Despre metodele de măsurare a pierderilor în fibra optică
cablu și conectori optici.
In olokonno sistem optic utilizat pentru transmiterea semnalelor de date cu lungimi de undă standard: 850, 1310, 1550, 1650 nm - și două tipuri de bază de fibră optică: un singur modul (SM) secțiune transversală cu un diametru de aproximativ 9,5 nm și multimodală (MM) cu diametre 50 și 62,5 nm.
Valorile tipice pentru pierderea acestor fibre depinde de lungimea de undă a semnalului de test. De exemplu, pentru o fibră monomod - aproximativ 0,35 dB / km la o lungime de undă de 1310 nm. Trebuie spus că pierderile totale admisibile în linie la o lungime de undă de 1310 nm, în medie de 20 dB (atunci când se utilizează convențional sursă optică 1310 nm). Comparând aceste date, se poate concluziona că intervalul maxim al transmisiei semnalului în acest caz este de 57 km. Calculul, desigur, aproximative, din moment ce nu iau în considerare pierderile introduse de celelalte elemente ale unui fibra optica-(conectoare cu fibre optice, îmbinările sudate, etc.).
Dacă sistemul de fibră optică utilizează un semnal cu o lungime de undă de 1550 nm, distanța maximă de transmisie este crescut în medie cu 70%.
Capacitatea de a transmite semnale pe distanțe lungi fără regeneratoarele și amplificatoare este principalul avantaj al sistemelor de fibră optică.
Se arată în Fig. 1 grafice ilustrează răspunsul în frecvență al unui singur mod (a) și multimod (b) din fibre optice, în condiții ideale de propagare. Pierderile suplimentare asociate cu influența diferiților factori: conectori, deteriorarea fizică a fibrei, tensiune, supraîncălzire sau suprarăcirii, fisuri, cot, etc.
Trebuie remarcat faptul că fibrele monomod sunt foarte sensibile la microlipirilor, coturile și alte solicitări mecanice pe fibra, in special la lungimi de undă de 1480 nm. Prin urmare, baza de aluat oricărui sistem de măsurare este de a măsura pierderea la o lungime de undă de 1310 nm.
Sistemul optic de fibre standard este compus dintr-o multitudine de elemente, fiecare din acestea având propriile sale pierderi în ceea ce privește atenuarea totală. Tabelul arată nivelurile aproximative ale pierderilor introduse de elementele sistemelor de fibre optice.
Acestea sunt destul de date condiționale depind de tipul de componente. De exemplu, pierderea de inserție a aceleiași perechi de conectori optici pot diferi în funcție de condițiile externe de utilizare. Pentru a determina atenuarea efectivă în conectori optici, conectoarele metoda de măsurare statistică.
Controlul în toate etapele
Elementul principal al sistemului optic, chiar dacă acesta este un cablu de conectare este un cablu de fibră optică. Trebuie spus că cablurile de fibră optică trebuie să fie mai frecvente și testarea amănunțită decât lor de cupru „verii.“ Măsurarea cu cablul optic pot fi împărțite în trei grupe: măsurătorile efectuate de către producătorul fibrelor optice în timpul fabricației; măsurarea fabricarea cablurilor și a cablului de măsurare în timpul instalării.
De fapt fibră optică, componenta principală a cablului de fibră optică se face prin doar câteva companii din lume, în special, Corning. Draka si Alcatel. mari producători de cabluri de fibre optice doar „Roll“ în teacă de protecție a cablului și pentru a atinge parametri prestabiliți. Conform tehnologiei, acest proces nu este cu mult diferit de producția convențională de cablu „de cupru“. Este în acest fel produce un cablu de fibră optică, producătorul nostru intern de „Odeskabel“.
În producția de fibre de calitate controlate optic și conformitatea cu specificațiile, și anume următorii parametri:
• deschiderea numerică de fibre;
• diametrul miezului fibrei și placarea optică;
• sarcină admisă a diferenței;
• centre de bază de potrivire de fibre optice și de placare, etc.
