4 Практическое участие в монтаже и наладке оборудования

При прохождении практики практически ежедневно мы проводили различные измерения. Приведем принцип проведения некоторых из них.

Измерение затухания методом вносимых потерь

Метод вносимых потерь не требует разрыва волокна и поэтому обычно используется в полевых условиях. Согласно методу, вначале производится измерение оптической мощности на выходах источника оптического излучения и эталонного волокна, а затем оно повторяется с добавлением измеряемого волокна. Разница между этими двумя измерениями дает потери волокна. При этом условия ввода должны быть одинаковыми как для эталонного, так и измеряемого волокон и должны быть аналогичными условиям ввода при методе обрыва, а эталонное волокно может быть того же типа, что и испытуемое. Кроме этого, этот метод требует качественного соединения волокна с волокном, чтобы свести до минимума потери, вносимые данным соединением, и обеспечить достоверные результаты. Процесс измерения в этом случае включает:

• Калибровка. Присоедините измеритель мощности к источнику оптического излучения посредством эталонного волокна длиной не более 2 м, что позволяет пренебречь его затуханием, и зафиксируйте уровень мощности, отображаемый измерителем, например, -20 дБм.

• Измерения. Подсоедините измеряемое волокно вместо эталонного, отрегулируйте соединение по максимальному уровню оптической мощности и зафиксируйте это значение, например, -21,2 дБм.

• Определение потерь. Потери ОВ равны разнице между эталонным и измеряемым уровнями: -20,0 дБм – (-21,2 дБм) = 1,2 дБм.

Если потерями эталонного волокна нельзя пренебречь, их следует прибавить к значению, определенному на шаге 2, а для определения затухания всего волокна полученное значение потерь нужно разделить на его длину.

Измерение затухания на двух длинах волн

Способ измерения оптической мощности в широком спектральном диапазоне с использованием двух длин волн, например, 1310 и 1550 нм основан на усреднении результатов измерений полученных при двух направлениях распространения света в оптическом волокне. Обычно такая процедура измерений (зависящая от конкретного измерительного прибора) включает:

• Инициализацию. Выберите источник излучения (лазер) 1310 нм, настройте новый эталонный уровень 0 дБ для 1310 нм. Повторите то же самое с источником 1550 нм. Этот этап позволяет сохранить в энергонезависимой памяти (ниже – память) прибора эталонные уровни, равные 0 дБ для обеих длин волн.

• Измерение потерь на длине волны 1310 нм. Присоедините источник и оптический приемный модуль (ОПМ) к тестируемому волокну, определите на ОПМ значение потерь в дБ при 1310 нм и зафиксируйте его в памяти. Поменяйте местами источник и ОПМ, повторите измерения и зафиксируйте их в памяти.

• Измерение потерь на длине волны 1550 нм. Проведите аналогичные п.2 измерения для длины волны 1550 нм и зафиксируйте результаты в памяти.

На этом процесс измерений завершается, а эталонные уровни 0 дБ для 1310 нм и 1550 нм сохраняются в памяти до следующего измерения. Совокупность измеритель мощности – лазерный источник (определяемая как измеритель потерь) позволяет определить целостность волокна и его ослабление, а выполнение измерений в обоих направлениях с получением результата в виде среднего значения позволяет повысить точность измерения.

В случае лабораторных измерений, где оба конца волокна находятся в одном месте, повторяемость измерения мощности превышает 0,1 дБ, а при измерениях, проводимых в полевых условиях, с учетом имеющих место сложностей из-за удаленного расположения концов волокна, отклонения при использовании источника калибровки, как правило, составляют порядка ±0,2 дБ.

Измерение приращения затухания при воздействии внешних факторов

Данное измерение обычно проводится при производстве ВОК или в случае возникновения сбоев при инсталляции, или эксплуатации ВОЛС, чтобы удостовериться, что они не вызваны приращением затухания от воздействия внешних факторов. Кроме этого эти измерения могут проводиться и в исследовательских целях. Приращения затухания ВОК может возникнуть от таких внешних воздействий, как растяжение и изгиб, изменение температуры окружающей среды и других.

Измерения проводят при расположении волокна в устройстве, создающем необходимые внешние воздействия, в следующей последовательности:

• Регистрируют мощность оптического излучения на выходе волокна измеряемого ВОК до внешнего воздействия;

• Дискретно, с необходимым шагом изменения, увеличивают внешний воздействующий фактор и фиксируют показания измерителя мощности на выходе волокна;

• На каждом шаге изменения выдерживают ВОК под действием внешнего фактора в течение времени, установленного соответствующим стандартом или ТУ, определяют изменение мощности оптического излучения в зависимости от внешнего воздействия;

• Прерывают внешнее воздействие и определяют значение мощности оптического излучения на выходе волокна непосредственно после его воздействия, а также через заданное время;

Измерение вносимых потерь

Вносимые потери представляют собой оптическое затухание, вызванное вводом оптического элемента в оптическую систему. Эти потери непосредственно влияют на энергетический бюджет ВОСП. Одним из видов вносимых потерь, с которым мы уже сталкивались, – затухание ОВ. Другими, не менее важными, являются вносимые потери таких оптических элементов, как коннекторы, аттенюаторы, фильтры, ответвители и мультиплексоры. Следует отметить, что принципы, положенные в основу данного вида измерений, могут быть использованы и для измерений возвратных потерь.

Общий метод измерения вносимых потерь оптических элементов

Процесс измерения вносимых потерь включает два последовательно выполняемых этапа. На первом – проводится калибровка, т. е. измеряется эталонная мощность, или мощность на входе тестируемого элемента. На втором – в разрыв соединения вводится тестируемый элемент и измеряется мощность на его выходе. Величину ослабления проходящего через элемент оптического излучения (т.е. вносимые им потери) определяют как отношение измеренных значений мощности, выраженное в дБ.

Нужно учитывать, что разные типы элементов отличаются типом оптических входов и выходов (оптическими портами), требующим в ряде случаев использовать различные методы измерений. Как правило, порты оптических элементов представляют собой два оконцованных коннектором оптоволоконных шнура. Однако существует множество других типов портов, из которых в настоящее время наиболее распространены порты со шнурами с оголенным волокном и прикрепленные к корпусу элемента фланцевые коннекторы. Помимо конструктивных особенностей, оптические элементы отличаются и размерами оптических портов, которые варьируются от относительно больших размеров, порядка нескольких мм, до портов интегральных оптических элементов, составляющих несколько мкм.