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相關(guān)專題：
日立金屬（美國）公司
摘要：本文日立金屬公司（HML）目前成功設(shè)計(jì)出一種用于現(xiàn)存和下一代光網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的微型串行集成型功率監(jiān)測(cè)儀（IPM），對(duì)其結(jié)構(gòu)，應(yīng)用，優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了簡要的描述。
關(guān)鍵詞：IPM
簡介
日立金屬公司（HML）通過與Pactonix公司合作，目前已經(jīng)成功設(shè)計(jì)出一種用于現(xiàn)存和下一代光網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的微型串行集成型功率監(jiān)測(cè)儀（IPM）。電信行業(yè)的經(jīng)濟(jì)變革需要網(wǎng)絡(luò)更富彈性，可靠性和成本效益，同時(shí)更易于運(yùn)轉(zhuǎn)和維護(hù)。這就要求光信號(hào)的狀態(tài)必須能在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)不同位置上被了解和監(jiān)測(cè)到。接著這種監(jiān)測(cè)的信號(hào)狀態(tài)被傳送到中心控制單元，從而了解到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。
在所有的信號(hào)參數(shù)中，光信號(hào)功率是幾個(gè)最主要的參數(shù)之一。無論是監(jiān)測(cè)發(fā)射器的輸出功率等級(jí)，以及放大器的輸入輸出信號(hào)等級(jí)，還是在保護(hù)網(wǎng)絡(luò)方案中感測(cè)信號(hào)的缺失，或是其他眾多應(yīng)用，功率監(jiān)測(cè)都是一個(gè)基本測(cè)量因素。
精確的信號(hào)功率測(cè)量是一個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)的基本要素
經(jīng)過這幾年的發(fā)展和鋪設(shè)，光通訊網(wǎng)絡(luò)目前已經(jīng)變得越來越復(fù)雜。精確的信號(hào)功率測(cè)量已經(jīng)成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)，管理，保護(hù)和維護(hù)方面的最基本要求。無論是在長途領(lǐng)域，還是在城域接入領(lǐng)域，功率監(jiān)測(cè)儀都是必不可少的網(wǎng)絡(luò)測(cè)試工具。以下所列舉的例子可以說明IPM在光纖通信網(wǎng)絡(luò)中的重要性。
（1）信號(hào)的發(fā)射
信號(hào)的發(fā)射一般是通過激光發(fā)射機(jī)來完成，進(jìn)入光纖的光信號(hào)功率必須經(jīng)過校準(zhǔn)并保持在特定的水平上，以便最大化地發(fā)揮出整個(gè)系統(tǒng)的性能。通常一個(gè)inline功率監(jiān)測(cè)儀被放在一個(gè)inline可調(diào)光衰減器（VOA）的后面。功率水平由IPM測(cè)得，并被用做反饋信號(hào)來進(jìn)入VOA，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出功率水平的動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)和維護(hù)。IPM的信號(hào)探測(cè)功能也可以用在系統(tǒng)的錯(cuò)誤探測(cè)和警報(bào)反饋上，如果主要激光器不能提供足夠的功率水平的話，就需要準(zhǔn)備一個(gè)光開關(guān)和一個(gè)備用DFB激光器來做備份和保護(hù)。
�。�2）信號(hào)的放大
在EDFA的輸入輸出端，必須要測(cè)量功率，放大器因而可以動(dòng)態(tài)地校準(zhǔn)它的增益等級(jí)。
