Máy phân tích phổ quang (Optical Spectrum Analyzer) là một dụng cụ đo kiểm tra quang học dùng để đo và hiển thị mức công suất của tín hiệu quang. Máy phân tích quang phổ được sử dụng để phân tích quang phổ của nguồn hoặc mạng tín hiệu quang như đặc tính nguồn sáng, phân tích mạng WDM, đánh giá bộ khuếch đại quang, đặc tính quang học vật tư quang, đo tỷ số tín hiệu trên nhiễu quang (OSNR), v.v. Các ứng dụng đo kiểm tra phổ biến của máy đo phân tích phổ quang OSA bao gồm:
- Đo kiểm tra, phân tích đặc tính của bộ khuếch đại sợi quang về mức tăng phụ thuộc bước sóng.
- Đo kiểm tra, phân tích đặc tính của các nguồn sáng như nguồn laser, Led, v.v.
- Các phép đo độ phản xạ hoặc hệ thống quang học phụ thuộc vào bước sóng.
- Đo kiểm tra, phân tích tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu quang (OSNR).
- Phân tích tổn thất truyền qua các bước sóng khác nhau để xác định hiệu suất bị ảnh hưởng như thế nào bởi cáp quang, vật tư phụ kiện quang.
Vì sao cần máy phân tích quang phổ (Optical Spectrum Analyzer) để đo kiểm tra chuyên sâu cho hệ thống truyền dẫn cáp quang

Trong các hệ thống truyền dẫn thông tin quang, máy phân tích phổ quang (OSA) là giải pháp đo kiểm dung hòa hoàn hảo giữa phân tích quang phổ chuyên sâu toàn diện và bộ phân tích kênh quang . Thiết bị phân tích quang phổ (OSA) là công cụ quan trọng nhất cung cấp khả năng phân tích phổ cần thiết cho các thiết bị quang, cáp quang, vật tư cáp quang trong lĩnh vực nghiên cứu phát triển sản phẩm, hiệu chuẩn, lắp đặt, xác định lỗi và khắc phục sự cố mạng cáp quang, cũng như công nghệ truyền dẫn ghép bước sóng mật độ cao DWDM và CWDM. Bao gồm:
- Thiết bị quang WDM/CWDM/DWDMs
- Đầu nối quang (Fiber Optic Connectors)
- Bề mặt tiếp xúc quang (Fiber End Face).
- Dây nhảy quang (Optical Fiber Jumpers)
- bộ suy hao quang (Optical Attenuators).
- Bộ chuyển đổi quang (Optical Adapters)
- Bộ chuyển mạch quang (Optical Switches)
- Bộ chia quang học (Optical Dividers)
- Bộ chia phân cực quang (Isolators)
- Bộ lọc bước sóng (Wavelength Filters)
- Bộ gộp cáp quang (Couplers)
- Cáp quang (Fiber Optics Cable)
Máy phân tích phổ quang học tương tự như máy đo bước sóng ở chỗ chúng tạo ra phổ cường độ so với bước sóng, nhưng mỗi loại có một đặc điểm hơi khác nhau. Trong khi máy đo bước sóng xác định chính xác bước sóng của tia laser với độ chính xác cực cao, máy phân tích phổ quang học đo cả bước sóng và tia laser với độ chính xác cao, thường trên phạm vi bước sóng động rộng hơn nhiều. Điều này làm cho OSA hữu ích để phân tích các tín hiệu được truyền đi, đặc biệt là để phân biệt tín hiệu mong muốn với nhiễu không mong muốn, được gọi là tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu quang (OSNR).
Trong các hệ thống ghép kênh phân chia bước sóng dày đặc (DWDM), máy phân tích quang phổ OSA là công cụ chính để kiểm tra mức công suất (kênh), bước sóng và OSNR trên một phạm vi bước sóng cụ thể. Theo truyền thống, phạm vi bước sóng của OSA bao phủ băng tần truyền dẫn của sợi quang đơn mode từ 1250 đến 1650 nm được sử dụng cho các ứng dụng WDM viễn thông.
Các thông số kỹ thuật quan trọng nhất đối với OSA là độ chính xác của phép đo bước sóng và công suất. Trong các mạng DWDM, OSNR có tầm quan trọng sống còn.
Các đặc điểm kỹ thuật chính cần lưu ý khi chọn thiết bị phân tích quang phổ

Máy phân tích phổ quang học (OSA) là máy đo công suất quang chọn lọc bước sóng, đo (hoặc tần số), có thể điều chỉnh trên một phạm vi bước sóng cụ thể tùy thuộc vào ứng dụng.
