Тестирование и диагностика в радиоэлектронных системах передачи информации

151

Также БУМО обеспечивает регистрацию и занесение в память реализаций зависимостей мощности обратного рассеяния от времени и их усреднение.

Рис. 4.18 - Структурная схема OTDR

При этом на УО либо последовательно выводятся регистрируемые реализации характеристики обратного рассеяния (режим «реального времени»), либо, после заданного числа усреднений (времени усреднения), усредненная рефлектограмма.

Рис. 4.19. Структурная схема OTDR

152

БУМО осуществляет управление работой OTDR по заданной программе, обработку данных, а также ряд сервисных функций (работа с файлами, печать и т.п.)

Параметры OTDR

К основным параметрам оптических рефлектометров, правильный выбор которых позволяет оптимизировать режим измерений, относятся:

•динамический диапазон;

•«мертвая» зона;

•разрешающая способность.

Идентификация рефлектограмм

Принцип действия OTDR, работающих во временной области, основан на зондировании волокон оптическими импульсами и прямых измерениях зависимости уровня мощности потока обратного рассеяния от времени.

Эта зависимость называется характеристикой обратного рассеяния или рефлектограмма.

При этом ось ординат градуируется в дБм, а ось абсцисс - в единицах длины (км).

Одной из основных операций при работе с OTDR является идентификация рефлектограммы. При этом производят сопоставление изменений характеристики обратного рассеяния с вызвавшими их причинами - «событиями».

Рис. 4.20. Рефлектограмма

153

1- начальный выброс уровня обратного потока оптической мощности, обусловленный Френелевским отражением;

2- участки рефлектограммы, соответствующие квазирегулярным участкам ОВ, на которых нет отражений, а изменения уровня мощности обратного потока обусловлены потерями за счет поглощения и Рэлеевского рассеяния;

3- изменение мощности потока обратного рассеяния за счет отражения и потерь на локальной неоднородности с отражением (соединения на оптических разъемах и меха-

нических соединителях, микротрещины);

4- изменения мощности потока обратного рассеяния на локальной неоднородности без отражений (сварное соединение, изгиб ОВ);

5-изменения мощности потока обратного рассеяния из-за внутренних неоднородностей ОВ, обусловленных флуктуациями показателя преломления и конструктивных параметров ОВ;

6-выброс уровня обратного потока оптической мощности, обусловленный Френелевским отражением от конца ОВ;

7- шумы фотоприемника.

ИЗМЕРЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЛИНЕЙНОГО ТРАКТА ВОЛС

МЕТОДОМ ОБРАТНОГО РАССЕЯНИЯ

Измерение расстояния до неоднородности

При измерении расстояния до неоднородности маркер устанавливается в точку пересечения характеристики обратного рассеяния предшествующего неоднородности квази-

регулярного участка и левого нарастающего фронта отраженного импульса.

Для уменьшения погрешности измерения необходимо увеличить масштаб отображения анализируемого фрагмента рефлектограммы, содержащего саму неоднородность и конец прилегающего к ней квазирегулярного участка.

154

Рис. 4.21. Неоднородность с отражением (механический соединитель)

155

Рис. 4.22. Неоднородность без отражения (сварное соединение, изгиб волокна (радиус меньше допустимого) - ступенька вниз)

Рис. 4.23. неоднородность без отражения (сварное соединение - ступенька вверх)

Рис. 4.24. Конец линии

Измерение коэффициента затухания на квазирегулярном участке

При измерении коэффициента затухания а анализируемый квазирегулярный участок ОВ выделяется двумя маркерами: первый маркер устанавливается за пределами мертвой зоны от предыдущей неоднородности, второй - непосредственно на конце анализируемого участка.

156

Рис 4.25. Измерение коэффициента затухания

Измерение коэффициента затухания а на квазирегулярном участке выполняется в режиме аппроксимации LSA (метод наименьших квадратов).

Применение метода двух точек (TPA, 2PT) в рассматриваемом случае приводит к значительной погрешности измерения а, дБ/км.

Алгоритм оценки коэффициента затухания:

1)обработка выделенного маркерами квазирегулярного участка по методу наименьших квадратов;

2)построению прямой, которая является результатом аппроксимации;

157

3) оценке тангенса угла наклона аппроксимирующей прямой к оси абсцисс, который соответствует искомому значению коэффициента затухания исследуемого квазирегулярного участка.

Анализ стыковых неоднородностей

Параметры соединения

В большинстве случаев качество соединения типовых оптических волокон оценивается

по двум основным параметрам:

Вносимые потери на стыке aLoSs определяют потери мощности оптического сигнала на анализируемом соединении и оцениваются как отношение мощности излучения на входе Pin

и выкоде Pout стыка:

Затухание отражения (потери на отражение) определяет часть мощности,

отраженную на анализируемом соединении, и оценивается через отношение отраженной мощности PRefl к мощности на входе стыка Pin.

Поскольку PRefi<Pin, результат отображается со знаком «минус»: например, -60 дБ.

Таким образом, стык с затуханием отражения - 55 дБ является более качественным, по сравнению с -50 дБ, а соединение с вносимыми потерями 0,1 дБ - соответственно, напротив,

менее качественное, чем стык с aLoss=0,08 дБ.

158

Классификация стыковых неоднородностей

Рис. 4.26. Оптический разъем

Рис. 4.27. Стык оптоволокна

Низкое качество:

•Большие потери (aLoss более 0,5 дБ)

•Большое отражение (ARefl менее 30 дБ)

159

Рис. 4.28. Соединение на оптических разъемах

160

Рис. 4.29. Механический соединитель

•Сравнительно низкие потери (а менее 0,1 дБ)

•Большое отражение (Af менее 60 дБ)