Меню

Измерение затухания оптическими тестерами



Измерение затухания оптическими тестерами

Собственно с оптоволокном производят два вида измерений. Первый это оценка общего затухания сигнала от одного оконечного устройства до другого. Суть его в том, что с одной стороны к волокну подключается инфракрасный лазер с длиной волны соответствующей требуемому окну прозрачности. С другой включают фотодиод и по изменению тока через него определяются потери в волокне. Этот класс приборов называют оптическими тестерами. В настоящее время имеют карманные размеры. Различаются составом отдельного блока, то есть в каждом блоке могут содержать и излучатель и приёмник или излучатель отдельно приёмник тоже. Не способны определить расстояние до повреждения и применяются только для контроля целостности или для приёмо-сдаточных измерений. Выдают значение в децибелах.

Более подробно и официально тема измерений оптическими тестерами раскрыта на странице «Измерение потерь с помощью оптических тестеров» из книги Листвиных «Рефлектометрия оптических волокон».

Измерения ВОЛС (оптоволокна) оптическими рефлектометрами

Измерения оптоволоконных линий оптическими рефлектометрами

Второй вид — измерение оптическим рефлектометром.

Рефлектограмма измерений оптоволокна изображённая оптическим рефлектометром.

В отличие от измерений на медном кабеле рефлектрограмма на оптоволокне красива и понятна. Прибор сам отмечает то, что принимает за начало линии, конец и другие неоднородности.(на рисунке соответствующие галочки внизу). Сам составляет таблицу этих неоднородностей, называемую таблицей событий. Вносит в эту таблицу и расстояние и величину затухания на всём, что принимает за события. Как правило не ошибается или ошибается незначительно. Иногда пропускает хорошо сваренные стыки в муфтах при затухании на них менее 0,05 дБ. В этом случае предусмотрена возможность добавления события в ручную.

Таблица заполняемая автоматически ПО рефлектометра.

Наиболее значимыми параметрами являются:

длина волны, соответствует выбранному окну прозрачности. Для одномодового 1550 и 1310 нм, для многомода 1300 и 850 нм.

коэффициент преломления. Во многом аналогичен коэффициенту укорочения при измерении медного кабеля. Влияет на точность измерения расстояния. При монтаже и приёмо-сдаточных измерениях берётся из паспортов барабанов, а при плановых из паспорта трассы. Как правило вся документация по оптоволокну ведётся аккуратно и «липа» встречается редко.

Оптические рефлектометры могут быть выполнены, как цельным прибором, имеющим всё «на борту», так и работающими в паре с компьютером. Те у которых «всё в одном» более удобны для работы и компактнее, но стоят дороже. Зато, на работающих в паре с ПК можно веселее провести время (всё таки полноценный компьютер с собой).

В настоящее время некоторые модели запросто умещаются в кармане. Все оптические рефлектометры имеют возможности для записи и передачи данных на цифровые носители.

Подробнее и более официально тема оптической рефлектометрии раскрыта на страницах книги Листвиных «Рефлектометрия оптических волокон». На сайте из этой книги есть главы:

Из книги «Волоконная оптика. Теория и практика» есть страница Оптические рефлектометры временных интервалов

Стоит заметить, что в оптоволоконном кабеле измеряется ещё и изоляция оболочки . Оптоволокно то же боится воды, в воде стекло мутнеет и теряет свои оптические качества (на рефлектограмме участки, долго находившиеся в воде, выглядят как очень плохие стыки). Поэтому целость полиэтиленового покрова брони контролируется обычным мегомметром. Методы поиска повреждений оболочки такие же, как в медном кабеле. Но, учитывая что дополнительных проводящих жил в оптическом кабеле нет чаще используется метод описанный на страницах:
→ Подключение генератора кабелеискателя.
→ Индукционный метод. Поиск трассы кабеля кабелеискателем.
→ Контактный метод. Поиск повреждения кабеля штырями или ИМПИ-3.

Часть документации заполняемой при измеренииях на ВОЛС есть на странице с формами протоколов. коннекторы, скол ОВ сплайсы, сварка, укладка.

Некоторые вопросы по ВОЛС из переписки на странице «Ответы по измерениям на оптоволоконных линиях»

Инструкции по монтажу муфт:

Муфта оптоволоконная укороченная МОГу

Муфта тупиковая оптоволоконная МТОК

Источник

ВОЛС — Урок 010. Измерение потерь с помощью оптических тестеров

Существуют два метода измерения потерь в оптических волокнах , которые, в соответствии с G. 651 и G. 652, принято считать эталонными – метод облома волокна и метод вносимых потерь. В них измерения потерь осуществляются с помощью оптических тестеров. В методе облома волокна измеряется мощность Р1 (в дБм), прошедшая через все волокно. Затем волокно обламывается на расстоянии около двух метров от места ввода излучения и измеряется мощность Р2 (в дБм), прошедшая через оставшийся короткий участок волокна. Величина потерь в волокне определяется как разность А(дБ) = Р1(дБм) – Р2(дБм)

