3.3Автоматизированный метод анализа рефлектограмм оптических волокон

3.3.1ПрограммаFiberizerDesctop

Приложение Fiberizer Desktop – одно из самых популярных для работы с рефлектограммами. Оно дает возможность анализировать и редактировать рефлектограммы в самых комфортных условиях. Большой экран, мышь, подключение к Интернету необязательно. Бывает, что автоматический анализ что-то упустил, то в таком случае можно увеличить любое резкое изменение графика, детально изучить его, и добавить событие в таблицу рефлектограммы. Также можно легко сгенерировать отчет по результатам измерений на основе встроенных шаблонов[14].

Данное приложение также отлично подходит для референтного анализа рефлектограмм, когда опытный специалист должен выбрать референтную оптоволоконную линию в качестве образца для периодического или круглосуточного мониторинга других линий.

Рисунок 3.7 – Скриншот программы Fiberizer Desktop(рабочее окно)

Fiberizer Desktop пользуется популярностью среди метрологов и специалистов по стандартизации. Какой бы продвинутой ни была сама программа, для серьезного анализа не обойтись без человеческого интеллекта и опыта.

Рисунок 3.8 – Скриншот программы Fiberizer Desktop(окно данных)

Также приложение для просмотра рефлектограмм Fiberizer Desktop дает возможность также заглянуть в технологии будущего и обмениваться данными с онлайн-сервисом Fiberizer Cloud.

3.3.2Автоматизированный метод анализа рефлектограмм оптических волокон

Автоматизированный метод анализа заключается в конвертировании графического представления рефлектограмм в цифровые данные. В результате оцифровки рефлектограмма представляется в виде выборок значений расстояний линии и соответствующим этим расстояниям затуханий. Для этих целей используется программа FiberizerDesctopкомпанииOptixsoft.

Данные, полученные в результате анализа автоматизированным методом,согласуются с данными, полученными ручным методом, но являются более точными. Кроме того, проведение анализа автоматизированным способом позволяет сократить затрачиваемое время примерно в 50 раз, а также улучшить качество обнаружения неоднородностей в волокне.

Точность данного метода основана на возможности получения большого количества значений затуханий по всей длине измеряемого кабеля, что расширяет возможность выполнять исследования оптических линий связи по различным направлениям: провести корреляционный и регрессионный анализы волокон кабеля с наибольшей точностью, выявить неоднородности в кабеле при помощи метода суммирования рефлектограмм и т.д.

3.4 Анализ рефлектограмм оптических волокон автоматизированным методом

3.4.1 Анализ рефлектограмм оптических волокон коротких линий автоматизированным методом

Передача информации по волоконно-оптическим линиям связи имеет целый ряд достоинств перед передачей по медному кабелю. Одним из достоинств является возможность передавать огромные объемы информации. По этой причине к качеству работы волоконно-оптических линий связи предъявляются очень высокие требования. В ходе исследования был проведен анализ степени влияния различных факторов на затухание оптического волокна. Для этого были проведены регрессионный и корреляционный анализ зависимости между отклонением затуханий в точках рефлектограмм, имеющих одинаковые координаты, разных волокон кабеля, а также произведена оценка коэффициентов корреляции.

В ходе работы исследовались волоконно-оптические линии, находящиеся в ведомстве Белорусской железной дороги(направления №1 и №2). Их протяженность составляет 6,51 км и 6,84 км соответственно. Эти линии были введены в эксплуатацию в 2008 году.

Был проведен корреляционный анализ рефлектограмм оптических волокон в эксплуатируемых кабелях двух различных направлений марки ОКСТ-10-0.2-0.25-8 (волокна №3, №4 и №6). Рефлектограммы были получены в ходе плановых замеров в 2013 году. Измерения проводились на длине волны 1310 нм, ширина импульса 30 нс, количество усреднений 16х4096. Анализ проводился с помощью пакета прикладных программ StatgraphicsCenturionXV. Для анализа рефлектограмма каждого волокна конвертировалась в цифровые данные с помощью программыFiberizerDesctopкомпанииOptixsoft(около 2200 точек для направления №1 и около 5500 для направления №2). На основании этих данных были рассчитаны уравнения регрессии уровня сигнала от расстояния.

На рисунке 3.9 приведены рефлектограммы исследуемых волокон для двух направлений. В таблице 3.1 представлены уравнения регрессии уровня сигнала от расстояния.

а)	б)

Рисунок 3.9 – Рефлектограммы исследуемых волокон для направления:

а) №1; б) №2

Таблица 3.1– Полученные уравнения регрессии

Исследуемые волокна	Вид уравнения регрессии
	№1	№2
ОВ №4 и ОВ №3	y = -18,224-0,220х	y = -17,991-0,242х
ОВ №4 и ОВ №6	y= -18,139-0,224х	y = -17,997-0,222х
ОВ №6 и ОВ №3	y= -19,203-0,234х	у = -18,003-0,267х

Далее были определены отклонения реального значения затухания волокна в рассматриваемых точках от полученных уравнений регрессии. На рисунках 2-4 представлены поля корреляции, показывающие значения этих отклонений затуханий попарно в оптических волокнах №4, №6 и №3 в рассматриваемых точках с целью выявления их общих причин появления.

На основании этих данных были рассчитаны уравнения регрессии и коэффициенты корреляции (таблица 3.2). Оценки коэффициента корреляции имеют значения от 0,371 до 0,753. Т.к. полученные соответствующие значения максимального уровня значимости меньше 0,05, то с вероятностью большей 0,95 можно утверждать, что величины коррелированы.

Таблица 3.2–Результаты корреляционного анализа

Исследуемые волокна	Вид уравнения регрессии		Оценка коэффициента корреляции
	№1	№2	№1	№2
ОВ №4 и ОВ №3	y= 0,00005 + 0,67700x	y=0,00125 + 1,59800x	0,441	0,753
ОВ №4 и ОВ №6	y=-0,00051+ 0,41400x	y=-0,00859 + 0,30700x	0,517	0,371
ОВ №6 и ОВ №3	y=-0,00317+ 0,86200x	y= -0,02189 +0,44500x	0,700	0,425

Также необходимо отметить, что оценка коэффициента корреляции близка больше к 1. Это означает, что между величинами имеется положительная корреляция. Т.е. внешние факторы для данных волоконно-оптических линий имеют большую роль.

а)	б)

Рисунок 3.10 – Зависимость отклонений рефлектограмм для ОВ №4 и