Producător aceeași testare cablu optic principal prin proprietățile sale mecanice și impactul asupra mediului înconjurător cablu. Caracteristicile mecanice ne permit să se estimeze cât de cablu optic este rezistent la influențe și eforturi externe, precum și unele stres fizic și mecanic poate rezista. Efectul mediului este estimat pentru a schimba parametrii fibrei cu modificări de temperatură sau umiditate.
În timpul instalării cablului de fibră optică este de a testa, dar deja în sistemul optic instalabil.
Măsurarea pierderii de fibre
Există două metode pentru măsurarea pierderilor în cablul de fibră optică: metoda „cut“ și metoda „comparare“.
„Cut“ metodă implică utilizarea unei singure fibre de masurare. În primul rând, puterea semnalului este măsurată în fibra secțiune completă, fibra este apoi măsurată și taie puterea transmisă prin restul segmentelor. Pierderea exprimată în decibeli pe kilometru, definită prin formula IL = (P2 P1) / L. unde P1 (dBm) - citiri obținute în timpul primei măsurători, P2 (dBm) - rezultatul a doua măsurare, L - diferența inițială și finală lungimea cablului în kilometri. Această metodă a găsit aplicarea sa în evaluarea pierderilor în sistemele de cabluri de mare lungime.
Metoda „Comparație“ se bazează pe compararea rezultatelor măsurătorilor puterii optice care trece prin fibra de testare și fibrele cu caracteristici cunoscute. Această metodă este ideală când se măsoară pierderile într-un număr mare de cabluri de fibre optice.
Metode de măsurători în sistemele de fibră optică este definită de standardul internațional 874-1 I UE, Secțiunea 4 - „Măsurarea și metode de testare“.
Un total de 10 definește metodele standard utilizate în sisteme cu fibre optice de măsurare. Ne vom concentra pe două dintre ele:
1. Metoda IEC 874-1 4.4.7.4. Pierderea de inserție (IL) - «măsurarea fluxului de amortizare“.
2. Metoda IEC 874-1 4.4.12. Întoarcere pierdere (RL) - «măsurarea pierderii la semnal de reflecție„.
Înainte de a vorbi despre aceste sisteme de măsurare, este necesar să spunem că ei folosesc trei tipuri de dispozitive de măsurare.
2. optic de ieșire metru semnal (Fig. 4) măsoară puterea optică a semnalului în funcție de lungime de undă.
3. Măsurarea semnalului de retur (RL) - instrument optic destul de complex (Figura 5.), care permite să emită un semnal optic și măsurarea puterii sale pe un port optic, în același timp cu o mare (40 dB) de izolare a emisie și de recepție căi.
Pierderea exprimată în decibeli, sunt măsurate prin formula IL = - 10 log (P 1 / P 0).
Fig. 6 este o diagramă pentru măsurătorile de pierdere în conformitate cu IEC 874-1 4.4.7.4 - pierdere de inserție (IL).
o sursă de semnal optic emite un semnal de frecvență predeterminată și putere. Potrivit diferența de putere optică dintre intrare (sursa) și ieșirea sistemului (Power Meter) estimare a pierderii totale în măsurarea și conectorul principal. Aplicație conector principal cu parametrii cunoscuți permite fixarea fără pierderea conectorul de test cu el. Acest sistem este folosit pentru măsurarea pierderilor în sistemele de fibră optică pentru un singur mod și fibre optice multimod.
Pentru a evalua pierderea în sistemele de fibră optică multimod cu o lungime mică a condiției necesare de cablu optic - pentru a realiza o distribuție modul de echilibru în sistem. În acest scop, sistemul de măsurare prezentat în Fig. 6, include un Corector optic (Modul Scrambler), în cel mai simplu caz reprezentând 10 transformă fibra optică (Fig. 7), cu diametrul de înfășurare de aproximativ 2,5 cm. Trecând prin această zonă, semnalele transmise „ineficiente“ moduri, se pierd în tecii optic . Acest dispozitiv este necesar pentru a compensa erorile de măsurare în sistemele multimod pentru lungimi mici de cablu. De regulă, sursele bazate pe diode emițătoare de lumină (LED-uri) sunt utilizate în sistemele multimod. O astfel de sursă, având o gamă mai largă, emite un flux luminos pentru moduri „utile“ și cele care sunt ineficiente pentru transferul energiei luminii. Energia acestor moduri este rapid absorbit de coajă deja la distanțe mici. Dar, când are o lungime scurtă a conectorului la intrarea wattmetrului primește energia tuturor evenimentelor care introduce o eroare semnificativă de măsurare (până la 40%). Pe o astfel de fibră este declarat a fi „aglomerat“ și nu există nici o distribuție modul de echilibru.
