MS9720A的使用.docx

MS9720A的使用.docx

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MS9720A的使用

波分传输工程中对MS9720光网络分析仪的使用

本部用服代勇20020513

建议MS9720A的OSNR和NF的测试再考虑一下。

建议按步骤具体操作一下仪表，看看是否需要修改。

1仪表概述

MS9720A光网络分析仪是日本安立公司生产的通信信号分析仪的一种。

它的功能非常强大，根据配置的模块结构不同，可以对光口多速率数字信号进行SPECTURM（光谱特性）、INSRTNLOSS（插入损耗）、ISOLATION（隔离度）、DIRECTIVITY（方向性）、PMD（偏振模色散）、RETURNLOSS（光回损）、NF（噪声系数）、WDMTEST（SNR测试）等项目的分析和测试。

MS9720A光网络分析仪是一种高灵敏度的操作仪表，测试按键的设计和操作方式和SDH测试仪MP15704A类似。

接收波长范围1.45~1.65um。

2仪表结构

仪表面板结构如图所示。

3仪表按键说明

常用操作按键说明：

POWER

电源按键，按下后打开电源，为ON状态。

SLDOUT

内部光源输出控制开关，按下后打开光源，为输出状态。

WAVELENGTH/CENTER

中心波长，按下后通过数值设置区设置中心波长值。

WAVELENGTH/SPAN

测试横坐标（波长方向）单位间隔设置，按下后通过数值设置区设置。

PEAK/CENTER

移动峰值，按下后将峰值水平方向移到显示屏中心对齐。

PEAK/REFLVL

移动峰值，按下后将峰值垂直方向移到参考点位置对齐。

LEVEL/LOG/div

测试纵坐标（功率方向）单位间隔设置，按下后通过数值设置区设置。

LEVEL/REF

设置垂直方向参考点值，按下后通过数值设置区设置。

RES

分辨率（RESOLUTION），按下后通过数值设置区设置。

VBW

扫描频率（VideoBandWidth），按下后通过数值设置区设置。

F7

F1

……纵向功能按键，没有明确的定义，根据屏幕临近的显示确定按键功能。

F8

F1

……横向功能按键，没有明确的定义，根据屏幕临近的显示确定按键功能。

MENU

测试项目菜单按键，按下后进入测试项目选择。

Prior

退回上一级菜单，比如进入了分辨率设置菜单，可以选择该按键退出设置。

SWEEP/SINGLE

单次扫描按键，按下后进行单次扫描测试，启停一次。

SWEEP/REPEAT

重复扫描按键，按下后进行单次扫描测试，不停循环扫描。

SWEEP/STOP

停止扫描按键，按下后停止扫描，和重复扫描按键配对使用。

注意：

●数值设置值的输入可以使用数值设置区的数字键，也可以使用数字旋钮。

●BS是回格键，如果输入错误数值，可以用它删除错误输入。

4仪表基本操作步骤

1．用电源线将WDM网络分析仪和合适的电源连接。

2．开机：

将WDM网络分析仪的开关置于ON的状态。

3．开机后必须预热10-15分钟。

4．对仪表进行校表操作（包含：

AUTOALIGN操作、W1CAL-REF操作、W1CAL-INIT操作三个步骤）。

注意：

AUTOALIGN（自动对齐）、W1CAL-REF和W1CAL-INIT（波长校准）步骤操作如下：

（CAL是calibration）的缩写。

●选择MENU按键，

●选择进入任意一个测试选项，

●通过横向功能按键找到CAL子菜单项目并选择进入，

●找到AUTOALIGN、W1CAL-REF、W1CAL-INIT项目并选择执行即可。

5．通过MENU按键，显示仪表测试选项，例如：

SPECTURM（光谱分析）、INSRTNLOSS（插入损耗测试）、ISOLATION（隔离度测试）、RETURNLOSS（光回损测试）、NF（燥声系数）、WDMTEST（波分测试）。

