1. Оптические тестеры. Конструкция, принцип действия, основные технические характеристики.

В качестве источников для тестеров используют полупроводниковые лазерные диоды (LD) преимущественно для одномодовых применений и светодиоды (LED) для многомодовых линий. Лазерные диоды мощнее, поэтому мощность, вводимая в волоконный световод выше, чем в случае использования светодиода. Однако стоимость лазеров выше. Структурная схема источника оптического излучения (ИОИ) в общем виде показана на рисунке:

Структурная схема иои

Для того, чтобы оптическое излучение на выходе ИОИ по своим параметрам было ближе к реальному цифровому оптическому сигналу направленное излучение LD или LED модулируется с помощью цифрового сигнала, который вырабатывается в генераторе цифровых сигналов.

В некоторых типах ИОИ возможно излучение длины волны оптического излучения с помощью устройства установки длины волны излучения .

Так же в некоторых типах ИОИ возможна регулировка уровня передачи оптического излучения с помощью переменного оптического аттенюатора.

2. Измерения затухания оптических волокон на элементарном кабельных участках ВОЛС с использованием оптических тестеров.

В процессе строительства и эксплуатации ВОЛС для измерения затухания практически применяют следующие методы:

1. Метод обрыва;

2. Метод вносимого затухания;

3. Метод обратного рассеивания.

При измерении затухания ОВ на ЭКУ нужно учитывать определённые требования к выбору типов оптических тестеров и ОСШ (оптические соединительные шнуры), т. к. неправильный выбор может серьёзно изменить результаты измерений.

При выборе источника оптического излучения, типа ОСШ, типа измерителя оптической мощности рекомендуется рассматривать предполагаемую схему измерений и предъявит требования к типу оптических тестеров и ОСШ.В зависимости от типа источника излучения ПОМ (передающий оптический модуль) и типа оптического волокна возможны следующие варианты выбора оптических тестеров и ОСШ, представлены в таблице:

Тип источника излучения в ПОМ	Тип измеряемого ОВ	Тип ОВ в ОСШ	Тип фотоприёмника в ПрОМ
LED	MMF	MMF	ФД (0,85 мкм; 1,3 мкм)
LD	SMF	SMF	ФД (1,3 мкм, 1,55 мкм)
LD	MMF	MMF	ФД (1,3 мкм, 1,55 мкм)
LED	SMF, MMF	SMF, MMF	ФД (0,85 мкм; 1,3 мкм)

LED – светодиод; LD – лазерный диод.

Методы измерения затухания на регенерационном участке.

Существует три основных метода измерения затухания ОВ:

1. Метод обрыва ОВ в процессе измерения;

2. Рефлектометрический метод;

3. Метод измерения вносимого затухания.

Метод обрыва используется, в основном, при производстве ОВ и, в некоторых случаях, при строительстве. В эксплуатационных условиях он неприемлем, т. к. необходимо повреждать ОВ на ЭКУ (элементарный кабельный участок).

Рефлектометрический метод позволяет измерять затухание ОВ на отдельных участках ЭКУ, но не позволяет измерять затухание всего ОВ на ЭКУ от порта до порта.

В эксплуатационных условиях измерение затухания ОВ на ЭКУ от порта до порта оптических кроссов выполняют с использованием метода вносимого затухания, а в качестве измерительных приборов используют оптические тестеры.

Величина затухания ОВ на ЭКУ определяется по формуле:

(по уровню (мкВт)),

где - уровень оптической мощности, введённый в порт ЭКУ.

– уровень принятой оптической мощности из порта ЭКУ.

Измерение затухания ОВ на ЭКУ методом вносимого затухания по неоднократным отсчётам производится в следущей последовательности:

1. Измеряется уровень передачи оптического излучения на выходе ОСШ, подключённому к источнику оптического излучения оптического тестера (см. рис.):

ИОИ – источник оптического излучения (передатчик).

ИОМ – измеритель оптической мощности (приёмник).

Для этого необходимо один конец патч-корда подключить к интерфейсу ИОИ, а другой конец – к интерфейсу ИОМ этого же тестера. На входе интерфейса мы получим значение измеренного уровня передачи .