Ứng dụng phổ biến nhất của thiết bị phân tích quang phổ OSA là mô tả các thành phần quang học và thử nghiệm tín hiệu quang trong mạng viễn thông. Những thiết bị “không thể thiếu” này rất đắt, vì vậy, việc hiểu về nhu cầu và thông số kỹ thuật cho ứng dụng đo kiểm là rất quan trọng trước khi mua. Một số tiêu chuẩn trong đo kiểm, phân tích cho máy phân tích phổ quang tham khảo bao gồm:
- Giám sát kênh DWDM theo khuyến nghị ITU G.694.1 cho 25/33/37,5/100/200 GHz.
- Giám sát kênh CWDM theo khuyến nghị ITU G.694.2.
- Đo lường OSNR tuân thủ IEC 61280-2-9.
Thông số lựa chọn quan trọng của máy phân tích quang phổ là tần số hoạt động, dải bước sóng và độ phân giải. Mặc dù có nhiều số liệu về hiệu suất cần được xem xét khi lựa chọn OSA, một số số liệu quan trọng được mô tả ngắn gọn dưới đây:
Dải bước sóng:
Máy phân tích quang phổ luôn được thiết kế theo một phạm vi bước sóng quang nhất định do giới hạn bước sóng của cách tử nhiễu xạ hoặc bộ tách sóng quang. Thiết bị đo OSA cần chọn dải bước sóng theo bước sóng tín hiệu yêu cầu của hệ thống quang học.
Nếu bạn cần một OSA duy nhất để đo cả mạng CWDM và DWDM, thì đầu tiên nó phải bao phủ phạm vi bước sóng cho cả CWDM và DWDM (khoảng 1260 đến 1650 nm). Thứ hai, độ phân giải quang học cần nằm trong phạm vi <0,1 nm đối với khoảng cách kênh DWDM tiêu chuẩn là 50 GHz. Thứ ba, để đo OSNR trong hệ thống DWDM, phép đo OSNR cần bằng hoặc lớn hơn 65dB.
Tần số hoạt động (GHz):
Tần số hoạt động của máy phân tích phổ quang học là dải tần cơ bản mà nó sẽ hoạt động. Cần lựa chọn theo yêu cầu kiểm tra.
Độ phân giải bước sóng và bộ lọc:
Độ phân giải bước sóng của hầu hết các máy phân tích quang phổ sẽ có giá trị cố định trong khoảng khoảng 0,1 nm và 5 nm. Đối với OSA hiệu suất rất cao có thể đạt độ phân giải ở mức 0,01 nm. Độ phân giải càng cao thì số đo càng tốt. Bộ lọc quang sẵn có giúp điều chỉnh tín hiệu quang để đo tốt hơn trong dải phổ của chúng.
Dải động và độ nhạy:
Dải động của máy phân tích quang phổ cho biết cho biết giới hạn đo dưới và trên của thiết bị. Độ nhạy của máy phân tích cho biết mức công suất tối thiểu cần thiết để tín hiệu đầu vào quang được máy OSA phát hiện và thu được tín hiệu. Nói một cách đơn giản, nó cho biết OSA có thể đo tín hiệu yếu hơn bao nhiêu trên mức nhiễu.
Độ chính xác bước sóng của máy phân tích quang phổ:
Độ chính xác bước sóng là độ chính xác đo của máy phân tích quang phổ. Nó cũng dựa trên việc hiệu chuẩn thiết bị. Sau một thời gian dài sử dụng trong môi trường khắc nghiệt, hiệu chuẩn bước sóng có thể bị mất và có thể dẫn đến các phép đo liên tục sai. Độ chính xác cao hơn cho phép đo tốt hơn và tăng độ tin cậy.
Độ chính xác công suất của máy phân tích quang phổ quang học:
Độ chính xác công suất của máy phân tích phổ quang học cho biết độ chính xác trong phép đo mức công suất tín hiệu đầu vào, nó cũng dựa trên độ chính xác của việc hiệu chuẩn thiết bị. Đối với mạng truyền thông cáp quang, lý tưởng nhất là sử dụng máy phân tích quang phổ có độ chính xác công suất cao hoặc máy đo công suất quang chuyên dụng để đo nhằm xác định công suất kênh.
Tốc độ thu thập và xử lý:
Tốc độ thu nhận của máy phân tích phổ quang học chủ yếu dựa trên các tính năng khác như dải bước sóng, độ phân giải, dải động và độ nhạy. Tốc độ quét trên OSA phụ thuộc vào thiết lập, phạm vi, độ phân giải, chế độ nhạy và thời gian trung bình cho mỗi mẫu. Tốc độ thu thập và đo lường cao hơn sẽ tốt hơn cho các ứng dụng.
Giao diện giao tiếp với máy tính PC và thiết bị ngoại vi
Một tính năng quan trọng khác là giao diện LAN tốc độ cao để cho phép truy cập từ xa theo thời gian thực vào thiết bị đo OSA bằng phần mềm chuyên dùng cài trên máy tính PC. Các tính năng quan trọng khác là cổng USB để truyền tệp bộ nhớ và các ứng dụng điều khiển khác.