6．根据测试项目，选择相应的测试功能，仪表进入测试功能界面。

7．在SETUP菜单中设置测试条件。

8．按下SINGLE（或者REPEAT）进行测试，在测量某些功能时，如：

INSRTNLOSS（插入损耗测试）、ISOLATION（隔离度测试）、RETURNLOSS（光回损测试）等，需要先测试没有加入被测单元时的值作为参考值，再进行测量，得到结果。

注意：

如果测试要使用SLD光源，按下SLD按键，相临指示灯亮，在SLD输出口输出一宽谱光源。

测试完毕，必须按下SLD按键，相临指示灯亮，将SLD光源关闭。

9．将仪表开关置于OFF状态。

注意事项：

●仪表有自己的最大输入光功率，不能超负荷输入。

MS9720A输入自带10dBm的衰减，无此衰减时仪表最大输入光功率为+10dBm，有此衰减时仪表最大输入光功率为+20dBm。

此衰减器的启用办法：

1．进行SPECTURM（光谱特性）测试，选择过程如下：

MENU/SPECTRUM/LEVELSCALE/Opt.AttOff/On（该项在显示上对应纵向功能按键的F7），按下F7可以看到下划线移到On上，表示此时使用了自带衰减器。

再次按下F7即可取消自带衰减器的使用。

2．进行其他项目[包括INSRTNLOSS（插入损耗）、ISOLATION（隔离度）、DIRECTIVITY（极化特性）、PMD（偏振模色散）、RETURNLOSS（光回损）、NF（噪声系数）]的测试，选择过程如下：

MENU/INSRTNLOSS（测试项目）/TEST/SETUP/opticalattenuatorOff，通过转动数字设置区的数字旋钮改变opticalattenuator的值为ON，表示此时使用了自带衰减器。

旋转数字旋钮改变opticalattenuator的值为Off，此时停止使用自带衰减器。

●仪表必须轻拿轻放，并随时保持仪表清洁，尤其是高清晰液晶显示面板。

●插电前必须先将仪表保护接地，避免仪表机壳强静电对被测设备损坏或者交流高压对仪表的损坏。

●测试完毕，不使用仪表时，必须将光口戴上防尘帽。

●保持光接口的清洁，定期用无水酒精清洁光口。

●光纤插接仪表前后必须用无水酒精擦拭。

●测试使用中，必须保证仪表左、右、后三个方向距离障碍物有10CM的距离，保证充分的散热空间。

5使用仪表进行基本项目的测试

5.1SPECTURM（光谱特性）

5.1.1定义

OTU发射模块的光谱特性包括：

-20dB谱宽和边模抑制比。

-20dB谱宽是最大峰值功率跌落20dB时的最大谱宽。

边模抑制比是最坏反射条件时，全调制情况下主纵模的平均光功率与最显著边模的光功率之比。

5.1.2测试方法

MS9720A光网络分析仪测量光功率随波长的变化关系，测量光谱特性时用MS9720A光网络分析仪扫描光功率-波长曲线，按照上面定义可测出-20dB谱宽和边模抑制比。

光谱分析仪的分辨率越高，它的滤波器-3dB带宽越窄，测出的光谱宽度越准确，通常光谱分析仪的分辨率为d时，它只能保证当被测试光谱的-20dB谱宽为2d以上时结果误差较小。