2. Измеряется уровень приёма оптического излучения на выходе ОСШ, подключённому к ИОМ на противоположном конце ОВ (см. рис.). Для этого используя тот же патч – корд, которым измерялся , оптический тестер подключаем к измеряемому ОВ через оптический адаптер, создавая оптическое разъёмное соединения (ОРС). На другом конце ОВ через оптический адаптер и второй патч – корд подключаем к другому оптическому тестеру, который регистрирует измеренный уровень приёма. При этом подразумевается, что уровень передачи оптической мощности на входе торца ОВ равен

Расчёт затухания ОВ на ЭКУ по результатам измерений методом вносимого затухания по неоднократным отсчётам

По результатам измерений величина и производятся расчёты следующих величин затухания:

1. Расчёт затухания ОВ на ЭКУ от переданного оптического интерфейса ПОМ или ИОИ (точка S в схеме организации связи на ЭКУ) до приёмного оптического интерфейса ПрОМ или ИОМ (точка R).

Практически это затухание регенерационного участка , которое складывается из затухания ЭКУ (от порта оптического кросса) до порта противоположного оптического кросса и затухания ОСШ.

Расчёт затухания на данном участке можно провести используя следущую формулу:

;

где – затухание регенерационного участка;

- затухание ОВ на ЭКУ (от порта ODF до порта ODF);

- затухание ОСШ;

- истинный уровень передачи;

- измеренный уровень приёма.

Для вычисления затуханий необходимо определить - уровень передачи оптического излучения на передающем оптическом интерфейсе оптического тестера:

;

где - затухание на разъёмных соединениях;

- погрешность прибора.

Точное значение затухания на ОРС определить невозможно. Так же невозможно определить значение и знак погрешности прибора. Поэтому необходимые расчёты нам нужно провести с некоторыми допусками. Эти допуски определяются двумя факторами:

1. Возможные изменения затухания в ОРС;

2. Погрешность самого измерительного прибора влияет на конечный результат измерений.

Для повышения точности измерений, в случае необходимости, выполняют измерение затухания ОВ на ЭКУ методом многократных отсчётов. Для этого выполняют несколько однократных измерений, по каждому измерения определяют результат, а потом находят среднее значение. Такой метод измерений требует более длительное время, но обеспечивает более высокую точность.

3. Оптические рефлектометры. Схемы и принцип работы.

Лазерный источник излучения оптического рефлектометра излучает в оптическое волокно через направленный ответвитель мощный зондирующий импульс, уровень передачи которого в различных типах рефлектометров составляет величину порядка , а соответственно

.

Длительность импульса излучения составляет величины порядка , энергия зондирующего импульса пропорциональна длительности зондирующего импульса.

При прохождении импульса вдоль оптического волокна часть оптической мощности, из-за явления релеевского рассеивания и френелевского отражения возвращается обратно к рефлектометру и формируется сигнал обратного релеевского рассеивания и френелевского отражения , который в рефлектометре через направленный ответвитель подаётся на фотоприёмник (ФП), где преобразуется в аналоговый электрический сигнал. С помощью АЦП и блока обработки формируется оптическая рефлектограмма.

Блок обработки – микропроцессор со специальным программным обеспечением, который управляет режимами работы всех узлов рефлектометра. По его командам производится управление источником зондирующих импульсов (лазер), при этом определяется интервал повторения между зондирующими импульсами, длительность зондирующих импульсов, число зондирующих импульсов.

4. Типовая форма рефлектограммы. Основные участки и вид локальных неоднородностей в рефлектограммах.

В оптических рефлектометрах измеряется зависимость уровня мощности сигнала обратного рассеивания от расстояния до определённой точки оптического волокна.

Эта зависимость называется оптической рефлектограммой и для оптического волокна без неоднородностей имеет вид:

Можно выделить 3 участка рефлектограммы:

1. Начальный участок (мёртвая зона); Линейно-падающий участок;

2. Конец волокна.

При наличии оптической муфты (сварного соединения оптического волокна) примерный вид рефлектограммы:

Для измерения рефлектограммы достаточно одного зондирующего импульса, после прохождения которого через оптическое волокно будет измерен и зафиксирован сигнал.

Для улучшения точности измерений и повышения чувствительности фотоприёмника применяется усреднение рефлектограмма. С этой целью в оптическое волокно посылается не один, а N зондирующих импульсов. От каждого импульса регистрируется одна рефлектограмма и в цифровом виде записывается в память блока обработки. Всего регистрируется N рефлектограмм, а затем формируется усреднённая основная рефлектограмма.

Рефлектограмма - это зависимость уровня сигнала обратного рассеивания и френелевского отражения от протяжённости оптического волокна.