Читайте также:  Наименьшей единицей измерения информации является выберите один ответ

Метод облома волокна обеспечивает наивысшую точность, так как в нем доля мощности, введенная в волокно, остается неизменной. Его недостаток в том, что нарушается целостность волокна и его нельзя использовать в процессе монтажа линии передачи. Поэтому более распространенным является метод вносимых потерь. В этом методе вначале измеряется величина опорной мощности Р1 (в дБм). Затем между измерителем оптической мощности и источником оптического излучения вставляется тестируемое волокно или линия передачи и измеряется величина прошедшей мощности Р2 (в дБм). Величина потерь определяется как разность А(дБ) = Р1(дБм) – Р2(дБм).

Метод вносимых потерь используется при измерении полных потерь в линии передачи. Из-за того, что концы линии разнесены обычно на большое расстояние, при таких измерениях надо проводить дополнительную калибровку лазерного и фотоприемного модуля. Фотоприемный блок оптического тестера, в пункте А, используется для измерения опорного значения мощности излучения лазерного блока, а фотоприемный модуль оптического тестера, в пункте Б – для измерения мощности излучения, прошедшей через линию связи.

Вначале оператор, находящийся в пункте А, соединив вход и выход оптического тестера оптическим шнуром, измеряет величину опорного сигнала. Затем он отсоединяет разъём шнура от розетки фотоприемного блока и подсоединяет его к разъёму на входе в линию. Оператор, находящийся в пункте Б, подключает с помощью оптического шнура свой оптический тестер к выходу линии и измеряет величину сигнала. Затем с помощью оптического телефона (или каким-либо другим способом) он сообщает результат измерений оператору, находящемуся в пункте А. Величина потерь (с учетом разности показаний фотоприемных блоков полученных в процессе их сверки) рассчитывается по формуле: А(дБ) = опорный сигнал в дБм – сигнал в дБм.

При такой схеме измерений погрешность возникает по следующим причинам:

  • нестабильность источника излучения
  • нелинейность шкалы мультиметра
  • разная чувствительность фотоприемных блоков на разных концах линии
  • отклонения величины потерь в разъёмах от их номинального значения

Кратковременная нестабильность лазерного блока (например, по паспортным данным AQ 2150) равна 0.02 дБ, реально же она не превышает цену деления его шкалы (0.01 дБ). Стабильность светодиодного блока выше, чем у лазерного, однако при его использовании величина потерь в волокне оказывается завышенной примерно на 5 % из-за относительно широкой полосы излучения светодиода (50. 100нм).

Нелинейность оптического тестера в диапазоне от 0 до 30 дБ также не превышает его цены деления. Погрешность, возникающая из-за разной чувствительности фотоприемных блоков, устраняется путем сверки их показаний до начала измерений потерь в линии и после их окончания. Наибольшая же погрешность возникает из-за того, что не известна точно величина потерь в разъемах.

Как известно, при соединении разъёмов «любого с любым» величина потерь в месте соединения разъёмов может отличаться от их номинального значения на величину порядка среднего значения этих потерь (

0.2 дБ). Эта неопределенность величины потерь в разъёмах и даст основной вклад в результирующую погрешность, возникающую при измерении полных потерь в линии.

Хотя потери в одномодовом волокне не зависят от направления распространения света, принято проводить измерения потерь в линии в обоих направлениях. Таким образом, удается исключить некоторые систематические погрешности. Например, если по ошибке к одномодовому волокну (в оптическом кабеле ) был приварен пигтейл из многомодового волокна. Тогда потери в линии будут зависеть от направления распространения света (т.е. различаться больше чем погрешность измерений), так как коэффициент передачи со стороны одномодового волокна больше, чем со стороны многомодового волокна. Или, например, усреднив результаты измерений потерь во встречных направлениях, можно исключить систематическую ошибку, возникающую из-за разной чувствительности фотоприемных блоков мультиметров, размещенных на разных концах линии.

Рекомендуем хостинг TIMEWEB

Рекомендуемые статьи по этой тематике

Источник

Измерение затухания оптическими тестерами

Существуют два метода измерения потерь в оптических волокнах, которые, в соответствии с G. 651 и G. 652, принято считать эталонными – метод облома волокна и метод вносимых потерь. В них измерения потерь осуществляются с помощью оптических тестеров. В методе облома волокна измеряется мощность Р1 (в дБм), прошедшая через все волокно. Затем волокно обламывается на расстоянии около двух метров от места ввода излучения (рис. 1.10) и измеряется мощность Р2 (в дБм), прошедшая через оставшийся короткий участок волокна. Величина потерь в волокне определяется как разность А(дБ) = Р1(дБм) – Р2(дБм).