因此，在测量-20dB谱宽时，将光谱分析仪的分辨率带宽设置为最小值。

测量边模抑制比时，适当调整显示波长范围，使主纵模与边模以适当的幅度显示在屏幕上。

5.1.3测试步骤

测试步骤：

1）如上图所示连接测试设备和仪表。

OTU单元必须在子架中处于加电工作状态，MS9720A仪表加电、预热并校准。

2）仪表设置：

MENU/SPECTRUM选择进行光谱分析（兰色标注为必须设置项目）

WAVELENGTH（横向功能按键F1）设定光谱分析仪显示的波长范围，使主纵模和边模以适当的幅度显示在屏幕上。

CENTER：

以被测试OTU单元的波长为该值；SPAN：

横向单位间隔，设置为0.2nm。

LEVELSCALE（横向功能按键F2）设定光谱分析仪纵向功率范围。

LOG/div：

纵向单位间隔，设置为8或者10dB；REFLEVEL：

设置为-80dBm，AUTOREF设置为ON；Opt.Att（自带10dBm的衰减）设置为OFF。

RES/VBW/AVG（横向功能按键F3）设定光谱分析仪扫描参数。

RES：

设置为0.1nm（必须将分辨率带宽设置为最小值）；VBW（扫描频率）：

设置为1KHZ；POINTAVG：

设置为2；SWEEPAVG：

设置为2；SMOOTH（将测试曲线光滑）：

设置为3；SAMPLINGPOINTS（采样点）：

设置为501pt；AUTORES（自动分辨率）：

设置为ON。

DISPLAY（横向功能按键F8转换到下一个界面，再选择横向功能按键F1）设定显示模式。

选择NORMAL模式（纵向功能按键F1）。

注意：

扫描频率越低，图象越清晰。

分辨率越低，图象越清晰。

采样点越多，图象越清晰。

POINTAVG（采样点平均数）的值越大，图象越清晰。

SWEEPAVG（扫描平均数）的值越大，图象越清晰。

相应地，扫描速度越慢。

3）ANALYSIS（横向功能按键F8转换到下一个界面，再选择横向功能按键F2）设定测试项目，选择THRESHOLD并设定CUTLEVEL为20dB，为测试-20dB谱宽模式。

按下SINGLE（或者REPEAT）进行测试，读出即为测试值。

4）ANALYSIS（横向功能按键F8转换到下一个界面，再选择横向功能按键F2）设定测试项目，选择SMSR，为测试边模抑制比模式。

按下SINGLE（或者REPEAT）进行测试，读出l即为边模抑制比测试值。

5.2INSRTNLOSS（插入损耗）

5.2.1定义

插入损耗是无源器件的输入和输出端口之间的光功率之比，单位是分贝，定义为

IL=-10log（P1/P2）

其中P0是发送到输入端口的光功率，P1是从输出端口接收到的光功率。

最大插损差：

指在各个信道（波长）的插入损耗中，最大值与最小值之差。

5.2.2测试方法

根据定义，需要测量输入光功率和输出光功率，二者之差为插入损耗。

上图为合波器的插入损耗测试框图。

系统中的OMU板、各种分光比的耦合器、1510/1550合波器等都可以按照此测试框图进行测试。

图中的光源1、光源2、…光源n是输出特定波长λ1、λ2…λn的光源，若有光可调光源，而且可调光源的波长范围可覆盖λ1、λ2…λn，则将可将可调光源的波长调节到每一特定波长λ1、λ2…λn即可。

测量时光功率计的测量波长范围要求在λ1、λ2…λn范围内。

首先测量光源输入合波器的输入口的光功率，在表上记录（表有测量相对功率的功能时）或在纸上记录，再将光源与合波器的输入相连，测量合波器输出端口的光功率，二者之差为插入损耗。

分波器（包括系统的ODU板、1510/1550分波器、各种分光比的耦合器等）的测试方法同合波器相同，只是光的输入、输出端口互换了。

而且根据光路可逆的原理，分波器按照合波器的测试框图测试应该也可以。

但为了反映实际应用情况，建议按分波器测。

5.2.3测试步骤

5.2.3.1

参考测试

1）首先用尾纤将MS9720A的收（Opticalinput）和发（SLDOUT）直接连接。

MS9720A仪表加电、预热并校准。

2）仪表设置：

MENU/INSRTNLOSS选择进行插入损耗测试（兰色标注为必须设置项目）

RESULT/TABLE/GRAPH（纵向功能按键F7）结果显示设置，选择结果以GRAPH（图形）方式显示，选择后指示下划线。

SETUP（纵向功能按键F1）测试设置：

WAVELENGTH中CENTERW1：

以被测试波长值作为该测试值；SPANW1：

横向单位间隔，设置为0.2nm；RESOLUTION设置为0.1nm（必须将分辨率带宽设置为最小值）；POINTAVERAGE设置为OFF；OPTICALATTENUATOR设置为OFF；VIDEOBANDWIDTH（扫描频率）：

