに取り付けるように設計されているものもあれば、作業台や卓上に置くように設計されているものもあります。このフォームファクターの明らかな利点は、サイズに制限がないことです。これにより、処理能力が向上し、ポート、ノブ、ボタンのスペースが無限になり、機能性が向上します。

ラボ環境のスペクトラムアナライザはオシロスコープなどの他の装置と通常は併用されることがあるため、卓上型モデルは、スペクトラムアナライザとオシロスコープなどの製品の組み合わせとして機能するハイブリッド機器に最適なフォームファクタです。定義上、卓上型スペクトラムアナライザは固定された状態を維持するように設計されていますが、一部のアナライザには、ポータブル型のカテゴリにクロスオーバーするようなバッテリーパックを備えたものもあります。

コンピュータ処理、電子機器パッケージ、およびバッテリー寿命の改善により、ポータブル型機器(15 ポンド以下)が、以前はこれらの卓上型モデル専用の機能を組み込むことができるようになりました。これらの進歩により、ラボや製造環境で使用される多くの卓上型スペクトラムアナライザの設置面積も削減されています。VIAVI マルチアプリケーションプラットフォーム(MAP)シリーズ卓上型アナライザは、DWDM 信号分析、感度テスト、自動コンプライアンステストなどの高度な光学アプリケーションをサポートします。

ポータブル型スペクトラムアナライザ
スペクトラムアナライザのフィールドアプリケーションの数が増えるにつれて、携帯性がより重要になっています。さまざまな環境条件に対応するために、ポータブル型スペクトラムアナライザは、画面のグレアの低減やハンドルとコントロールの人間工学を考慮する必要もあります。

CellAdvisor 5G は、ミリ波のリアルタイムスペクトラム分析を 5G ビーム分析、光ファイバー検証、およびアンテナテスト機能と組み合わせることで、ポータブル型スペクトラムアナライザのカテゴリを次のレベルに引き上げました。頑丈で強固な形状で、輸送、振動、気象条件に耐える能力は、ハンドヘルド型カテゴリで共有 される 最高のスペクトラムアナライザの必須特性です。

ハンドヘルド型スペクトラムアナライザ
このタイプのアナライザの定義は、手のひらに収まった状態で、表示、制御、および使用できるものであるということで、自明です。当然ですが、ハンドヘルド型スペクトラムアナライザの重量とスペースの制限は機能も制限することになります。このタイプのデバイスは、必要な測定の精度または範囲が低い場合に使用できます。ポータブル型スペクトラムアナライザの代表的な用途には、無線通信の干渉追跡や現場での信号の位置測定などがあります。アプリケーションに関係なく、サイズと精度の間には常にトレードオフがあります。作業に必要な精度、ストレージ、処理能力の程度については、ユーザーが決定する必要があります。

統合スペクトラムアナライザ
ノートパソコン、タブレット、さらにはスマートフォンのパワーと柔軟性を考慮すると、スペクトラムアナライザが、これらのデバイスと連動して動作することが多くなっているのは驚くべきことではありません。付属装置の処理能力、ネットワーキング、メモリ、および表示機能を活用することで、スペクトラムアナライザである「ブラックボックス」を、精度、帯域幅、および範囲の最適化専用にすることができます。ソフトウェアのアップグレードやデバイスのネットワーキングでは、インターネットや、あらゆる種類のコンピュータデバイスに共通するソフトウェアやハードウェアを活用できるため、このアプローチには他にも多くの利点があります。

スペクトラムアナライザを必要とするユーザー

最も一般的な意味では、スペクトラムアナライザは既知の信号と未知の信号のスペクトラムのパワーを測定するツールと表現することができます。このテクノロジーの利点を享受するテクノロジーと専門職のリストは、このツールの汎用性と小型化が進むにつれて、増え続けています。 
ラボおよび生産環境では、スペクトラムアナライザを使用して、あらゆる種類の RF、光、または音波を生成する(またはそれに敏感な)製品の設計、特性評価、およびテストを行うことができます。モノのインターネット(IoT)を介して、考えられるデバイスにワイヤレス機能を追加することで、アプリケーションはほぼ無限になります。
基地局の導入は、RF スペクトラム分析の古典的なフィールドアプリケーションです。技術者たちは 猛スピードで導入される 5G により酷使されており、汎用性が高く使いやすいポータブル型スペクトラムアナライザは、高効率で確実な設置と起動を実現するのに役立ちます。VIAVI OneAdvisor-800 や CellAdvisor 5G などの統合ソリューションを使用すれば、タワーが設置されファイバーが引き込まれるとケーブルの完全性を迅速に検証し、損失箇所を特定できます。構築が完了した後、これらの同じ汎用ツールの高度な RF スペクトラム分析機能を使用して、次のことが可能になります。

  • 無線カバレッジと信号伝搬の検証
  • 無線干渉のテストと InterferenceAdvisor を使用したソースの特定
  • アンテナ反射テストとビーム検証の実施

スペクトラムアナライザの進化

ジェームス・マックスウェル(James Maxwell)が電波の無限の可能性を発見して以来、150 年の間に、スペクトラムアナライザは電子機器、RF、オーディオ、および光の分野で真に不可欠なツールとなりました。

スペクトラムアナライザが開発されていなければ、信号の要素を分析したり、回路の性能を測定したりすることはできませんでした。レーザーは SF のままで、現代社会と同義になった通信ネットワークは存在しなかったことでしょう。スペクトラムアナライザは、さまざまな機能に対してさまざまな測定を実行できるため、このイノベーションの有用性を評価し過ぎることはありません。

1900 年代半ばにアプリケーションの数が飛躍的に増加し、無線の「超高速道路」が進化したのとほぼ同様に、コンピュータ技術がコンパクトなフォームファクタでより多くの機能を実現するにつれ、現在のスペクトラムアナライザで使用できる機能もこの 10 年間で大幅に拡張されました。

VIAVI ファミリーの RF および光スペクトラムアナライザは、この進化を実証するものであり、今後もさらにこの進化を加速させていくことでしょう。5G 対応の高耐久性ポータブル型スペクトラムアナライザと、シールド、WiFi、および光システムアプリケーション向けに設計された専用ソリューションは、今日のテクノロジーの潜在能力を最大限に引き出し、目に見えない干渉とパフォーマンスデータを明らかにするための鍵を提供します。

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ソリューション

5G Solutions

アプリケーションノート

Choosing the Right Spectrum Analyzer

ソリューション

DWDM

あらゆるステップでのサポート

VIAVIは、サポート、サービス、総合的なトレーニング、お客様が必要とするリソースを提供しています。これはすべて、お客様のVIAVIへの投資価値を最大化するために当社が日頃より行っていることです。

最適な総所有コスト(TCO)を実現するためにお客様のVIAVIシステムソリューションおよび機器ポートフォリオを補完する付加価値サービス

カスタマーサービスは、商品返品承認(RMA)番号を発行して修理や校正サービスを行います

新製品や既存のツールで作業を行う技術者に向けた技術教育ソリューション、製品トレーニングおよびブレンド型学習

技術支援センターは、製品の活用や設定の支援、製品の性能上の問題に対処します

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