光スペクトラムアナライザとは

光スペクトラムアナライザ（OSA）は、特定の波長範囲での光源のパワーを定量化して表示します。RF スペクトラムアナライザと同様に、OSA は y （垂直）軸にパワーを表示し、x （水平）軸に波長を表示します。光スペクトラムアナライザによって測定される 3 つの重要なパラメータは、波長、パワーレベル、および光信号対雑音比（OSNR）です。

Nano OSA Modules

波長分割多重（WDM）を利用して複数の光搬送波信号を単一のファイバーで伝送できるようにする光ファイバー通信ネットワークは、OSA スペクトラムアナライザの理想的なアプリケーションです。インライン増幅を備えた長距離ネットワークは、最適なパフォーマンスを確保するために、正確な光パワーと OSNR 測定に依存しています。一部の光スペクトラムアナライザは特定の波長帯域（C、L、O 帯域など）に合わせてカスタマイズされていますが、他のアナライザは事実上複数の帯域全体で動作できます。スペクトラムアナライザの光テストでは、特定の波長での光コンポーネントの透過率と反射率のテスト、および増幅器のノイズテストも可能です。

光ファイバーネットワークは、光パルスを利用して、数千キロメートルにわたってデジタル情報を伝達します。高速データ伝送と WDM テクノロジーは、CATV HFC/DAA、5G x-haul、ハイパースケールデータセンターの相互接続のようなファイバーネットワークの一部となっています。フィールドでのテストソリューションは、個々のチャネル/サービスの主要なパラメータをキャプチャするために、波長選択測定が可能である必要があります。光スペクトラムアナライザの精度、分解能、および使いやすさが向上するにつれて、光システムおよびコンポーネントの世界クラスの製品開発と効率的な製造テストの新しい機会が生まれています。

開発/設計と製造

光スペクトラムアナライザは、次世代のレーザー、LED、WDM、およびトランスポンダーの革新が光技術の限界を押し上げるにつれ、世界中の研究開発ラボで一般的に使用されています。これらのコンポーネントが新しいシステムに統合され、大規模に製造されるにつれ、ミリ秒単位での正確で信頼性の高い生産スキャンが需要に追い付いてきています。 

  • 高分解能スペクトラム測定機能により、ラボ環境と製造環境の両方で変調 DWDM トランスミッターのより詳細な解析が可能になります。VIAVI mHROSA モジュールは、拡張された C バンド でサブ GHz 波長分解能を提供し、製造業者は、シングルキャリアおよびマルチキャリアのコヒーレント変調フォーマットによって生じる微細なスペクトラム機能を可視化できるほか、変調器のチューニングと OSNR の検証が可能になります。 

  • モジュール、パッシブコンポーネント、レーザー、および増幅器の大量生産には、シングルモード波長範囲（1250nm〜1655nm）全体で動作する高速で柔軟なスペクトラムアナライザが必要です。チャンネル電力、帯域幅、ノイズパワー、OSNR などの主要な測定値 VIAVI MAP ワイドバンド OSA（mOSA-C1）は、超コンパクトなプラグインモジュールで比類のないテスト速度とシンプルさを提供します。

光スペクトラムアナライザのフィールドテスト<

今日のファイバーネットワークの複雑さは、高度なスペクトラムアナライザの光ソリューションなしでは持続できません。波長とパワーの測定は、ネットワークのライフサイクル全体で実行する必要があります。インライン増幅および再設定可能な光アドドロップマルチプレクサ（ROADM）を備えた高速な光ファイバーネットワークでは、光ネットワークリンクのパフォーマンスの評価に光信号対雑音比が利用されます。 

  • CWDM テスト：20nm のチャネル間隔の粗波長分割多重（CWDM）を利用するファイバーネットワークは、コンパクトでフル機能の OSA ソリューションの恩恵を受けます。このカテゴリのアクセスネットワークテスト用のアナライザ機能には、1250nm〜1650nm の波長の柔軟性、18 以上のチャネル容量、および高出力 CATV アプリケーションをサポートするために通常 -50dBm〜+10dBM、場合によっては最大 +25dBm のパワー測定範囲が含まれる必要があります。また、パワーと波長の測定のみを実行するポータブル型光チャネルチェッカー（OCC）も、現実的で経済的なソリューションになる可能性があります。通常、CWDM リンクは増幅されず、このため OSNR テストは必要ありません。 

  • DWDM システムテスト：かつては長距離（>100km）の展開に限定されていた、チャネル間隔が 0.8nm または 0.4nm 未満で、C バンドを利用する高密度波長分割多重（DWDM）が現在では、アクセスネットワークとデータセンターに使用されています。ROADM テクノロジーにより、OSNR 測定は、ネットワークリンクの設置と最適化、保守、またサービスのパフォーマンスに不可欠になっています。 

    xWDM Channels

  • ラインサイド 100G テスト：インライン ROADM を備えた 100G ネットワークは、スペクトラムテストに固有の課題を引き起こします。インストール、メンテナンス、およびトラブルシューティングのプロセスは従来の 10G ネットワークに似ていますが、新しいコヒーレント変調形式は新しい課題をもたらしました。スペクトラム相関技術を利用して、増幅器テストアクセスポイントからの各 DWDM チャネルの波長、パワー、およびインバンド/インサービス OSNR を測定できる、高度な光スペクトラムアナライザ（OSCA-710）は、顧客へのサービスを中断することなくコヒーレント 100G ネットワークを特性評価するのに推奨されます。 