设置为1KHZ；REFERENCELEVEL/UP&LOWREF根据需要设置参考功率线；LOG/div：

纵向单位间隔，设置为8或者10dB；SAMPLINGPOINTS（采样点）：

设置为501pt。

SETUP（纵向功能按键F1）测试设置：

MEMORYREF/MEAS，测试值存贮设置，选择REF方式，选择后REF指示下划线。

3）测试参考值：

按下SINGLE进行单次扫描测试，此时在仪表上得到参考值测试图表。

5.2.3.2绝对测试

1）然后用尾纤将MS9720A的收（Opticalinput）和被测试单元（ODU或者OMU）的发（或者单波长发口）相连，将MS9720A的发（SLDOUT）和被测试单元的收（或者单波长收口）相连。

2）仪表设置：

SETUP使用前面的设置不变。

SETUP（纵向功能按键F1）测试设置：

MEMORYREF/MEAS，测试值存贮设置，选择MEAS方式，选择后MEAS指示下划线。

3）测试绝对值：

按下SINGLE或者REPEAT进行扫描测试，此时在仪表上得到绝对值测试图表。

5.2.3.3测试结果

选择RESULT/TABLE/GRAPH（纵向功能按键F7）进行结果显示设置，选择结果以TABLE（表格）方式展开，表格自动计算出该单波长的插入损耗。

5.2.3.4其他波长的测试

改变SETUP/WAVELENGTH中CENTERW1，重复步骤5.2.3.1-5.2.3.3即可测试出其他波长的插入损耗。

并可以由此统计出最大插损差。

注意：

最大差异越小越好。

5.3隔离度（ISOLATION）

5.3.1定义

分波器输入端口的n个波长（λ1、λ2…λn）信号分离后送到n个输出端口，每个端口对应一个特定的标称波长λj（j=1，…，n），通路隔离度由下面公式定义：

FCj（λi）=-10lg[Pj（λi）/Pi（λi）]i,j=1,2,…,ni≠j

其中，Pj（λi）是从第j个端口输出的波长为λi的信号光功率，Pi（λi）是从第i个端口输出的波长为λi的信号光功率，当│i-j│=1时为相邻通路隔离度；当│i-j│>1时为非相邻通路隔离度。

5.3.2测试方法

系统中的ODU板、V2中的对波长敏感的OMU板、1510/1550分波器1510/1550合波器等对波长敏感的器件需测隔离度。

1510/1550合波器若象现在系统所用的对波长敏感的器件，也可以测量隔离度，测量时将其作为一分波器即可。

测试连接同测量插入损耗相同。

若光源i输出波长为λi（或光可调光源波长调节到λi），光源与分波器的输入端口相连，在分波器的λi输出端口用光功率计测量分波器的第i个端口输出的波长为λi的信号光功率Pi（λi），再分别测量分波器其它输出端口的光功率Pj（λi），根据定义可计算出相应的隔离度。

5.3.3测试步骤

5.3.3.1

参考测试

1）首先用尾纤将MS9720A的收（Opticalinput）和发（SLDOUT）直接连接。

MS9720A仪表加电、预热并校准。

2）仪表设置：

MENU/ISOLATION选择进行隔离度测试（兰色标注为必须设置项目）

RESULT/TABLE/GRAPH（纵向功能按键F7）结果显示设置，选择结果以GRAPH（图形）方式显示，选择后指示下划线。

SETUP（纵向功能按键F1）测试设置：

WAVELENGTH中CENTERW1：

以被测试波长值作为该测试值；SPANW1：

横向单位间隔，设置为0.2nm；RESOLUTION设置为0.1nm（必须将分辨率带宽设置为最小值）；POINTAVERAGE设置为OFF；OPTICALATTENUATOR设置为OFF；VIDEOBANDWIDTH（扫描频率）：

