ПЕТЕРБУРГСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
(ПГУПС-ЛИИЖТ)
--------------------------------------------------------------------------------------------
Кафедра “Электрическая связь”
ИЗМЕРЕНИЕ ВОЛС МЕТОДОМ ОБРАТНОГО РАССЕЯНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ OTDR
Методические указания к лабораторной работе
по дисциплине “Волоконно-оптические линии связи ”
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2004
Цель работы: изучение метода обратного рассеяния для измерения параметров оптических волокон и контроля их состояния. Изучение структуры, принципов работы и основных параметров оптических рефлектометров. Получение навыков работы с оптическим рефлектометром: снятие и анализ рефлектограмм, измерение параметров оптических волокон, исследование статистических характеристик потерь в сварных соединениях.
Порядок выполнения работы
Ознакомление с теоретическими сведениями о методе обратного рассеяния, принципах работы оптического рефлектометра и его основных характеристиках.
Ознакомление со схемой лабораторной работы и принципами управления оптическим рефлектометром.
Выполнение программы экспериментальных исследований.
Оформление отчета о проведенных исследованиях.
Теоретические сведения
1. Принцип действия импульсного рефлектометра и его функци
Импульсный оптический рефлектометр использующий явление обратного рассеяния в волокне применяется для определения затухания импульса в оптическом волокне обнаружения повреждений и оптимизации соединений.
Оптическая схема типичного импульсного рефлектометра приведена на рис.1
Рис.1.
Работа прибора основана на измерении мощности светового сигнала, рассеянного различными участками волоконно-оптической линии. Световые импульсы относительно большой мощности от встроенного в импульсный оптический рефлектометр источника вводятся в волокно, а высокочувствительный приемник измеряет временную зависимость мощности светового сигнала, возвращающегося из тестируемого волокна обратно в рефлектометр. Временная задержка сигнала равна удвоенному расстоянию до тестируемой области, деленному на групповую скорость света в волокне. Мощность принимаемого сигнала определяется коэффициентом обратного рассеяния, мощностью тестирующего светового импульса, уменьшающейся по мере распространения света вперед, и затуханием рассеянного сигнала на своем пути назад. Следовательно, принимаемая мощность - это функция потерь при проходе импульса до тестируемого участка волокна и обратно и коэффициента обратного рассеяния или отражения.
На участках однородного волокна, для которых вполне оправдано предположение о постоянстве коэффициента обратного рассеяния, импульсный рефлектометр можно использовать для измерения коэффициента затухания волокна и потерь на неоднородностях или элементах линии, а также для определения местоположения обрывов и соединений волокна и места установки разъемов. Кроме того рефлектометр выдает графическое представление состояния тестируемого волокна. У него имеется и еще одно преимущество по сравнению с сочетанием источника света и ваттметра или тестера для определения потерь: при использовании рефлектометра требуется доступ только к одному концу волокна.
Погрешность измерений с помощью рефлектометра в большой степени зависит от коэффициента обратного рассеяния который в свою очередь является функцией внутренних характеристик волокна: коэффициента рассеяния диаметра волокна и числовой апертуры. Для обеспечения точных результатов измерений импульсные рефлектометры должны также подходить к тестируемому волокну и по длине волны и по диаметру сердцевины волокна. Поэтому, у многих оптических рефлектометров имеются модульные источники света позволяющие каждый раз выбирать источник света подходящий для данной конкретной задачи.
В большинстве случаев рефлектометры используются для обнаружения повреждений в кабелях и для оптимизации соединений. Однако они весьма полезны при проверке оптических волокон и поиска в них производственных дефектов.