- •Введение
- •Цель и задачи магистерской диссертации
- •1 Обзор литературы
- •2 Теоретическая часть
- •2.1 Общие сведения о волс
- •2.1.1 Преимущества и недостатки волс
- •2.1.2 Основные компоненты волс
- •2.1.3 Распространение световых лучей в оптических волокнах
- •2.1.4 Типы оптических волокон
- •2.1.5 Затухание оптического волокна
- •2.1.6 Дисперсия
- •2.1.7 Конструкция волоконно-оптических кабелей связи.
- •2.2 Измерение параметров волоконно-оптических линий связи
- •2.2.1 Основные задачи тестирования оптического волокна
- •2.2.2 Измерения волс с помощью оптических тестеров
- •2.2.3. Измерение волс с помощью оптических рефлектометров
- •2.2.3.1 Оптические рефлектометры
- •Рэлеевские центры
- •2.2.3.2. Конструкция оптического рефлектометра
- •2.2.3.3 Принцип работы оптического рефлектометра
- •2.2.3.4 Типы оптических рефлетометров
- •2.2.3.5 Назначение оптических рефлектометров
- •2.2.3.6 Основные характеристики оптического рефлектометра
- •2.2.3.7 Параметры измерений оптических волокон
- •2.2.3.8 Расшифровка и анализ рефлектограммы волокна
- •3 Научно-исследовательская часть
- •3.1 Исследование причин повреждений волоконно-оптических кабелей связи
- •3.2 Сравнение качественных характеристик линий связи, организованных по металлическим и волоконно-оптическим кабелям
- •3.3 Исследование воздействий электромагнитных полей на подземные волоконно-оптические кабели связи
- •3.4 Особенности измерений волоконно-оптических линий связи
- •3.4.1 Описание измерительного прибора
- •3.4.2 Измерение на различных длинах волн
- •3.4.3 Измерение импульсами различной длительности
- •3.4.4 Измерение с различным количеством усреднений
- •3.4.5 Проблемы‚ возникающие при измерениях оптических волокон
- •3.5 Анализ факторов, оказывающих влияние на мертвые зоны рефлектограмм оптических волокон
- •3.6 Корреляционный анализ рефлектограмм оптических волокон
- •3.7 Разработка метода обнаружения мест возможных повреждений в волоконно-оптическом кабеле путем суммирования рефлектограмм
- •Рисунк 3.29 – Общая рефлектограмама исследуемых волокон при измерении рефлетометром мтр9000 (длительность импульса 90 нс, разрешение 1 м)
- •Заключение
- •Библиографический список
2.2.3.5 Назначение оптических рефлектометров
Каждый тип неоднородности (сварное соединение волокон, трещина, оптический разъем и т. д.) имеет свой характерный образ на дисплее OTDR, и может быть легко идентифицирован оператором. В автоматическом режиме OTDR сам определяет тип неоднородности, рассчитывает потери на участках линии, коэффициенты отражения от неоднородностей и т. д.
Так, например, отражающие неоднородности (разъемные соединения волокон, трещины, торец волокна) проявляются на рефлектограмме в виде узких пиков, а неотражающие неоднородности (сварные соединения и изогнутые участки волокон) – в виде изгибов в рефлектограмме. Участки рефлектограммы, расположенные между неоднородностями, имеют вид прямых линий с отрицательным наклоном. Угол наклона этих прямых прямо пропорционален величине потерь в волокне.
Важным достоинством рефлектометрических измерений является то, что в них измерительный прибор подключается только к одному концу линии. Так как типичная длина регенерационного участка в магистральной линии передачи составляет около 100 км (с оптическими усилителями ~ 1000 км), то ясно, что подключать измерительную аппаратуру только к одному концу такой линии значительно проще.
После того, как линия смонтирована, измеряются потери во всех соединениях волокон и расстояния до них. При этом фиксируется рефлектограмма всего регенерационного участка линии со всеми её особенностями, указывающими местоположение сварных соединений волокон и величину потерь в них. Эта рефлектограмма используется для географической привязки к местности и в дальнейшем служит для контроля деградации линии в процессе её старения.
Разрушение волокон в оптических кабелях происходит в основном из-за натяжения волокон и проникновения в кабель воды. Избыточные натяжения волокон могут возникнуть как из-за нарушений технологии изготовления кабеля на заводе, так и при деформации кабелей подвешенных на линиях электропередачи или уложенных грунт подверженный мерзлотным деформациям, землетрясениям и т.д. Однако с помощью OTDR нельзя измерить натяжение волокон в оптических кабелях. Для этого необходим значительно более дорогой и сложный бриллюэновский рефлектометр (BOTDR).
Многие оптические кабели в линиях передачи содержат запасные (темные) волокна. Потери в темных волокнах можно контролировать с помощью рефлектометра обычным способом, подключившись к одному концу темного волокна, в то время как передача трафика осуществляется по соседним (активным) волокнам. При этом измерения можно проводить на тех же длинах волн, на которых обычно ведется передача трафика. Эффективность такого способа обусловлена тем, что, как показывает практика, в большинстве случаев повреждение кабеля нарушает работу одновременно всех волокон. Для повышения надежности линии передачи необходимо проводить тестирование активных волокон. Тестирование активных волокон обычно проводится на более длинных волнах, так как в изогнутом волокне потери быстро возрастают при увеличении длины волны.