Измерители затухания в оптическом кабеле
Тестер ОТ-2-1
Тестер FOT-920 MaxTester
ОПТИЧЕСКИЙ ТЕСТЕР Люкс SM
Диапазон измерений оптической мощности -70 ... +6 дБм ,
Погрешность измерения затухания
не более 0,1 дБ,
Длина волны излучения 1310/1550 нм,
Ширина спектра излучения не более 20нм,
Уровень оптической мощности источников 1 дБм,
Тип оптического волокна SM,
Относительная нестабильность за 4 часа
не более 0,3
12. Метод обратного рассеяния
12.1 Назначение и область применения
В соответствии с рекомендациями МСЭ-Т G.651 и G.652,
ГОСТ 26814-86 («Кабели оптические, Методы измерения параметров») метод обратного рассеяния является вторым альтернативным методом, который предлагается для измерений затуханий ОВ. Он предназначен для:
- контроля состояния оптических волокон, выявления, определения характера и поиска дефектов ОВ;
измерения затухания ОВ на строительных длинах оптических кабелей;
на отдельных участках ВОЛП;
на длине регенерационного участка (РУ);
на стыках ОВ;
- измерения коэффициента затухания ОВ;
- измерения расстояний до мест соединений ОВ и оценки качества стыков;
- измерения характеристики обратного рассеяния ОВ и привязки ее к трассе прокладки ОК при паспортизации РУ ВОЛП.
Метод применяется на всех этапах строительства и эксплуатации ВОЛП. В частности, при входном контроле строительных длин ОК, в процессе монтажа муфт ОК, при приемо-сдаточных измерениях и паспортизации РУ. А также для непрерывного контроля состояния ОВ в процессе эксплуатации ВОЛП, при выполнении аварийных измерений, для поиска мест повреждений ОК и т.п.
Оптические рефлектометры, реализующие метод обратного рассеяния, являются основными средствами измерении, применяемыми при строительстве и эксплуатации ВОЛП.
12.2 Основные положения
При распространении
по ОВ оптического излучения из-за
флюктуации показателя преломления
возникает поток рассеяния, мощность
которого пропорциональна отношению
.
Это явление, получившее название Рэлеевского рассеяния и лежит в основе рассматриваемого метода измерений характеристик ОВ, получившего название метода обратного рассеяния /1, 5, 12/. Часть потока рассеяния излучается в оболочку и там затухает, часть распространяется вперед вместе с основным потоком, а часть - в сторону ближнего конца по направлению к источнику изучения, образуя поток обратною рассеяния.
Мощность обратно рассеянного оптического потока PS(t), измеренная в точке ввода оптических зондирующих импульсов в волокно с некоторой задержкой t относительно момента посылки зондирующею импульса, определяется мощностью обратного рассеяния в точке кабеля, расположенной на расстоянии от места измерения равном
,
где:
V - групповая скорость распространения оптическою импульса, которую можно полагать равной
,
где:
c - скорость света.
n - групповой показатель преломления сердцевины ОВ.
В первом приближении она равна
где:
P0, t - максимальное значение и длительность зондирующего импульса оптической мощности в точке ввода;
аd - параметр Рэлеевского рассеяния, равный отношению мощности рассеянной в некоторой точке оптического волокна к падающей оптической мощности в эту же точку;
S - параметр обратного Рэлеевского рассеяния, равный отношению обратно рассеянной мощности в некоторой точке оптического волокна ко всей рассеянной мощности в этой точке;
- коэффициент затухания оптического волокна [дБ/км].
Из данного выражения следует, что мощность потока обратного рассеяния прямо пропорциональна параметрам зондирующего импульса на входе оптического волокна Р0 и t, параметрам оптического волокна ad и S, и экспоненциально зависит от затухания и групповой скорости оптического волокна. Причем групповая скорость в свою очередь обратно пропорциональна групповому показателю преломления оптическою волокна.
Параметр K = 0,5 S аd V иногда называют коэффициентом обратного рассеяния /1,2,7/.
Тогда
Отсюда следует, что зависимость уровня мощности обратного рассеяния от времени – линейная
и разность уровней обратнорассеянной мощности измеренных на ближнем конце в моменты времени t1 и t2, есть затухание волокна на соответствующем участке линии
где
,
Из-за флюктуации показателя преломления, конструктивных характеристик оптическою волокна коэффициент обратного рассеяния изменяется вдоль волокна случайным образом. Другими словами на однородных участках оптическое волокно является квазирегулярным и реальная зависимость рS(t) флюктуирует около некоторой прямой, тангенс угла наклона которой к оси абсцисс равен коэффициенту затухания волокна.
При наличии в оптическом волокне неоднородностей-включений, на которых характеристики среды распространения, в частности показатель преломления, существенно отличаются от их средних значений для данного волокна, образуется поток Френелевского отражения. Измеренная на ближнем конце мощность PF(ti) оптического излучения, отраженного в некоторой точке хi, равна
для
и
для
где:
;
- расстояние до
неоднородности;
коэффициент отражения.
