3.7 Разработка метода обнаружения мест возможных повреждений в волоконно-оптическом кабеле путем суммирования рефлектограмм

Для решения поставленной задачи были проведены измерения одной и той же линии различными приборами МТР9000 и МТР6000. Для исследования было выбрано 8 оптических волокон. На рисунках 3.29 и 3.30 приведены результирующие рефлектограммы, полученные в результате измерений обоими приборами на длине волны 1310 нм.

Рисунк 3.29 – Общая рефлектограмама исследуемых волокон при измерении рефлетометром мтр9000 (длительность импульса 90 нс, разрешение 1 м)

Рисунок 3.30 – Общая рефлектограмама исследуемых волокон при измерении рефлетометром МТР60700 (длительность импульса 100 нс, разрешение 0,32 м)

Рефлектограмма, полученная прибором МТР 6000 выглядит более «зашумленной»,так как данный прибор имеет большую разрешающую способность, кроме того данный прибор имеет более широкую полосу пропускания, вследствие чего уменьшается ширина мертвой зоны . Оба графика позволяют обнаружить месторасположение 2-х существующих муфт. Разница в начальном уровне объясняется использованием разных компенсационных катушек. Кроме того на измерениях с помощью прибора МТР9000 было обнаружена отражающая неоднородность. Дальнейший анализ показал, что данное событие является ошибкой, возникающей при большом уровне отраженного сигнала, из-за переотражений импульсов света в волокне. В данном случае отражающей неоднородностью является оптический разъем компенсационной катушки. Длина катушки приблизительно 1,023 км, расстояние до события примерно 2,046 км.

К сварным оптическим соединениям предъявляются довольно жесткие требования (Таблица 3.9) [15].

Таблица 3.9 – Нормы на неразъемные соединения

Длина волны, мкм	Потери, дБ, не более
	Для магистральных и внутризоновых линий
1,55	0,15
1,31	0,05 (допускается 0,15)
	Для местных линий
1,55	0,2
1,31	0,3

Однако современные устройства для сращивания волокон при использовании кабеля одной марки позволяют производить сварные соединения с очень малыми потерями.

На рисунке 3.31 более подробно представлены на одном поле в одинаковом масштабе результаты сложения рефлектограмм для разного количества (n) рефлектограмм кабеля. Для удобства представления рефлектограммы сдвинуты по оси Y друг к другу.

1 – n = 1, 2 – n = 2, 3 – n = 4, 4 – n = 6

Рисунок 3.31 – Результирующая рефлектограмма при различном количестве слагаемых

Далее проведем сравнение рефлектограмм, полученных с помощью прибора МТР9000 при измерении линии с обеих сторон (длина волны – 1550 нм, длительность импульса 90н с). Проведем суммирование точек также нескольких(8) рефлектограмм, результат предствален на рисунках 3.32, 3.33.

Рисунок 3.32 – Результат измерений со стороны А

Рисунок 3.33 – Результат измерений со стороны Б

При анализе обнаружилось ,что при измерениях со стороны Б в одной из муфт обнаруживается усиление, что четко прослеживается при совмещении

рефлектограмм (рисунок 3.34). Данная функция для отдельных рефлектограмм реализована в некоторых моделях рефлектометров.

Рисунок 3.34 – Двусторонний анализ рефлектограмм путем совмещения

Были проанализированы рефлектограммы, в результате чего на некоторых рефлектограммах была обнаружено так называемое «ложное усиление» в месте соединения волокон. Подробно данное явление рассмотренов в разделе 3.1.

Теоретически может возникнуть ситуация, когда в некоторых волокнах в месте сварного соединения наблюдается усиление сигнала, а в других затухание за счет изгиба волокна в муфте. В результате при сложении рефлектограмм при измерении с одной из сторон местоположение неоднородности может не обнаружиться.

Для решения данной проблемы потребовалось провести анализ полученных числовых данных, сходный с автоматическим анализом, реализованным во всех моделях современных рефлектометров.

Для анализа рефлектограммы был предложен следующий метод:

– с помощью программного обеспечения был проведен расчет значения уровня сигнала, между точками каждой из суммируемых рефлектограмм, расположенными друг от друга на ширине импульса;

– в случае превышения по модулю некой установленной величины (в данном случае было взято значение 0,05 дБ) положение этих точек отмечалось на графике результирующей рефлектограммы. Данный анализ позволил определить все неоднородности, обнаруженный при измерениях (начало и конец линии, разъемные и неразъемные соединения, отраженные паразитные сигналы). Результаты анализа приведены на рисунках 3.35, 3.36. Данный анализ позволил определить все неоднородности, обнаруженный при измерениях (начало и конец линии, разъемные и неразъемные соединения, отраженные паразитные сигналы). Характерно, что рефлектограмма искажается не только в точке, соответствующей местоположению неоднородности, но и в некоторой зоне около нее. Это обусловлено возбуждением на неоднородностях оболочечных мод, распространяющихся в обратном направлении, а также насыщением фотоприемника.

Рисунок 3.35 – Результат анализа рефлектограмм, полученных при измерении со стороны А

Рисунок 3.36 – Результат анализа рефлектограмм, полученных при измерении со стороны Б

Разработанная методика, конечно же, имеет свои недостатки, в частности время затрачиваемое на обработку и анализ числовых данных. Кроме того если измерения были проведены некачественно, либо сварные соединения выполнены так хорошо, что не наблюдаются на рефлектограмме даже визуально, то неоднородности могут быть не обнаружены. Однако данную проблему не может решить и программное обеспечение, установленное в современных моделях рефлектометров, из-за чего оператор должен визуально осматривать полученную рефлектограмму. Данная методика позволяет улучшить качество анализа результатов измерений путем упрощения обнаружения неоднородностей в оптическом волокне (которые могут оказаться повреждением ОВ либо стать причиной отказа систем связи), избавляя при этом оператора от необходимости тщательного визуального просмотра каждого участка рефлектограммы. Помимо этого данный метод может быть полезен для обнаружения оптических муфт на линиях связи, которые отсутствует техническая документация.