Quy trình phân tích phổ của tín hiệu điện hay một tín hiệu quang đều có các bước tiến hành tương tự nhau. Sử dụng thiết bị đo kiểm để phân tích tín hiệu số gồm có 5 bước [11,12]:
Hình 2.26: Quy trình thực hiện phân tích phổ tín hiệu
- Bƣớc 1: Khởi động thiết bị đo
Khởi động thiết bị đo, chờ cho thiết bị khởi động các modul chức năng cần thiết cho bài đo. Thông thường thời gian khởi động và chờ cho thiết bị họat động ổn định là khoảng 10 phút.
- Bƣớc 2: Kết nối vật lý
Kết nối thiết bị đo với hệ thống cần phân tích phổ. Đối với tín hiệu điện thì giao diện kết nối có thể là giao diện không cân bằng BNC 75Ohm, giao giện cân bằng 120Ohm. Với tín hiệu quang, giao diện kết nối là giao diện FC, LC hoặc SC.
Tùy vào phương thức đo mà có thể có các cách kết nối thiết bị với hệ thống khác nhau.
+ Đo kiểm in-service tức là kỹ thuật đo không làm gián đoạn dịch vụ trong quá trình đo. Hệ thống cần phân tích tín hiệu phải hỗ trợ các điểm đo thử (test point, monitering port). Nguyên tắc của kiểu đo này là tín hiệu được đưa qua một bộ chia tín hiệu (thông thường là các bộ chia 95/5) để chích một phân tín hiệu đưa vào thiết bị đo. Mô hình kết nối thực hiện đo in-servide phân tích phổ tín hiệu được mô tả như sau:
Khởi động thiết bị đo Kết nối vật lý Thiết lập tham số máy đo Phân tích phổ tín hiệu Thực hiện phép đo khác
Bước 1 Bước 2 Bước 3 Bước 4 Bước 5
Kết thúc phép đo
Hình 2.27: Sơ đồ kết nối thực hiện đo
- Bƣớc 3: thiết lập các tham số đo
Trước khi tiến hành phép đo cần thiết lập các tham số cho máy đo. Việc phân tích tín hiệu điện hay tín hiệu quang về cơ bản các tham số cần thiết lập là giống nhau, chỉ khác nhau về giá trị của từng tham số. Căn cứ vào từng loại tín hiệu cần phân tích mà ta có các giá trị thiết lập sao cho phép đo thực hiện được chính xác nhất.
- Sweeps
Chế độ quét phổ tần số, thông thường có ba chế độ:
+ Chế độ liên tục (Continuous): thực hiện đo và hiển thị kết quả theo thời gian thực
+ Chế độ thực hiện một lần (Single): thực hiện một lần đo và hiển thị kết quả + Chế độ lấy kết quả trung bình của nhiều lần đo (Statistics): thực hiện đo nhiều lần và thống kê để lấy kết quả trung bình. Số lần đo được thiết lập bởi người dùng.
- Averaging
Chế độ lấy trung bình, bao gồm: No, Weak, Average, Strong. Chức năng này có thể giảm mức nhiễu một giá trị tời 5 dB. Khi tín hiệu thu được lấy trung bình, một đồ thị dạng thanh biểu thị trạng thái bậc của trung bình được hiển thị góc dưới bên phải của màn hình.
- Resolution
Độ phân giải của bộ lọc. Đối với mỗi thiết bị đo, độ phân giải là tham số thể hiện sự chính xác của máy đo. Thiết bị có độ phân giải càng cao thì độ chính xác càng lớn. Tùy vào loại tín hiệu phân tích mà đặt độ phân giải phù hợp
- Type
Mỗi tín hiệu cần khảo sát sẽ có một kiểu đo tương ứng phù hợp. Giả sử khi phân tích phổ tín hiệu quang của hệ thốn SDH thì chọn kiểu đo SDH, tương tự chọn kiểu đo WDM cho hệ thống WDM, …
- Channel Detection
Phát hiện kênh, bao gồm các lựa chọn
- Grid:
Nền hiển thị dạng ô lưới để tham chiếu kết quả phép đo.
- Permanent:
Tự động phát hiện kênh. Trong chế độ này, kênh luôn được phát hiện mà không cần đo tham khảo.
- Signal threshold
Ngưỡng phát hiện kênh sử dụng. Để phân biệt giữa nhiễu và kênh truyền tín hiệu. Ta cần thiết lập ngưỡng cho máy đo.
+ Auto: ngưỡng được xác định tự động
+ Manual: ngưỡng được thiết lập bằng phím hướng hoặc Edit key.
- SNR parameters
Để điều chỉnh các tham số này, vào dòng OSNR. Một menu con được hiển thị bao gồm:
+ SNR method: thiết lập con trỏ tham chiếu mức nhiễu được tính (bên trái đỉnh, bên phải đỉnh hoặc cả trái cả phải).
+ S <->N distance khoảng cách giữa đỉnh của kênh và con trỏ tham chiếu mức nhiễu + Auto: khoảng cách được xác định theo khoảng giữa các kênh
+ Khoảng cách giữa các kênh.
