13.Измерения на волоконно-оптических линиях связи

Технологии оптоволоконных сред передачи быстро развиваются и, по-видимому, полностью вытеснят электрические кабели, которые останутся только на абонентских участках, хотя уже сейчас коммунальные службы планируют прокладку оптоволоконных линий вплоть до пользователя.

Типовая схема волоконно-оптической системы передачи (ВОСП) представлена на рис.

Рис. 12.1 Типовая схема волоконно-оптической линии связи

В состав ВОСП входят: оптический передатчик или генератор сигнала, интерфейс оптического генератора, оптическое волокно или кабель с характерными местами сопряжения различных кабелей и сварок и неоднородностями, промежуточные станции или ретрансляторы, оптический приемник сигнала, система передачи, принимающая электрический сигнал, и аппаратура сопряжения, обеспечивающая преобразование электрического сигнала в оптический. Наиболее существенными для измерений в ВОСП являются параметры оптического волокна, точки соединения с аппаратурой передачи/приема и регенерации, места сопряжения различных кабелей и сварочные соединения, а также возможные неоднородности в кабелях, которые обычно служат основной причиной деградации качества связи.

Параметры и характеристики оптических кабелей и аппаратуры линейного тракта должны соответствовать действующим нормам ГОСТ и ТУ.

При изготовлении оптоволоконных линий связи производят измерение в основном следующих параметров:

погонное затухание в оптическом волокне;

полоса пропускания и дисперсия;

длина волны отсечки;

профиль показателя преломления;

числовая аппаратура;

диаметр модового поля;

энергетический потенциал и чувствительность фотоприемного устройства;

уровни оптической мощности устройств.

При эксплуатации ВОСП производят измерения следующих параметров:

измерение уровней оптической мощности;

измерения переходного затухания;

определение места характера повреждения оптоволоконного кабеля.

13.1.Измерение потерь на волоконно-оптической линии связи

Самый простой путь измерения затухания оптической линии связи — это метод измерения прямых потерь. Этот метод дает самую точную информацию о затухании ВОЛС, но требует доступа к обоим концам оптического кабеля. Для проведения подобных измерений необходимо ввести в линию оптический сигнал калиброванной мощности на одном конце, и измерить полученный уровень на другом конце. Главными инструментами здесь являются оптические источники и измерители оптической мощности.

Источники оптического излучения - это приборы, генерирующие стабильный, калиброванный на одной длине волны или группе длин волн оптический сигнал. В качестве основного излучающего элемента в таких источниках используются светодиоды или лазерные излучатели. Светодиодные излучатели применяются, прежде всего, для многомодовых систем. При тестировании параметров одномодовых ВОЛС необходимы излучатели на основе лазеров.

Многие источники оптического излучения имеют дополнительные сервисные возможности, такие, как модуляция сигнала определенными частотами, одновременная генерация двух или более длин волн и другие. Подобные возможности уменьшают время проведения измерений, делают работу оператора более комфортной.

Измерители оптической мощности - один из основных типов приборов при проведении оптических измерений Основная функция измерителя мощности - индикация уровня излучения, попадающего на фотодиод. Измеритель мощности должен быть калиброван на различных длинах волн оптического излучения. Для повышения точности и повторяемости результатов измеритель мощности должен иметь температурную стабилизацию. Из дополнительных возможностей этих приборов следует отметить отображение относительной величины мощности оптического излучения, автоматическое определение длины волны и частоты модуляции оптического сигнала, возможности индикации мощности, превышающей нормированную.

Требования к характеристикам оптических измерителей мощности зависят от конкретной задачи и области, где они применяются. Так, если это длинные оптические линии, то критичным становится чувствительность прибора или минимальные значения оптического сигнала, отображаемые измерителем мощности. Для систем кабельного телевидения необходим прибор, способный отображать высокие значения оптического сигнала, излучаемого оптическими усилителями, и т.д. Разница между максимальным и минимальным уровнями отображаемого оптического сигнала определяется как динамический диапазон оптического измерителя мощности.

Типичные значения динамического диапазона измерителей мощности следующие:

от +13дБ до - 70дБ для телефонных сетей,

от +24 дБ до - 50дБ для сетей кабельного телевидения,

от - 20 дБ до - 60 дБ для локальных сетей.

Переменные оптические аттенюаторы - это приборы, предназначенные для внесения дополнительного затухания в оптическую линию. Они незаменимы при паспортизации ВОЛС, а также при проведении ресурсных испытаний оптических элементов. Переменные оптические аттенюаторы делятся на два класса - прецизионные и аттенюаторы с воздушным зазором. Вторые позволяют только грубо подбирать параметры оптических элементов и применяются, в основном, при инсталляции ВОЛС. Они изготавливаются в виде оптических соединителей с изменяемым воздушным зазором и обладают небольшим диапазоном вносимых затуханий. Обычно этот диапазон не превышает 30 дБ ± 1 дБ.

Прецизионные переменные аттенюаторы выполнены с применением более точных технологий. Основное их предназначение - проведение измерений на оптических сетях, поэтому они должны обеспечивать высокую точность, стабильность и повторяемость результатов. Прецизионные аттенюаторы имеют диапазон вносимых затуханий до 60 … 70 дБ, с точностью установки ± 0,1 дБ, а также высокую линейность и малые возвратные потери. Для улучшения сервисных возможностей эти приборы обычно имеют цифровую индикацию вносимого затухания.