Главная  Развитие оптической связи 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [ 63 ] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86]

-I 7

Рис. 10.4. Схема устройства для измерения затухания методом замещения по

модулирующей частоте: 1-лазер; 2-скремблер; 3-фильтр оболочечных мод; 4-делитель мощности излучения; J-стыковочное юстируемое устройство, контролируемое под микроскопом; б-измеря-- емое оптическое волокно; 7-фото детекторы (идентичные в опорном и измеряемом . каналах); 8-усилители модулирующей частоты; Р-модулятор импульсных сигналов частоты; 10-балансный синхронный коммутатор; - осциллографический нуль-индикатор; 12-калиброванный аттенюатор (на частоте F); 13-импульсы в измеряемой цепи; 14 - импульсы в опорной цепи

И опорному) проходит импульгное излучение. Модуляция света J реализуется вращающимся обтюратором, прерывающим оптический пучок, проходящий ]ежду двумя линзами. Коэффициент деления мощности излучения устройства 1:10.

Электрические импульсы 13, 14 из обоих каналов поступают синхронно, но в противофазе (рис. 10.4, б) на балансный ..синхронный коммутатор 10, на выходе которого включен осциллографический нуль-индикатор 11. Калиброванный электрический аттенюатор 12 на частоте модуляции F вносит в коммутатор 10 затухание в пришедшие по опорному i каналу импульсы. При равенстве вносимого затухания из-" меряемого объекта на выходе балансного коммутатора среднее значение напряжения, определяемое по нуль-индикатору, будет равно нулю.

Описанное устройство обеспечивает диапазон измерения до 50 дБ при погрешности ±(0,1-0,2) дБ. Реализация этой схемы достаточно сложна (ряд деталей устройства ради упрощения описания опущены). Применение этого метода в условиях эксплуатации не рационально. Его следует рассматривать как разновидность лабораторных методов измерений.

Метод сравнения с отраженным импульсом. Данный метод удобен при одностороннем доступе к измеряемому кабелю, т. е. в том случае, когда в распоряжении оператора, произ-водягцего измерения, имеется только один конец волокна или кабеля, а второй его конец недоступен (кабель проложен в земле).



Суть метода заключается в сравнении амплитуд импульсов оптической мощности входного (т. е. введенного в начало кабеля) и отраженного от кон1;а волокна, пришедшего к его началу.

Если амплитуды входного и выходного импульсов Р,„о и Р,„о, то с учетом того, что импульсы проходят в целом путь, равный двойной длине измеряемого волокна, получим

2\ РтО J РтО

Корректность такого измерения определяется следующими условиями: полнотой отражения импульса от конца волокна; степенью деформагщи импульса, которая определяется процессом отражения и влиянием дисперсии; точностью определения (отсчета) амплитудных значений импульсов.

При идеальных условиях отражения импульсов от торца волокна коэффициент отражения будет около 0,95-0,96, и это значение может быть учтено. Очевидно, для этого необходима качественная обработка отражающего торца. Для того чтобы при отражении импульс не деформировался, необходимо, чтобы плоскость торца была нормальна к оси волокна. Очевидно, реализация этого условия входит в предыдущее.

Влияние дисперсии на деформацию импульса определяется параметрами волокна, формой импульса и его продолжительностью. Правильным выбором формы импульса и его параметров можно уменьшить искажение его формы, что является обязательным условием внесения минимальной ошибки измерений. Точность отсчета амплитуды импульсов определяется характеристиками используемого для этой цели прибора.

Наиболее удобным является Отсчет значения импульса при одновременном контроле по осциллографу формы импульса.

Схема измерений, аналогичная той, которая принята в методе обратного рассеяния, будет рассмотрена далее. При измерениях на длиштых кабельных участках возможна такая степень деформации отраженного импульса, пришедшего к началу кабельного участка, при которой определение затухания на основании сравнения амплитуд исходного и деформированного импульса будет неправомерным.

В этих случаях возможна модификагщя рассматриваемого метода, существенно устраняющая влияние деформагщи импульсов. Для этой цели из серии входных и отраженных импульсов, следуемых с частотой повторения F, выделяются фильтром первые гармоники (той же частоты) А,„ и А,„и далее определяется затухание по приведенной выше формуле, в которой Р„о и P,„Q заменены значениями Л,„ и А. Форма импульсов выбирается близкой к гауссовой.



в этом методе влияние деформации импульсов снижено по следующим причинам: определение амплитуд проводится для гармонического сигнала, который в линейных системах при любой их спектральной характеристике не искажается (сохраняет синусоидальную форму), а лищь испытывает некоторый сдвиг начальной фазы, что не имеет значения при сравнении амплитуд. Искажение формы исходного импульса сказывается только на некотором перераспределении мощностей между спектральными составляющими импульса, однако на первой гармонике это сказывается в очень малой степени, затрагивая в основном области более высоких частот. Для спектра импульса принятой выше формы указанное обстоятельство ничтожно мало.

Метод обратного рассеяния. Преимущество этого метода заключается в том, что он пригоден при одностороннем

f доступе и, кроме того, дает возможность одновременного контроля состояния всего кабеля (или кабельного участка). Соответствующие приборы получили название оптических реф-лектомеров. Высокая информативность метода делает его весьма удобным при необходимости быстрой оценки затухания

всех участков кабельной линии.

В основу метода положен известный эффект рэлеевского рассеяния на флуктуациях плотности материала ОВ и кон-

. центраций легирующих примесей, размеры областей неод-

нородностей которых меньше длины волны оптического излучения. Обратное рассеяние вызывается импульсным сигналом, посылаемым периодически по волокну и направленным к его началу.

Кроме отражения от рассеянных неоднородностей волокна также имеет место отражение от локальных, более крупных неоднородностей: мест соединений волокон, локальных нарушений геометрических параметров волокна.

Импульс, излучаемый лазером, через ветвь а (рис. 10.5, а) направленного ответвителя распространяется по кабелю, при

! этом в обратном направлении непрерывно поступает рассеянное излучение, которое через ветвь б направленного ответвителя попадает на фотоприемник 5 и далее на осциллограф.

На рис. 10.5, б приведен пример формы обратного сигнала рассеяния, полученного на экране осциллографа. Время, от-

; ложенное на горизонтальной оси, пропорционально длине пути распространяющегося отраженного сигнала.

Точка А соответствует началу кабеля, точка В-его концу. Полное затухание на длине / определяется по крайним ординатам у о и j,, а отдельных участков - по ординатам на их концах. Таким образом, если сигнал описывается в линейном масштабе, то a, = 101g(>,/jo), импульс D связан с отражением

, от дальнего конца и в расчет не входит.



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [ 63 ] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86]

0.0016