设置为1KHZ；REFERENCELEVEL/UP&LOWREF根据需要设置参考功率线；LOG/div：

纵向单位间隔，设置为8或者10dB；SAMPLINGPOINTS（采样点）：

设置为501pt。

SETUP（纵向功能按键F1）测试设置：

MEMORYREF/MEAS，测试值存贮设置，选择REF方式，选择后REF指示下划线。

3）测试参考值：

按下SINGLE进行单次扫描测试，此时在仪表上得到参考值测试图表。

5.3.3.2绝对测试

1）然后用尾纤将MS9720A的收（Opticalinput）和被测试单元（ODU或者OMU）的发（或者单波长发口）相连，将MS9720A的发（SLDOUT）和被测试单元的收（或者单波长收口）相连。

2）仪表设置：

SETUP使用前面的设置不变。

SETUP（纵向功能按键F1）测试设置：

MEMORYREF/MEAS，测试值存贮设置，选择MEAS方式，选择后MEAS指示下划线。

3）测试绝对值：

按下SINGLE或者REPEAT进行扫描测试，此时在仪表上得到绝对值测试图表。

5.3.3.3测试结果

选择RESULT/TABLE/GRAPH（纵向功能按键F7）进行结果显示设置，选择结果以TABLE（表格）方式展开，表格自动计算出该单波长的隔离度。

5.3.3.4其他波长的测试

改变SETUP/WAVELENGTH中CENTERW1，重复步骤5.3.3.1-5.3.3.3即可测试出其他波长的隔离度。

5.4光回损（RETURNLOSS）

5.4.1定义

光回损（反射系数）是从无源器件的输入端口返回的光功率与输入光功率的比例。

定义为RL=-10lg（Pr/Pj）

其中Pj是发送进输入端口的光功率，Pr是从同一个输入端口接收到的返回的光功率。

5.4.2测试方法

接收模块、发射模块、光放大器、各种合/分波器等都需测量光反射系数。

测量用光回波损耗测试仪。

首先根据仪表的说明书对仪表进行校准，再对需测试的端口进行测试。

测试时需注意将不需要的测试端口用终结端口终结或将该端口用光纤绕5~6圈。

5.4.3测试步骤

5.4.3.1

参考测试

1）必须使用三端口光耦合器（coupler），用尾纤将MS9720A的收（Opticalinput）、发（SLDOUT）和光耦合器（coupler）的3dB支路口连接。

耦合器（coupler）最后一个端口用全反射终结器终结。

MS9720A仪表加电、预热并校准。

2）仪表设置：

MENU/RETURNLOSS选择进行光回损测试（兰色标注为必须设置项目）

RESULT/TABLE/GRAPH（纵向功能按键F7）结果显示设置，选择结果以GRAPH（图形）方式显示，选择后指示下划线。

SETUP（纵向功能按键F1）测试设置：

WAVELENGTH中CENTERW1：

以被测试波长值作为该测试值；SPANW1：

横向单位间隔，设置为0.2nm；RESOLUTION设置为0.1nm（必须将分辨率带宽设置为最小值）；POINTAVERAGE设置为OFF；OPTICALATTENUATOR设置为OFF；VIDEOBANDWIDTH（扫描频率）：

设置为1KHZ；REFERENCELEVEL/UP&LOWREF根据需要设置参考功率线；LOG/div：

纵向单位间隔，设置为8或者10dB；SAMPLINGPOINTS（采样点）：

设置为501pt。

SETUP（纵向功能按键F1）测试设置：

MEMORYREF/MEAS，测试值存贮设置，选择REF方式，选择后REF指示下划线。

3）测试参考值：

按下SINGLE进行单次扫描测试，此时在仪表上得到参考值测试图表。

5.4.3.2

绝对测试

1）然后将被测试单元（ODU或者OMU）的收（或者单波长收口）替换全反射终结器连接到，将MS9720A的发（SLDOUT）和被测试单元的收（或者单波长收口）相连到reflectionratio端口。

