Методы измерения потерь в оптических волокнах

1.

Кубанский государственный университет
Физико-технический факультет
Специальность Инфокоммуникационные технологии и системы связи
Тема доклада:
Методы измерения потерь в оптических волокнах
Докладчик: Cердюков В.В, 3 курс

2.

Методы измерения потерь в оптических
волокнах

3.

Типичная ВОЛС
Передатчик
(лазерный или
светодиодный)
Строительная
длина кабеля или
участок между
регенераторами
Оптоволоконный
стык или
регенератор
Приемник
(фотодиод)

4.

Основной параметр ВОЛС
• Затухание оптического сигнала по мере его распространения
по волокну

5.

Затухание сигнала определяют по формуле:
a 10 lg( P1 / P2 )
• где а - затухание, дБ; P1-мощность сигнала в точке 1; P2-мощность сигнала в точке 2.
ИЛИ
a p1 p2
p1, p2 – уровни сигнала по мощности в точках 1 и 2 соответственно, дБм

6.

Определение потерь в ОВ
(метод двух точек)
• Суть метода заключается в подаче светового сигнала
определенного уровня на вход волокна и измерения уровня
сигнала на выходе волокна.
• Разница между этими двумя уровнями – измеренная в децибелах
(дБ) – будет представлять собой полное затухание (иногда его
называют "вносимыми потерями").

7.

Используемое оборудование
Калиброванный источник света

8.

Оптический ваттметр (измеритель оптической мощности)

9.

Схема измерений

10.

Достоинства и недостатки
Достоинства:
- Прямое измерение потерь
- Низкая стоимость измерительного оборудования
Недостатки:
- Невозможность идентификации мест с повышенным затуханием
- Невозможность идентификации неисправностей.

11.

Метод обратного рассеяния
• Используется при измерениях ВОЛС с помощью
оптического рефлектометра

12.

Оптический рефлектометр
Оптический рефлектометр (Optical Time Domain Reflectometer,
OTDR) – это электронно-оптический измерительный прибор‚
используемый для определения характеристик оптических волокон.
Дисплей на ЭЛТ
или жидких
кристаллах
Лазерный диод
Детектор
Контроллер
Разветвитель
Тестир. волокно
Lпоток света
тель

13.

Измерительное оборудование
• Оптический мини-рефлектометр YOKOGAWA
(ANDO) AQ 7260

14.

КАК РАБОТАЕТ ОПТИЧЕСКИЙ РЕФЛЕКТОМЕТР
Для измерения характеристик оптического волокна
оптический рефлектометр использует явления релеевского
рассеяния и френелевского отражения.
Обратное рассеяние
Попадание светового импульса на примесь
Частица примеси
Ослабление после рассеяния

15.

Френелевское отражение
Всегда‚ когда свет‚ распространяющийся в каком-нибудь материале
(например‚ в оптическом волокне)‚ попадает в материал с другой плотностью
(например‚ в воздух)‚ часть световой энергии (до 4%) отражается назад‚ к
источнику света‚ в то время как остальная световая энергия продолжает
распространяться дальше. Резкие изменения плотности материала имеют
место на концах волокна‚ у обрывов волокна и‚ иногда‚ у оптоволоконных
стыков.
Сердечник волокна
Световой импульс
Отражение

16.

Технические данные оптического рефлектометра
• Динамический диапазон
• Мертвая зона
• Разрешающая способность
• Показатель преломления
• Длина волны
• Тип разъема
• Подключение внешних устройств

17.

Динамический диапазон
• Динамический диапазон оптического рефлектометра
определяет‚ какую длину волокна он может измерить. Диапазон
выражается в децибелах‚ причем чем больше значение
диапазона‚ тем больше длина волокна‚ которое можно измерить.
Нач. уровень обратн. расс.
рассеяния
Динамический
диапазон
Уровень шума

18.

Мертвая зона затухания
• Мертвая зона затухания – это расстояние от какого-либо
френелевского отражения до того места‚ где можно обнаружить
обратное рассеяние.
• В этом случае Вы получаете информацию о том‚ как скоро после
отражения Вы сможете измерить второе событие‚ такую‚ как
сварное соединение (оптоволоконный стык) или дефект волокна.

19.

Мертвая зона затухания
Френелевское отражение
с конца волокна №1 и
начала волокна №2
Уровень обратного
рассеяния волокна №1
Рефлектограмма восстановилась
до уровня, превышающего уровень
обратного рассеяния волокна №2 не
болеечем на 0‚5дБ
Уровень обратного
рассеяния волокна №2
Уровень обратного
рассеяния волокна №3
Мертвая зона затухания
(0‚5дБ выше уровня обратного
рассеяния)

20.

Анализ рефлектограммы
• После завершения сканирования волокна и выведения
полученной рефлектограммы на экран дисплея эту
рефлектограмму надо проанализировать. Для выделения
конечных точек измерений применяются курсоры‚ а цифровые
результаты выводятся на экран.

21.

Общий вид рефлектограммы
A
B
Конец волокна
(отражение)
Отражение и
мервая зона
ближнего конца
Неотражающее событие
(соединение или изгиб)
Отражающее событие
(мех. соединение или трещина)

22.

Измерение полных потерь
A
B
A
= 0‚1536 км
B
= 29‚8312 км
A->B = 29‚6776 км
Потери между 2 точками= 5.09 дБ

23.

Спасибо за внимание!