1.3 Обработка и представление результатов измерений

По результатам проведенных измерений с помощью оптотестера FOT-700 необходимо:

• рассчитать коэффициент потерь для разъёмных соединений оптотестера;

• рассчитать на всех длинах волн коэффициент потерь для каждого типа волокна.

В оптотестере используются два идентичных разъёмных соединителя для подключения калибровочного шнура или волокна к выходу оптического генератора и к входу фотоприёмника (рисунок 1.9). Коэффициент потерь для двух разъёмных соединителей определяется по формуле, дБ:

(1.17)

где – уровень мощности оптического источника излучения, мВт;

–уровень оптической мощности на входе фотоприемника (при подключенном калибровочном шнуре), мВт;

В оптотестере мощность источника излучения равна 0,65 мВт. В данной лабораторной работе предполагается, что значение коэффициента потерь не зависит от длины волны. Рассчитанное значение заносится в отчёт по лабораторной работе.

Значение коэффициента потерь в волокне для конкретной длины волны рассчитывается по формуле, дБ:

, (1.18)

где – длина оптического волокна, км;

–уровень мощности оптического источника излучения, дБм;

–уровень оптической мощности на входе фотоприемника, дБм;

Рассчитанные для каждой длины волны значения α заносятся в таблицу 1, соответствующую заданному типу волокна.

По окончании выполнения лабораторной работы студентом должен быть составлен в соответствии с требованиями СТУ 02-2006 и представлен преподавателю отчёт, в который должны войти все заданные, измеренные и рассчитанные величины, оформленные в виде таблиц.

1.4 Порядок выполнения работы

1. изучить теоретическую часть.

2. сдать допуск к работе преподавателю.

3. Получить задание и выполнить лабораторную работу.

4. Подготовить отчет по результатам выполнения работы и представить его преподавателю.

1.5 Контрольные вопросы

1. На каком физическом явлении основано распространение света в оптическом волокне, и при каком условии свет не выходит из волокна?

2. Как определяется числовая апертура оптического волокна, и на какие параметры волокна она влияет?

3. В чём разница между подходами геометрической оптики и волновой оптики при описании процессов распространения света в волокне?

4. Объясните разницу в геометрии конструкции, распространении волн и областях применения одномодовых и многомодовых волокон.

5. Назовите причины затухания сигнала в оптических волокнах. Приведите график зависимости от длины волны коэффициента потерь в кварцевом волокне.

6. Назовите типы оптических разъёмов и предъявляемые к ним требования.

7. Перечислите типы дефектов в оптических разъёмах и приведите соответствующие им уровни потерь.

8. В каких режимах и на каких длинах волн может работать тестер FOT- 700? Какими причинами определяется выбор длин волн в приборе?

Экспериментальные данные

Экспериментальная установка с виртуальным прибором «Fiber Optic Tester» под управлением среды «Lab View» и исходными данными для выполнения лабораторной работы изображена на рисунке 1.14. Для оптического волокна типов SF, DSF, NZDSF, MMF 50/125, MMF 62,5/125 длиной 40 км находится коэффициент потерь в волокне α.

Рисунок 1.14 – Экспериментальная установка «FOT»

Таблица 1.1 – Экспериментальные данные для расчёта потерь в оптическом волокне

Тип волокна: одномодовое SF; длина волокна в катушке – 20 км
Длина волны λ, нм	850	1300	1310	1550	1625
Уровень оптической мощности на входе фотоприёмника, Pпр, дБм	-11,45	-8,19	-8,14	-7,12	-6,96
Тип волокна: одномодовое DSF; длина волокна в катушке – 20 км
Длина волны λ, нм	850	1300	1310	1550	1625
Уровень оптической мощности на входе фотоприёмника, Pпр, дБм	-11,48	-8,21	-8,15	-7,21	-6,97
Тип волокна: одномодовое NZDSF; длина волокна в катушке – 20 км
Длина волны λ, нм	850	1300	1310	1550	1625
Уровень оптической мощности на входе фотоприёмника, Pпр, дБм	-11,48	-8,21	-8,16	-7,21	-6,97
Тип волокна: многомодовое MMF50/125; длина волокна в катушке – 20 км
Длина волны λ, нм	850	1300	1310	1550	1625
Уровень оптической мощности на входе фотоприёмника, Pпр, дБм	-48,11	-16,40	-16,18	-12,40	-11,61
Тип волокна: многомодовое MMF62,5/125; длина волокна в катушке – 20 км
Длина волны λ, нм	850	1300	1310	1550	1625
Уровень оптической мощности на входе фотоприёмника, Pпр, дБм	-55,76	-11,72	-11,35	-5,77	-4,84

Коэффициент потерь для разъемных соединителей, согласно (1.17) , равен

,

где — уровень мощности оптического источника излучения, мВт;

—уровень оптической мощности на входе фотоприемника (таблица 1.1), мВт;

Уровень мощности оптического источника излучения равен 0,65 мВт (минус 1,87 дБ).

Измеренный уровень мощности на входе фотоприёмника (для калибровочного шнура) равен (минус) 2,03 дБ (0,62 мВт).

.

Значение коэффициента потерь в волокне для конкретной длины волны рассчитывается как (1.18)

,

где — длина оптического волокна, км;

—уровень мощности оптического источника излучения, дБм;

—уровень оптической мощности на входе фотоприемника, дБм;

Значение коэффициента потерь в волокне для конкретной длины волны для различного типа волокна приведено в таблице 1.2

Таблица 1.2 – Потери в оптическом волокне

Тип волокна: одномодовое SF; длина волокна в катушке – 20 км
Длина волны λ, нм	850	1300	1310	1550	1625
Коэффициент потерь в волокне α, дБ/км	0,471	0,308	0,305	0,254	0,246
Тип волокна: одномодовое DSF; длина волокна в катушке – 20 км
Длина волны λ, нм	850	1300	1310	1550	1625
Коэффициент потерь в волокне α, дБ/км	0,472	0,309	0,306	0,259	0,247
Тип волокна: одномодовое NZDSF; длина волокна в катушке – 20 км
Длина волны λ, нм	850	1300	1310	1550	1625
Коэффициент потерь в волокне α, дБ/км	0,472	0,309	0,306	0,259	0,247
Тип волокна: многомодовое MMF50/125; длина волокна в катушке – 20 км
Длина волны λ, нм	850	1300	1310	1550	1625
Коэффициент потерь в волокне α, дБ/км	2,304	0,718	0,707	0,518	0,479
Тип волокна: многомодовое MMF62,5/125; длина волокна в катушке – 20 км
Длина волны λ, нм	850	1300	1310	1550	1625
Коэффициент потерь в волокне α, дБ/км	2,686	0,484	0,466	0,187	0,140

На рисунке 1.15 приведена зависимость коэффициента потерь от длины волны для различных типов оптического волокна. Из рисунка видно, что коэффициент затухания для одномодового волокна типов SF,DSFиNZDSFпрактически не отличается. Различия видны только для многомодового волокна типовMMF50/125 иMMF62,5/125.

Рисунок 1.15 — Зависимость коэффициента потерь для различного типа волокна

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм

22