2）仪表设置：

SETUP使用前面的设置不变。

SETUP（纵向功能按键F1）测试设置：

MEMORYREF/MEAS，测试值存贮设置，选择MEAS方式，选择后MEAS指示下划线。

3）测试绝对值：

按下SINGLE或者REPEAT进行扫描测试，此时在仪表上得到绝对值测试图表。

5.4.3.3测试结果

选择RESULT/TABLE/GRAPH（纵向功能按键F7）进行结果显示设置，选择结果以TABLE（表格）方式展开，表格自动计算出该单波长的反射系数和回损。

5.4.3.4其他波长的测试

改变SETUP/WAVELENGTH中CENTERW1，重复步骤5.4.3.1-5.4.3.3即可测试出其他波长的反射系数和回损。

5.5噪声系数（NF）

5.5.1定义

光放大器的噪声系数反映光信号通过光放大器后信噪比的劣化。

5.5.2测试方法

图40

放大器增益为G，则根据上图

从YDN-120的附录A可知：

经过推导，可得到：

其中，NF为OA的噪声系数（dB）；

为OA的（通路的）输入光功率（dBm）；

h为暜朗克常数，

；

为信号的频率；

为测量时仪表设置的噪声带宽（Hz）；

为OA的（通路的）输入信噪比（dB）；

为OA的（通路的）输出信噪比（dB）。

在上式中，

和

测试时为已知量，只要通过仪表测出

、

、

，就可计算出NF。

测试框图与测试增益平坦度的相同。

5.5.3测试步骤

5.5.3.1参考测试

1）首先用尾纤将MS9720A的收（Opticalinput）和发（SLDOUT）直接连接。

MS9720A仪表加电、预热并校准。

2）仪表设置：

MENU/RF选择进行噪声系数测试（兰色标注为必须设置项目）

RESULT/TABLE/GRAPH（纵向功能按键F7）结果显示设置，选择结果以GRAPH（图形）方式显示，选择后指示下划线。

SETUP（纵向功能按键F1）测试设置：

WAVELENGTH中CENTERW1：

以被测试波长值作为该测试值；SPANW1：

横向单位间隔，设置为0.2nm；RESOLUTION设置为0.1nm（必须将分辨率带宽设置为最小值）；POINTAVERAGE设置为OFF；OPTICALATTENUATOR设置为OFF；VIDEOBANDWIDTH（扫描频率）：

设置为1KHZ；REFERENCELEVEL/UP&LOWREF根据需要设置参考功率线；LOG/div：

纵向单位间隔，设置为8或者10dB；SAMPLINGPOINTS（采样点）：

设置为501pt。

SETUP（纵向功能按键F1）测试设置：

MEMORYREF/MEAS，测试值存贮设置，选择REF方式，选择后REF指示下划线。

3）测试参考值：

按下SINGLE进行单次扫描测试，此时在仪表上得到参考值测试图表。

5.5.3.2绝对测试

1）然后用尾纤将MS9720A的收（Opticalinput）和光放的发相连，将MS9720A的发（SLDOUT）和光放的收（或者单波长收口）相连。

。

2）仪表设置：

SETUP使用前面的设置不变。

SETUP（纵向功能按键F1）测试设置：

MEMORYREF/MEAS，测试值存贮设置，选择MEAS方式，选择后MEAS指示下划线。

3）测试绝对值：

按下SINGLE或者REPEAT进行扫描测试，此时在仪表上得到绝对值测试图表。

5.5.3.3测试结果

选择RESULT/TABLE/GRAPH（纵向功能按键F7）进行结果显示设置，选择结果以TABLE（表格）方式展开，表格自动计算出所有波长的GAIN（增益）和RF（噪声系数）和ASE（OA自发辐射噪声）。

5.6OSNR（光信噪比）

5.6.1定义

光通路中被测试波长信