+ Noise Acq. Bandwidth: băng thông tham chiếu được sử dụng để đo nhiễu. + Tiêu chuẩn 100 pm.
+ Giá trị nằm giữa 10 pm và 10 000 pm.
- Splitter compensation
Khi phép đo được thực hiện sau một bộ chia tách, cần phải bù suy hao cho bộ chia tách này. Chuyển đến dòng Splitter compensation để vào menu con:
- Gain Tilt và Slope
No/Yes: kích hoạt chức năng đo giá trị tối đa độ lệch (dB) của độ lợi (gain) và độ dốc (dB mỗi nm) của độ lợi và hiển thị trên đồ thị
- Grid
Lựa chọn lưới đồ thị bằng menu con
- Alarm
Kích hoạt các bảo cảnh: 1) Báo cảnh chung
+ Max. variation level : mức ngưỡng chênh lệch công suất cực đại giữa các kênh. Chọn No hoặc thiết lập ngưỡng từ 0.1 đến 60 dB
+ Max. SNR variation: mức ngưỡng chênh lệch SNR cực đại giữa các kênh. Chọn No hoặc thiết lập mức ngưỡng từ 0.1 đến 60 dB
+ Max composite p.: mức ngưỡng công suất tổng hợp tối đa. Chọn No hoặc thiết lập ngưỡng từ -59.9 dBm đến +20 dBm
2) Báo cảnh kênh
+ Maximum drift: dịch chuyển tối đa. chọn Yes/No
+ Min. Level (channel): mức công suất tối thiểu của kênh. Chọn Yes/No + Max. Level (channel): mức công suất tối đa của kênh. Chọn Yes/No + Min. SNR: mức SNR tối thiểu. Chọn Yes/No
+ Channel number: số kênh. Từ «001» đến số kênh tối đa. + Value of channel: Hiển thị bước sóng của kênh được chọn
+ Delta F: Khoảng tần số. Thiết lập từ 0 đến 2 THz (mặc định 2 THz)
+ Min. P: Mức công suất tối thiểu. Thiết lập từ -80 dBm đến +9.9 dBm (dưới mức ngưỡng tối đa)
+ Max. P: Mức công suất tối đa. Thiết lập từ -79.9 dBm đến +10 dBm (trên mức ngưỡng tối thiểu)
+ Min. SNR: Mức ngưỡng SNR tối thiểu. Thiết lập từ 0 đến 50 dB
- Wavelength range
Thiết lập dải bước sóng đo
- Table Notes
Thiết lập các mục trong kết quả hiển thị. Có thể ghi chú cho mỗi kênh.
- Unit
Đơn vị cho trục x có thể chọn: + Tần số THz
+ Bước sóng nm
Bƣớc 4: Thực hiện phân tích phổ tín hiệu
Sau khi thiết lập các tham số cần thiết, ta tiến hành phép đo phân tích phổ tín hiệu. Khởi động phép đo và đợi quá trình đo kết thúc, trên màn hình thiết bị đo sẽ cho biết phổ của tín hiệu cần đo.
Để biết công suất của một dải tần số nào đó, ta thực hiện di chuyển hai con trỏ A và B chặn ở hai đầu dài tần số đó và chọn chức năng hiển thị công suất giữa hai con trỏ (power A-B). Trong trường hợp phân tích phổ tín hiệu quang, khi cần biết công suất quang của từng bước sóng ta di chuyển hai con trỏ sao cho bước sóng cần đo nằm
vừa trong khoảng hai con trỏ. Căn cứ vào độ cao thấp về phổ của từng tần số ta sẽ biết được kênh truyền có cần bằng với từng bước sóng hay không. Có thể sử dụng tính năng tính toán độ dốc (tilt peak to peak) giữa tần số có công suất cao nhất và tần số có công suất thấp nhất để có được hệ số mất cân bằng công suất giữa các kênh.
Phép phân tích phổ còn cho biết giá trị SNR của tín hiệu. Tham số SNR cho biết chất lượng của tín hiệu. Nhiều trường hợp tín hiệu có công suất cao hơn ngưỡng nhậy thu nhưng hệ thống vẫn không họat đông là do SNR thấp quá ngưỡng.
Thiết bị phân tích phổ sử dụng phổ biến ngày nay còn cho phép biết thêm các tham số về độ lệch khỏi tần số trung tâm danh định của tín hiệu, mức nhiễu tín hiệu, lưu file kết quả đo, …
Ngoài hiển thị kết quả dưới dạng đồ thị, thiết bị đo còn có có thể hiển thị dưới dạng bảng thống kê các kết quả. Điều này rất thuận tiện trong việc sao lưu kết quả đo.
- Bƣớc 5: kết thúc phép đo
Các thiết bị phân tích phổ hiện nay đều có bộ nhớ trong để sao lưu kết quả đo phục vụ cho công tác báo cáo, thống kê. Chọn chức năng ghi file, đặt tên cho file cần ghi để sử dụng khi cần thiết.
Sau khi hoàn tất phép đo, tắt nguồn thiết bị đo, để một khoảng thời gian cho thiết bị tỏa nhiệt. ngắt các kết nối giữa thiết bị đo và hệ thống.
CHƢƠNG 3
MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ ĐO