�。�3）信號(hào)復(fù)用/解復(fù)用
�。�4）信號(hào)保護(hù)
保護(hù)開關(guān)：感測(cè)有沒有光
為了感應(yīng)光纖中光波的存在，需要在保護(hù)方案中配置in-line功率監(jiān)測(cè)儀。
（5）信號(hào)接收
飽和測(cè)試以及警報(bào)閥值測(cè)試。
基于partial –reflector的IPM
到目前位置，最完美的功率監(jiān)測(cè)方式是利用一個(gè)抽頭耦合器（Tap-coupler）結(jié)合一個(gè)尾纖式光電二極管來實(shí)現(xiàn)的。這種抽頭耦合器既可以是熔融光纖抽頭耦合器也可以是一個(gè)基于三端口tapper的薄膜濾波器。InGaAs通常被用在波長窗口為1200nm到1750nm的尾纖式光電二極管上。一個(gè)完整的功率監(jiān)測(cè)儀需要人工光纖熔融接合和光纖路由。這就推動(dòng)了那些緊湊，可靠且兼具成本效益的解決方案的發(fā)展。
如今市面上的集成功率監(jiān)測(cè)儀（IPM）由各種不同技術(shù)生產(chǎn)，每一種都有自身的優(yōu)勢(shì)和不足。這當(dāng)中主要有四種不同的技術(shù)，如消散波耦合法(evanescent coupling)，光纖微屈法，集成波導(dǎo)以及局部傳輸薄膜濾波器方法。HML是目前業(yè)界第一家能采用薄膜濾波器制造出高性能，低成本，且小型化IPM的制造廠家。
HML享有專利的IPM設(shè)計(jì)技術(shù)是基于一個(gè)集成插頭雙光纖準(zhǔn)直儀以及一個(gè)光電二極管。輸入輸出光纖必須與一個(gè)帶有部分反射薄膜的雙纖準(zhǔn)直儀相匹配。薄膜濾波器被用來設(shè)計(jì)滿足不同波長相關(guān)的信號(hào)采樣需求的。這種緊湊的設(shè)計(jì)為HML的IPM提供了高熱量穩(wěn)定性，長期可靠性，出色的電/光性能以及很低的制造成本等優(yōu)點(diǎn)。
圖1：輸入輸出光纖與雙纖準(zhǔn)直儀互相匹配，薄膜濾波器放在光電二極管的前面，該準(zhǔn)直儀聚焦在反射薄膜上。
IPM具有很高的性能
作為一個(gè)光功率監(jiān)測(cè)儀，類似插損（IL），偏振相關(guān)損耗（PDL），偏振相關(guān)響應(yīng)（PDR），波長相關(guān)響應(yīng)（WDR）等等這些反映器件性能的參數(shù)都要被測(cè)試。同時(shí)尺寸的減少和探測(cè)波長范圍的擴(kuò)大也可以使器件在現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)時(shí)更加通用。
相比傳統(tǒng)的光功率監(jiān)測(cè)儀，IPM具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、尺寸小
在單通道功率監(jiān)測(cè)方面，傳統(tǒng)的帶有熔融耦合器的tap/監(jiān)測(cè)儀的尺寸一般為80mm x 50mm x 5mm，而IPM只有φ3mm x15mm那么大。尺寸的減少不僅可以減少制造成本，而且還可以作為現(xiàn)有設(shè)備的附加器件來使用。
2、PDR和PDL
和傳統(tǒng)功率監(jiān)測(cè)儀不同的是，IPM由于采用圓柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而使得PDR和PDL達(dá)到最小化。因此，IPM可以提供更好的功率測(cè)量精度，尤其是tap ratio很低的情況下（如小于1%）。
3、波長相關(guān)損耗（WDL）以及波長相關(guān)響應(yīng)（WDR）
由于WDL和WDR均與IPM中的元件有直接的關(guān)系，因此可以通過調(diào)節(jié)薄膜的屬性來獲得一個(gè)理想的參數(shù)。對(duì)于一些特殊的波長相關(guān)性能（比如說是能帶功率探測(cè)）可以通過帶通tapping薄膜來實(shí)現(xiàn)。這些參數(shù)對(duì)于那些傳統(tǒng)的tap/監(jiān)測(cè)儀來說是很難測(cè)到的。
摘自 光纖新聞網(wǎng)
