3.4.3 Измерение импульсами различной длительности
Длительность импульсов определяет величину сигнала обратного рэлеевского рассеяния света в волокне и ширину мертвой зоны в начале рефлектограммы. При большой длительности импульса (1 мкс) сигнал обратного рэлеевского рассеяния заметно превосходит уровень шумов в конце рефлектограммы, но при этом мертвая зона делает недоступным для измерения большой участок в начале волокна. При уменьшении длительности импульса ширина мертвой зоны также уменьшается, но при этом уровень сигнала обратного рэлеевского рассеяния также уменьшается и вклад шумов может уже стать заметным. Увеличение длительности импульсов позволяет увеличить динамический диапазон, поэтому измерение импульсами большой длительности используется при измерении лини большой протяженности, а малой при необходимости идентификации близко расположенных неоднородностей. На рисунке 3.7 приведены рефлектограммы, полученные при измерениях на длительности импульса 10 нс, 30нм, 90 нс, 3000 нс. Измерения проводились на длине волны 1550 нм, количество усреднений –4096х4.
τ=10нс
τ=30нс
τ=3000нс
τ=90нс
Рисунок 3.7 – Измерение импульсами различной длительности
Импульсу большей мощности соответствует и более высокий уровень сигнала. Чем меньше длительность импульса, тем сильнее влияние шумов электрической схемы рефлектометра. Особенно это важно при измерении линий большой протяженности (>20 км). На рисунке 3.8 приведены рефлектограммы, полученные в результате измерений ВОЛС протяженностью 25 км с длительностью импульсов 10 нс, 90 нс и 3000 нс. В одинаковом масштабе показаны участки рефлектограммы в начале линии (а) и в конце (б). При измерении с длительностью импульса 10 нс колебания значений между соседними точками в конце линии составляют до 0,2 дБ, что превышает потери даже в сварном соединении. На таком участке определение параметров волокна является затруднительным.
τ=3000нс
τ=90нс
τ=10нс
τ=3000нс
τ=10нс
τ=90нс
Рисунок 3.8 – Влияние шумов на рефлектограмму а) в начале линии (3,2 – 4,1 км); б) в конце линии (23,8 – 24,7 км)
С другой стороны, как уже было сказано, при увеличении длительности импульса происходит и увеличение мертвой зоны. При длительности импульса 3000нс из-за мертвой зоны, соответствущей френелевскому отражению от разъемного соединения, на участке протяженностью около 300 м невозможно определить параметры оптического волокна, будь то разъемное или неразъемное соединение, изгиб или трещина волокна. Подробнее об этом будет сказано в следующем разделе.
Кроме того происходит увеличение мертвой зоны неразъемного соединения, из-за чего становится невозможным контролировать затухание в близкорасположенных неразъемных соединениях. На рисунке 3.9 приведены результаты измерения неразъемного соединения при длительности импульсов 10 нс и 3000 нс. Как видно из рисунка 3.9, б при измерении на длительности импульса 3000 нс два близкорасположенных неразъемных соединения становятся неразличимыми.
τ=10нс
τ=3000нс
τ=3000нс
τ=10нс
а) б)
Рисунок 3.9 – Измерение потерь в неразъемном соединении а) уширение участка, соответствующего сварному соединению: б) два соседних неразъемных соединения становятся неразличимыми