Читайте также:  Управление диабетом для анализа результатов измерений


Рис. 1.10. Схема измерения потерь в волокне методом облома волокна

Метод облома волокна обеспечивает наивысшую точность, так как в нем доля мощности, введенная в волокно, остается неизменной. Его недостаток в том, что нарушается целостность волокна и его нельзя использовать в процессе монтажа линии передачи. Поэтому более распространенным является метод вносимых потерь (рис. 1.11). В этом методе вначале измеряется величина опорной мощности Р1 (в дБм). Затем между измерителем оптической мощности и источником оптического излучения вставляется тестируемое волокно или линия передачи и измеряется величина прошедшей мощности Р2 (в дБм). Величина потерь определяется как разность А(дБ) = Р1(дБм) – Р2(дБм).


Рис. 1.11. Схема измерения потерь вносимых оптическим волокном

Метод вносимых потерь используется при измерении полных потерь в линии передачи. Из-за того, что концы линии разнесены обычно на большое расстояние, при таких измерениях надо проводить дополнительную калибровку лазерного и фотоприемного модуля (рис. 1.12). Фотоприемный блок оптического тестера, в пункте А, используется для измерения опорного значения мощности излучения лазерного блока, а фотоприемный модуль оптического тестера, в пункте Б – для измерения мощности излучения, прошедшей через линию связи.

Вначале оператор, находящийся в пункте А, соединив вход и выход оптического тестера оптическим шнуром, измеряет величину опорного сигнала. Затем он отсоединяет разъём шнура от розетки фотоприемного блока и подсоединяет его к разъёму на входе в линию. Оператор, находящийся в пункте Б, подключает с помощью оптического шнура свой оптический тестер к выходу линии и измеряет величину сигнала. Затем с помощью оптического телефона (или каким-либо другим способом) он сообщает результат измерений оператору, находящемуся в пункте А. Величина потерь (с учетом разности показаний фотоприемных блоков полученных в процессе их сверки) рассчитывается по формуле: А(дБ) = опорный сигнал в дБм – сигнал в дБм.


Рис. 1.12. Измерение потерь в ВОЛС с помощью оптических тестеров

При такой схеме измерений погрешность возникает по следующим причинам:

• нестабильность источника излучения

• нелинейность шкалы мультиметра

• разная чувствительность фотоприемных блоков на разных концах линии

• отклонения величины потерь в разъёмах от их номинального значения

Кратковременная нестабильность лазерного блока (например, по паспортным данным AQ 2150) равна 0.02 дБ, реально же она не превышает цену деления его шкалы (0.01 дБ). Стабильность светодиодного блока выше, чем у лазерного, однако при его использовании величина потерь в волокне оказывается завышенной примерно на 5 % из-за относительно широкой полосы излучения светодиода (50. 100нм).

Нелинейность оптического тестера в диапазоне от 0 до 30 дБ также не превышает его цены деления. Погрешность, возникающая из-за разной чувствительности фотоприемных блоков, устраняется путем сверки их показаний до начала измерений потерь в линии и после их окончания. Наибольшая же погрешность возникает из-за того, что не известна точно величина потерь в разъемах.

Как известно, при соединении разъёмов «любого с любым» величина потерь в месте соединения разъёмов может отличаться от их номинального значения на величину порядка среднего значения этих потерь (

0.2 дБ). Эта неопределенность величины потерь в разъёмах и даст основной вклад в результирующую погрешность, возникающую при измерении полных потерь в линии.

Хотя потери в одномодовом волокне не зависят от направления распространения света, принято проводить измерения потерь в линии в обоих направлениях. Таким образом, удается исключить некоторые систематические погрешности. Например, если по ошибке к одномодовому волокну (в оптическом кабеле) был приварен пигтейл из многомодового волокна. Тогда потери в линии будут зависеть от направления распространения света (т.е. различаться больше чем погрешность измерений), так как коэффициент передачи со стороны одномодового волокна больше, чем со стороны многомодового волокна. Или, например, усреднив результаты измерений потерь во встречных направлениях, можно исключить систематическую ошибку, возникающую из-за разной чувствительности фотоприемных блоков мультиметров, размещенных на разных концах линии.

Источник

Рефлектометрия оптических волокон (ВОЛС)

Принципиальное отличие рефлектометрии от прямого измерения оптических потерь приборами OLTS состоит в том, что оптический рефлектометр OTDR, размещенный на ближнем конце, посылает в проверяемый сегмент излучение и регистрирует сигналы, вернувшиеся назад к исходному порту. Измерительного оборудования или заглушек на дальнем конце сегмента нет.