Măsurarea pierderii de reflexie a semnalului optic
Trebuie să spun că până acum am vorbit doar despre pierderea de inserție a sistemului de fibră optică, atunci când semnalul optic trece prin ele. Dar în al doilea rând, nu mai puțin parametru important este pierderea reflexie a semnalului optic (Revenire Pierdere - RL). Această problemă este deosebit de acută atunci când se utilizează transmițătoare cu laser de mare putere (Ultra Stabil DBF Laser -. Laser).
Fig. 8 ilustrează un sistem pentru măsurarea pierderilor de reflexie ale semnalului optic. Așa cum am spus mai înainte, această opțiune este importantă pentru sistemele de mare putere single-mode, cât și transmiterea de semnale care sunt critice pentru întârzierea de propagare a semnalului optic (de exemplu, un sistem de televiziune prin cablu). În unele cazuri, în cazul în care reflexia este mai mare decât este permis, se poate produce deteriorarea emițătorului. La ieșirea elementului utilizat sistem de măsurare oferind 100% energie absorbție opicheskoy. În această calitate, se aplică un gel special. În condiții de laborator, atunci când testarea unui număr mare de conectori, un dispozitiv special - terminatorul optic care oferă o conexiune demontabilă cu conector măsurat. Se presupune că toată producția de energie optică a ajuns sistemul de măsurare este împrăștiată și nu se reflectă. Ie o parte a semnalului optic primit contorul de reflecție poate fi desemnat ca pierderea reflexie a semnalului optic de la conectorul de test.
Vorbind despre testarea sistemelor optice, să nu mai vorbim de un grup de echipamente de măsură ca OTDRs (Fig. 9). Un pas important de testare a unui sistem de fibră optică este o temporizare de măsurare a semnalelor optice din fibra. Această funcție este realizată de către un OTDR (Optical time - Domeniul reflectometru - OTDR). Principiul acestui dispozitiv se bazează pe backscattering semnalului optic pe măsură ce trece prin fibra. Dispozitiv luând semnalul de întoarcere, se bazează pe profilul de timp de monitorizare a distribuției semnalului în linia optică. scanare verticală reflectă puterea semnalului, pe orizontală - intervalele de timp. Atenuarea în fibra este determinată de curba de amplitudine a semnalului, care scade din stânga (de la capătul de intrare al fibrei) la dreapta (la capătul de ieșire al fibrei). Puterea semnalului scade cu distanța. Pe „vârfuri“ separate ale semnalului reflectat este evaluată pe calitatea secționate sau a conectorilor sudate ale liniei optice. Aplicarea principală a OTDRs - evaluarea calității conectorilor și a pierderii pe unitatea de lungime, precum și găsirea locul de defect pe linie. Principalul avantaj pe metru convențional de putere optică OTDR în măsurarea pierderilor în linie - distanța de măsurare mare și au nevoie de acces la un singur capăt al cablului optic.
Trebuie să spun că se ocupă cu articolul, nu toate metodele de măsurare. Sper că, în publicațiile ulterioare au posibilitatea de a ilumina mai bine metodele de măsurare utilizate în sistemele de fibre optice în „câmpul“, cât și în laborator. Cred că vom fi în măsură să „ridicați ușor vălul de secret“ și, de asemenea, pentru a discuta procesul de producție fabrică de conectori optici, metoda de lustruire, de etanșare, etc. - în general, toate acele operațiuni care produc, de exemplu, cu ajutorul unui cablu conector optic înainte de a ajunge în mâinile noastre.
Director al „Optokon Ucraina“
tel. (044) 263-79-18,