Работа №2 Измерение вносимых потерь и обратного отражения

Безопасность:

Использование средств измерений, так же процедур не определенных в данном руководстве, может привести к возникновению опасных для здоровья излучений.

Чтобы избежать любых возможностей повреждения глаз, придерживайтесь следующих рекомендаций:

• НЕ смотрите прямо на оптические порты или конец волокна, подключенного к оптическому порту при включении питания, т.к. порты испускают невидимые инфракрасные излучения.

• НЕ осматривайте оптический порт или конец волокна с помощью микроскопа или лупы при включенном приборе, т.к. это может вызвать усиление лазерного излучения до опасного уровня.

• НЕ проводите очистку оптического волокна при включенном приборе.

• СЛЕДИТЕ за тем, чтобы порты и концы подсоединенных волокон были закрыты во время использования прибора.

Цель - разобрать основные методы измерения вносимых потерь и обратного отражения. Самостоятельно провести измерения на тестовой линии, обработать результаты полученных измерений, сделать выводы.

Для измерения затухания в волоконно-оптических линиях используют оптические тестеры, в которых согласованны пары, источник излучения – измеритель оптической мощности. Очевидно, что, осуществляя измерение оптической мощности на входе P1 и выходе P2 ОВ, можно определить его затухание, которое равно в [дБ]

Для однородного волокна можно определить коэффициент затухания – затухание на единицу длины волокна в [дБ/ед. длины]:

которое не зависит от выбранной длины волокна.

В качестве примера рассмотрим измерение затухания оптического волокна с помощью измерителей оптических потерь. При этом, согласно рекомендациям ITU-T G.651, EIA/TIA и ГОСТ 26814-86, следует различать два основных метода измерения затухания – методы разрушающего (обрыва) и неразрушающего (вносимых потерь) измерения.

Измерение затухания методом обрыва

Метод обрыва является наиболее точным из используемых, но требует разрыва волокна, и его использование при инсталляции, техническом обслуживании и в полевых условиях нежелательно, поэтому он применяется только при производстве ОВ. Метод основан на сравнении значений мощности оптического излучения, измеренной на выходе длинного волокна и на входе короткого отрезка волокна, образованного отсечением части длины (около 2 м) со стороны источника. При этом необходимым условием измерения является постоянство мощности и неизменность модового состава вводимого в волокно оптического излучения, чтобы избежать ввода мощности в переходные моды высшего порядка. Если это соблюдается, то будут измерены затухания отдельных участков, которые линейно суммируются и при неизменном распределении мощности называются распределениями в установившемся состоянии.

Для обеспечения таких условий ввода существуют два метода, использующие фильтр мод и оптическую систему, которые при грамотном применении дают близкие результаты.

В первом случае в качестве фильтра мод используется либо волокно того же типа, но достаточно большой длины, порядка 1 км, либо несколько (3-5) витков ОВ, намотанного с небольшим натяжением на стержень диаметром 15-40 мм и длиной около 20 мм, выбираемым в зависимости от типа волокна и его оболочки.

Во втором случае световым потоком, формируемым по законам геометрической оптики, заполняют 70% диаметра сердечника и столько же цифровой апертуры измеряемого волокна. Это максимальное распределение мощности, при котором отсутствует ввод мощности в быстро затухающие моды. Так, для градиентного многомодового волокна 50/125 мкм с числовой апертурой 0,2 такие условия ввода соответствуют диаметру однородного пятна 26 мкм при числовой апертуре 0,11.

Не менее важным является выбор источника излучения. Он должен быть высоко стабилен как по интенсивности, так и длине волны излучения, а ширина спектра (измеренная на уровне 50% интенсивности) должна быть уже спектральной характеристики затухания волокна.

Другим важным условием является обеспечение вывода мод оболочки, так, чтобы ни одна из мод излучения, распространяющаяся по оболочке, не могла быть обнаружена при короткой длине волокна. Для этого часто используется иммерсионная жидкость, показатель преломления которой равен или больше показателя преломления оболочки.

При использовании измерителей потерь эти условия обычно соблюдаются, на практике же следует обращать внимание на то, чтобы торцевые поверхности ОВ были перпендикулярны к их осям и не имели сколов и повреждений, препятствующих прохождению оптического излучения. Процесс измерения в этом случае заключается в следующем:

Подготовка. Присоедините выход тестируемого волокна к источнику излучения

Первое измерение. Присоедините выход измеряемого волокна к измерителю мощности, включите источник и зафиксируйте показания измерителя, например, – 21,2 дБм, выключите источник

Второе измерение. Произведите скол волокна на расстоянии около 2 м от источника и зафиксируйте торец волокна на входе измерителя мощности, включите источник и снимите показания измерителя мощности, например, -20 дБм

Определение потерь. Разность между эталонным и измеренным уровнями и даст потери ОВ, -20,0 дБм – (-21,2 дБм) = 1,2 дБм

Если необходимо определить затухание всей линии, последнее значение необходимо поделить на длину волокна.