Современные рефлектометры определяют значения оптических потерь на участках волокна, муфтах и коннекторных соединениях. Однако такая оценка производится на основании отраженного излучения – метод заведомо менее точный, чем непосредственное измерение потерь при помощи источника излучения на одном конце и измерителя на другом. Вместе с тем, рефлектометрия позволяет определить, какой из элементов ВОЛС вносит наибольший вклад в общие потери, в то время как прямое измерение двухмодульными приборами OLTS дает лишь суммарное значение потерь, без детализации по составным элементам линии.

Читайте также:  Лента для измерения название

Порт рефлектометра совмещает функции передатчика и приемника. Источник отправляет в сегмент импульсы определенной мощности и продолжительности, затем отключается, и на том же порту начинает работать фотоприемник. Последний регистрирует мощность сигналов, отразившихся от различных препятствий в волокне, фиксирует время их поступления и «путешествия» в волокне и выдает результаты в виде графика — рефлектограммы с обнаруженными в сегменте событиями. Время регистрации событий пересчитывается в расстояние, которое откладывается по горизонтали в метрах или километрах.

Типичная рефлектограмма простой волоконно-оптической линии

На рисунке показана рефлектограмма одномодовой волоконно-оптической линии длиной 2887 м, снятая прибором OptiFiber Certifying OTDR производства Fluke Networks на длинах волн 1310 нм (синий график) и 1550 нм (зеленый график). Рефлектометр подключен к сегменту через катушку длиной 131 м (Launch Cable, согласующий кабель); нулевая отметка длины соответствует конечному разъему катушки и началу тестируемого сегмента.

Основная задача согласующего кабеля – перекрыть мертвую зону в начале рефлектограммы, чтобы к моменту, когда первые отраженные сигналы вернутся к фотоприемнику, тот уже пришел в рабочее состояние и мог их зарегистрировать. В старых моделях рефлектометров длина согласующего кабеля могла составлять несколько километров. В новых приборах, использующих более отзывчивые фотоприемники, длина катушки составляет 100-150 м.

Доля излучения, которая отражается в волокне от различных препятствий и направляется назад к фотоприемнику, очень мала. Самое сильное естественное отражение (например, от конца сегмента, представляющего собой заполированный под 90º торец волокна) не превышает 4% от исходной мощности излучения – это коэффициент отражения, близкий к френелевскому. Другие виды отражений существенно слабее, поэтому фотоприемники приходится делать очень чувствительными, а источники – очень мощными, особенно с учетом того, что сегменты могут иметь большую протяженность. По этой причине при проведении рефлектометрических измерений активное оборудование на дальнем конце лучше отключить из соображений безопасности.

Некоторые производители заявляют о наличии в портах активного оборудования светофильтров, отсекающих длины волн, на которых проводят измерение рефлектометры. Однако модели рефлектометров разнообразны, работают на разных длинах волн в зависимости от типа волокна и режима измерения, и надежнее физически отсоединять активное оборудование, чтобы исключить риск его повреждения мощным излучением рефлектометра. Кроме того, необходимо следить, чтобы рядом с последним разъемом сегмента при измерении не оказались блестящие и отражающие предметы – зеркала, мобильные телефоны, металлические браслеты от часов и т. п. Лучше всего закрыть последний разъем в сегменте защитным пластиковым или резиновым колпачком.

Анализ рефлектограммы оптического кабеля

Рефлектометр OTDR позволяет обнаружить и отобразить на рефлектограмме коннекторные соединения, сварные и механические соединения, изгибы и другие неоднородности волокна – так называемые события (Events). Неоднородности могут быть отражающими и неотражающими. Коннекторные соединения с полировкой PC/SPC/UPC, открытый конец сегмента с таким же разъемом, трещина в волокне или обрыв, образующие поверхность разлома под углом порядка 90º к оси волокна – примеры отражающих неоднородностей. В этих случаях происходит отражение части исходного излучения в направлении фотоприемника. На рефлектограмме такие события отображаются в виде пиков.

Отражающие и неотражающие неоднородности на рефлектограмме

Отражающие неоднородности сопровождаются потерями, ведь отражение части сигнала назад приводит к тому, что излучение, распространяющееся в прямом направлении, ослабевает как минимум на ту же величину. Однако для классификации события как отражающего принципиально именно наличие отражения. В отличие от отражающих неоднородностей, такие события как сварные соединения, трещины под углами, отличными от 90º к оси волокна, макро- и микроизгибы, внутренние дефекты световодов относятся к неотражающим неоднородностям. Отражающей составляющей в них нет, а потери вызваны рассеиванием излучения не в сторону источника. На рефлектограмме такие события (Loss Event) выглядят как ступеньки, направленные вниз. (Однако в случаях соединения волокон разных производителей, место сварного стыка может отображаться и ступенькой вверх). Такое событие «Gainer» описано ниже.

Чем больше угол трещины отклоняется от нормали к оси волокна, тем меньше доля отражаемого излучения:

Источник