    Modified in-band vs out-of-band OSNR

もともと電波用に開発されたスペクトラム解析の原理を光波に適用するには、光の振る舞いを電磁放射の密接に関連した形態と見なすことが重要です。光スペクトラムアナライザは、測定用に特定の波長を選択できる必要があり、それにより、光エネルギーを測定可能な電気エネルギー（パワー）に変換するために光検出器を使用できます。測定用に個々の波長を選択するために使用できるテクノロジーにはさまざまなものがあります。 

  • 回折格子（モノクロメータ）
    回折格子法では、個々の波長のパワーを決定する目的で、光スペクトラムアナライザ内で回転するフィルターまたは「格子」が使用されます。モノクロメーターの格子が移動すると、格子が回転するときに異なる波長が光検出器に順次提示されます。この方法は、広いスペクトラム範囲に対応し、正確な読み取り値を生成することで知られています。この種のデバイス内には精密な可動部品があるため、OSA を落下やその他の種類の衝撃から保護することが重要になります。
  • ファブリーペロー法 
    ファブリペロー干渉計法では、平行ミラーを使用して入射光をフィルタリングして共振空洞が形成されます。入力波長を設定するには、ピエゾ素子を使用してミラー間の間隔を調整します。ファブリペロー光スペクトラムアナライザの分解能は、このミラー間隔機能の精度によって決まります。この方法は、ダイナミックレンジが制限されますが、高い波長測定精度を提供します。可動部品がなく、間隔の狭いチャネルを検出する機能を備えたファブリペローは、ラボまたはフィールドでの DWDM 監視および測定アプリケーションに適しています。 

OCV/OSA-4100

VIAVI ナノ OSA モジュールの用途の広いファミリーには、高分解能の全帯域幅 OSA-4100 光スペクトラムアナライザと OCV-4100 光チャネル認証モジュールが含まれています。CWDM と DWDM がブロードバンドサービスのアクセスネットワークに採用され、MWDM または LWDM が 5G ネットワークでの使用が検討されているため、これらのコンパクトなモジュールは、精度と携帯性の間のギャップを埋めることにより、インストール、展開、およびメンテナンスのタスクを高速化します。モジュールには、フィールドでプラガブル光ファイバーを調整および検証するための SPF/SFP+ ベイが含まれ、他の VIAVI メインフレームと組み合わせて、高速サービスアクティベーション、5G ワイヤレス、BERT、および OTDR テストと組み合わせた光スペクトラム解析の単一ソリューションを提供できます。 

OSA-110M/H

全波長範囲で優れた光分解能、33GHz までのチャネル間隔分解能を備えた、高性能 OSA-110M および OSA-110H モジュールは、DWDM を展開する長距離またはアクセスネットワークの厳しい光テスト要件を満たします。また、OSA-110H は、CATV テストアプリケーション用に最大 +25dbM の高パワーレベルにも対応します。MTS-6000A および MTS-8000 プラットフォームと互換性のある、OSA-100 シリーズは、40/100G テストおよび新しい変調形式の将来も有効な信号解析を提供します。 

OSA-500/M/R/RS

高速 DWDM システムの独自のテスト要件は、VIAVI OSA-500 シリーズの超高光分解能帯域幅、全波長範囲、および 25GHz までのチャネル間隔機能によって対応されます。OSA-500RS は、ROADM ベースのシステムの効率的なインサービス測定をサポートするインバンド OSNR を備えています。ビルトイン物理定数波長リファレンスにより、装置のライフタイムにわたり、外部の再校正が不要になります。 

光チャネルチェッカー（OCC）

ハンドヘルド光チャネルチェッカーは、OSNR 測定を必要としない xWDM リンクのインストール、メンテナンス、およびトラブルシューティングのためのコンパクトでシンプルな低コストのオプションです。通常、これらはチャネルの存在とパワーを示すための基本的な棒グラフ表示を提供します。SmartClass OCC-55 チャネルチェッカーは、信頼性の高い CWDM 特性評価のために最大 18 チャネルを測定しますが、SmartClass OCC-56 は DWDM 解析専用です。より高度な COSA-4055（CWDM の場合）および OCC-4056C（DWDM 用）チャネルチェッカーモジュールは、スペクトラムトレース、波長オフセット、パワードリフト測定に加えて、プラガブルオプティクスを調整および検証するための SFP/SFP+ ベイを含むより多くの機能を提供します。どちらも、メトロ/アクセス、ファイバーディープ、および 5G DWDM アプリケーションのインストールとメンテナンスを直感的にサポートします。 

開発/設計と製造

製造および開発用の VIAVI の光スペクトラムアナライザモジュールは、テストアプリケーション、光精度、および速度に関するお客様固有の要件に対応するように設計されています。超小型で高解像度の mHROSA モジュールと高速 mOSA-C1 モジュールは、スケーラブルで設定可能な光テストを実現する汎用性の高いマルチアプリケーションプラットフォーム（MAP）の一部として、新しい光テストおよび製造環境に卓越したシンプルさと汎用性をもたらします。