В первом приближении мощность потока Френелевского отражения на ближнем конце можно рассматривать как сумму
где:
т - количество неоднородностей на участке.
Коэффициент отражения как правило на несколько порядков превышает коэффициент обратного рассеяния.
Соответственно в моменты времени
мощность обратнорассеянного потока пренебрежимо мала по сравнению с мощностью потока отражения.
Очевидно, что, измеряя мощность обратного потока оптического излучения, поступающего на ближний конец волокна и анализируя ее изменения, можно получить оценки параметров исследуемой линии связи. На этом и основан метод обратного рассеяния.
Измерения характеристик оптических волокон методом обратного рассеяния являются косвенными. Искомые величина находят в результате математической обработки результатов измерения мощности обратного потока оптического изучения. Причем характеристики распространения оптического сигнала в прямом направлении определяют по изменениям мощности излучения распространяющегося в обратном направлении, полагая при этом, что параметры оптических волокон в прямом и обратном направлении идентичны. Последнее условие выполняется с определенной погрешностью.
В общем случае измеряемую на ближнем конце оптического волокна мощность обратного потока можно представить в виде суммы мощностей обратнорассеянного потока, отраженного потока и мощности помехи
Мощность помехи есть случайная функция, обусловленная совокупностью факторов. Ряд составляющих помехи не зависят от уровня мощности передаваемого оптического сигнала. Это тепловые шумы фотоприемника, собственные шумы лазера. Другие составляющие, такие как дробовой шум фотоприемника, модовый шум, шумы, обусловленные взаимодействием лазера с нерегулярным волокном, и т.п., связаны с ним. Результирующая мощность помех соизмерима с мощностью обратнорассеянного потока. Это величины одного порядка. Поэтому одна из основных проблем реализации метода обратного рассеяния - выделение полезного сигнала на фоне высокого уровня помех.
Известны частотные и временные способы реализации метода обратного рассеяния. На практике наиболее широкое применение нашли оптические рефлектометры, работающие во временной области - OTDR (Optical Time Domain Reflectometer).
Где:
1 - генератор зондирующих импульсов (ГИ);
2 - источник оптического излучения (лазерный диод - ЛД);
3 - оптический разветвитель – ОР;
4 - исследуемое оптическое волокно - ОВ;
5 - фотоприемное устройство (ФП);
6 - блок управления и математической обработки - БУМО;
7 - устройство отображения - (УО).
Вырабатываемые ГИ импульсы преобразуются в ЛД путем модуляции оптической несущей по интенсивности в зондирующие оптические импульсы, которые поступают через ОР в исследуемое волокно. Поток обратного рассеяния, возбуждаемый при распространении зондирующих импульсов в оптическом волокне, через оптический разветвитель поступает на вход чувствительного ФП, где преобразуется в электрический сигнал, который, после специальной обработки в БУМО, подается в канал вертикального отклонения УО, вызывая соответствующие изменения характеристики по вертикальной оси Y. Вертикальная ось градуируется в дБ.
Отклонение по горизонтальной оси Х происходит под действием пилообразного напряжения развертки, которая запускается импульсами ГИ. В результате этого абсцисса характеристики прямо пропорциональна времени запаздывания сигнала t. Поскольку групповой показатель преломления сердцевины, а соответственно и групповая скорость распространения оптического сигнала в волокне известны, горизонтальная ось градуируется в единицах длины.
БУМО согласовывает работу ГИ и УО, синхронизируя запуск генератора развертки импульсами ГИ, и создает возможность наблюдения характеристики обратного рассеяния или полностью, или по частям. Обеспечивает регистрацию и занесение в память реализации зависимостей от времени мощности обратного рассеяния и их усреднение. А также осуществляет управление работой рефлектометра по заданной программе, обработку данных, выполняет ряд сервисных функций.
При данном способе энергия принимаемого сигнала ограничена энергией зондирующего импульса, которая пропорциональна его максимальному значению и длительности. Это вынуждает в процессе работы искать компромисс между динамическим диапазоном, определяющим дальность действия, и разрешающей способностью, обеспечивающий оптимальное решение для условий измерения. Вместе с тем он позволяет получать приемлемые результаты с удовлетворительным быстродействием, что и обеспечило широкое внедрение реализующих его средств измерений. На сетях связи в основном нашли применение только оптические рефлектометры, работающие во временной области.
