31. Измерение уровней оптических сигналов. Оптические измерители мощности.

Оптическая мощность сигнала определяется в долях единицы измерения мощности Вт: милливатт 1 мВт = 10-3 Вт, а также в относительных единицах, выраженных в логарифмической шкале: дБм = 10 log (Мощность/1 мВт)

На измерении оптической мощности базируются измерения следующих параметров оптической системы передачи:

• потери волокна, соединителей, мультиплексеров и оптических изоляторов;

• усиление оптических усилителей;

• направленность оптических разветвителей;

• развязка оптических изоляторов, мультиплексеров и оптических ответвителей.

Измерение средней оптической мощности Ро. Для измерения этого параметра необходим датчик, чувствительный к оптическому излучению в соответствующем спектральном диапазоне волн. В нашем случае это три диапазона (по принятой терминологии - три окна прозрачности): I ОП - Dl1=0,82...0,86 мкм; II ОП - Dl2=1,31...1,35 мкм; III ОП - Dl3=1,53...1,56 мкм.

Для измерения средней мощности оптического излучения применяются специально разработанные для этого фотодиоды. К прибору могут подключаться оптические волокна, как одномодовые, так и многомодовые, диаметр которых может доходить до 500 мкм. Измерение оптической мощности с помощью фотодиода основано на соотношении фототока I ФД , вызванного оптическим излучением, который пропорционален средней мощности оптического излучения и обратно пропорционален длине волны. В соответствии с этим шкала измерителя мощности градуируется в милливаттах (мВт) или в дБм для соответствующего окна прозрачности.

В настоящее время измерители средней оптической мощности выпускаются отечественной промышленностью и рядом зарубежных фирм. Почти все такие приборы имеют малые габариты, вес, автономное питание и могут быть использованы как в лабораторных или заводских условиях, так и при строительстве, пуско-наладочных работах, а также в процессе эксплуатации ВОСП. Табло приборов выполнено на основе цифровых индикаторов, чаще всего жидкокристаллических. Они имеют переключатели диапазонов измерений для трех окон прозрачности - 0,85 мкм, 1,3 мкм и 1,55 мкм, переключатели градуировки мВт/дБм, а также лимб установки нуля. Измеряемое оптическое излучение подается с помощью оптического волокна, оконцованного оптическим разъемом (чаще всего типа FC или РС), для чего на одной из боковых стенок приборов установлены розетки (гнезда) оптического разъема.

Основные параметры измерителей:

• тип детектора (кремниевый (Si), германиевый (Ge) и на основе сплава арсенида галлия (InGaAs).)

• линейность усилителя

В практике современной техники усиления используются два основных принципа усиления:

логарифмическое

линейное

Использование логарифмического усиления не обеспечивает должной точности измерений и характеризуется рядом недостатков. точность и график необходимой калибровки

Всех недостатков практически лишены усилители, построенные на основе линейного усиления. Обычно они хорошо стабилизированы, что дает возможность компенсировать как ошибки начального сдвига, так и сдвиг сигнала в процессе измерений из-за климатических и прочих причин

• динамический диапазон

• точность и линейность работы

Под точностью понимается метрологическая точность, т.е. соответствие между измеренным значением параметра и значением, измеренным эталонным калиброванным прибором. Линейность прибора определяется стабильностью результатов измерений в зависимости от уровня сигнала, температуры, разрешения по длине волны и т.д.

• возможность поддержки различных оптических интерфейсов