Универсальная измерительная платформа FTB 400 производства фирмы EXFO.
|
Отечественный рефлектометр ОР-2, у которого нет встроенного компьютера для обработки результатов измерений и построения рефлектограмм.
|
|
|
Функциональность прибора может быть расширена измерителем мощности с возможностями для измерения возвратных потерь, а также дополнительным источником света и визуальным дефектоскопом.
|
FOD - 7302
Рабочие длины волн 1310, 1550 нм. Диапазон измерения расстояний 0,25; 0,5; 1; 2; 4; 8; 16; 32; 64; 128; 256 км. Динамический диапазон не менее 26дБ при 10 мкс и 3 мин. Количество рефлектограмм в памяти более 1000. Разрешающая способность 0,25 м, при трассе менее 4 км. Мертвая зона по затуханию 8м
|
|
Гамма Лайт
Облегченная версия оптического рефлектометра для ВОЛС в широкополосных и городских сетях связи, в сетях доступа и FTTH («волокно в дом») Динамический диапазон 26 дБ. Длина волны 1310/1550 нм. Цветной дисплей 640х480; Связь с компьютером USB-порт; Карта памяти 1 Гб
|
|
|
AQ7140D/B |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Описание |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Автоматический рефлектометр AQ7140 - это портативная измерительная система, обеспечивающая прецизионное измерение и документацию всех параметров оптической линии. Несмотря на то что AQ7140 является прибором не последнего поколения, исключительная надежность, хорошие оптические характеристики и уникальные ценовые предложения от ТКС делают этот прибор крайне привлекательным. Сотни таких приборов многие годы продолжают успешно работать по всему миру. AQ7140 прекрасно подходит для использования на магистральных оптических линиях, а также при производстве оптических кабелей. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Основные характеристики |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Технические характеристики |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Примечания: |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AQ7250 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Описание |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Развитие оптической связи расширяет диапазон требований к рефлектометрам, но новый AQ7250 удовлетворяет им полностью. Улучшенные оптические характеристики прибора дают возможность измерять отражения от концов трехметрового оптического шнура и в то же время проверять двухсоткилометровые линии связи. Модульная конструкция позволяет не только заменять одномодовые и многомодовый блоки, но и включать в состав прибора принтер, блок измерителя оптической мощности и источник видимого света, а также переключатель оптических каналов, облегчающий работу с ленточным кабелем. Возможность работы в составе автоматизированных комплексов обеспечивается в AQ7250 встроенной поддержкой стандартных терминальных программ при соединении с компьютером через серийный порт. Вставив дополнительный блок, можно также использовать GPIB интерфейс. AQ7250 легче и компактнее своих предшественников и превосходит их в удобстве эксплуатации. Модель стандартной комплектации включает в себя большой цветной дисплей, жесткий диск, дисковод для гибких дисков и переходник для клавиатуры и мыши. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Основные характеристики |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Встраиваемые сменные модули |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Спецификации |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Основной блок |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Оптические модули |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AQ7220B |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Описание |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AQ7220B - современный мини-рефлектометр со сменными оптическими блоками и автономным питанием, разработанный после многолетних испытаний рефлектометров в полевых условиях. Имея малый вес, габариты и невысокую стоимость, мини-рефлектометр AQ7220B не уступает по своим характеристикам большинству полномасштабных рефлектометров. Мини-рефлектометр AQ7220B предназначен для контрольно-измерительных работ при монтаже, ремонте и аттестации волоконно-оптических линий связи. AQ7220B может использоваться и как персональный компьютер, работающий под DOS и WINDOWS. Мини-рефлектометр имеет русифицированное меню экранных команд и поставляется с описанием на русском языке. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Основные характеристики |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Технические характеристики |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Примечания: |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AQ7210 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Описание |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Современный автоматический рефлектометр AQ7210 - это портативная измерительная система, обеспечивающая прецизионное измерение параметров оптического кабеля. AQ7210 разработан в 1995 году на основе предыдущих моделей AQ7140 и AQ7110, которые прекрасно зарекомендовали себя в Российских условиях. Рефлектометр AQ7210 имеет большую скорость усреднения, расширенные динамический диапазон и диапазон измеряемых длин, автоматический поиск дефектов и предустановку параметров измерений. Рефлектометр может работать в режиме персонального компьютера под DOS и WINDOWS, в том числе в составе сетевых контрольно-измерительных комплексов. Он идеален для использования на магистральных оптических линиях, а также при производстве оптических кабелей. Рефлектометр имеет русифицированное меню экранных команд и поставляется с описанием на русском языке. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Основные характеристики |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Технические характеристики |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Примечания: |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Динамический диапазон до 38 дБ;
Линейность ±0.03 дБ/дБ ;
Длины волн 1310/1490/1550 нм;
Мертвая зона по затуханиям начинается с 4 м ;
Мертвая зона по событиям 1м ;
Оснащен сенсорным экраном и кнопками быстрого доступа ;
Видеомикроскоп для проверки коннекторов.
Динамический диапазон 38 дБ;
Дальность использования
0,5; 1; 2,5; 5; 10; 25; 50; 100; 200 км;
Длины волн 1310/1550/1650 нм;
Мертвая зона обратного рассеянного света 7,5 ... 11 м;
Мертвая зона(отражение Френеля) <1м
Возможность включения опций 10/100/1000 Ethernet
и тестирования компонентов системы.