дипломы,диссертации,курсовые,контрольные,рефераты,отчеты на заказ

3. Основы теории волоконно-оптической связи

3.5 Измерение параметров волоконно-оптических систем

Так как большинство параметров систем передачи могут определяться числовыми значениями физических величин, роль измерительной техники в телекоммуникациях трудно переоценить. В настоящее время используется множество методов и средств измерений, служащих для определения соответствия этих параметров установленным нормам. Последние, как и при тестировании взаимодействия открытых систем, регламентируются соответствующими стандартами, включающими комплекс взаимосвязанных рекомендаций, совместно определяющих методики измерений и обработки их результатов, а также требования к характеристикам используемых для этой цели средств. Однако, для обеспечения необходимой точности и достоверности результатов измерений тех или иных параметров, сами средства измерений должны отвечать совокупности требований, наиболее важным из которых является точность средства измерения. Обеспечение требуемой точности и единства измерений являются задачами метрологического обеспечения предприятий, организаций и государства и решаются органами государственной метрологической службы.

Назначение и виды измерений. В процессе строительства и технической эксплуатации ВОЛС проводится комплекс измерений для определения состояния кабелей, линейных сооружений, качества функционирования аппаратуры линейного тракта, предупреждения повреждений, а также накопления статистических данных с целью разработки мер повышения надежности связи.

На этапе строительства ВОЛС в целях контроля качества строительства и связи измеряют следующие параметры: затухание ОВ на строительных длинах и смонтированных участках регенерации; затухание, вносимое соединениями ОВ; уровни мощности оптического излучения на выходных передающих и входных приемных электронных модулях; коэффициент ошибок. При необходимости устанавливают места повреждений.

Измерение трассы ВОСП. В настоящее время наибольшее распространение для измерений в ВОСП получил прибор, называемый рефлектометр. В основе метода измерения рефлектометром лежит явление обратного рэлеевского рассеяния. При реализации этого метода измеряемое волокно зондируют оптическими импульсами, вводимыми в ОВ через оптический направленный ответвитель. Из-за флюктуаций показателя преломления сердцевины вдоль волокна, отражений от рассеянных и локальных неоднородностей, распределенных по всей длине волокна, возникает обратнорассеяный поток. Мощность этого потока, измеренная в точке ввода оптических зондирующих импульсов в волокно с некоторой задержкой t относительно момента посылки зондирующего импульса, пропорциональна мощности, обратнорассеяной в точке кабеля, расположенной на расстоянии lx=tv/2 от места измерения, где v  групповая скорость распространения оптического импульса. Соответственно при измерении с конца кабеля зависимости мощности обратного рассеянного потока от времени определяется распределение мощности обратнорассеянного оптического сигнала вдоль кабеля  характеристика обратного рассеяния волокна. По этой характеристике можно определить функцию затухания по длине конца кабеля.

Для реализации данного метода разработаны специальные приборы  оптические рефлектометры во временной области. Они получили широкое распространение благодаря своей универсальности, так как обеспечивают одновременное определение целого ряда важнейших параметров: степени регулярности кабеля, мест неоднородностей и повреждений, потерь в местах соединений, затухания и др.

Измерение затухания. Измерение затухания осуществляется на всех стадиях производства оптического кабеля, строительства и эксплуатации ВОЛС. Измеряют коэффициент затухания оптического кабеля, затухание строительных длин, затухание смонтированного участка регенерации, затухание соединений ОВ.

Оптическими вносимыми потерями называют отношение суммарной мощности оптического излучения на входных оптических полюсах компонента ВОСП к суммарной мощности оптического излучения на входных полюсах компонента ВОСП, выраженное в децибелах. Соответственно при измерении вносимого затухания определяют разность уровней мощности, воспринимаемой приемником излучения при его непосредственном подключении к источнику излучения, и мощности, поступающей на приемник при его включении на выходе измеряемого волокна, концы которого армированы оптическими соединителями.

Измерение числовой апертуры. Числовую апертуру необходимо знать для лучшего согласования ОВ при соединении между собой, а также с источниками и приемниками излучения, уточнения потерь на стыках ОВ при измерениях с одной стороны и т.п. Наиболее простой способ измерения числовой апертуры  косвенный: по результатам измерения апертурного угла.

Измерение профиля показателя преломления. Профиль показателя преломления является одним из основных параметров ОВ, определяющих его широкополосность. В отдельных случаях на стадиях строительства и эксплуатации ВОЛС может возникнуть потребность в его измерении. Для измерения профиля показателя преломления могут использоваться различные методы: интерферометрические, лучевые и рассеяния, сканирования отражения от торца, пространственного распределения излучения и др.

Измерение геометрических характеристик ОК. Поперечные геометрические параметры ОВ могут быть определены различными методами. Однако на практике в условиях строительства и эксплуатации ВОЛС их оценка, как правило, осуществляется по результатам измерения профиля показателя преломления; определение конструктивных размеров кабеля и модулей, а также отклонение сечения от круглого могут производиться обычными визуальными методами, в частности микроскопом с измерительной сеткой, микрометром и т.д.

Измерение механических характеристик ОК. Механические характеристики ОК играют важную роль. Их значение необходимо при производстве работ по строительству ВОЛС. Оценка механических характеристик ОК осуществляется в процессе их производства.

Измерение уровней оптической мощности. Измерение уровней оптической мощности в процессе строительства и эксплуатации ВОЛС производится достаточно часто. Под абсолютным уровнем мощности понимают величину

P =10 lg(P/Pн),

где Р мощность измеряемого оптического излучения в заданной точке, мВт; Pн  мощность нормального генератора, равная 1 мВт.
Для измерения уровня оптической мощности используют ваттметры поглощаемой оптической мощности.

Измерение коэффициента ошибок. Коэффициент ошибок  важнейшая характеристика линейного тракта. Он измеряется как для отдельных участков регенерации, так и для тракта в целом. Определяется коэффициент ошибок kош по формуле:

kош=Nош/N,

где N - общее число символов, переданных за интервал измерения; Nош - число ошибочно принятых символов за интервал измерения.

Измерение коэффициента ошибок носит статистический характер. Для измерения kош разработаны специальные приборы  измерители коэффициента ошибок, включающие генераторы псевдослучайной последовательности символов и приемное оборудование, осуществляющее собственно измерение коэффициента ошибок.

Измерение энергетического потенциала и чувствительности приемного оптического модуля. Энергетический потенциал  это разность между уровнем оптического сигнала на выходе передающего и чувствительностью приемного оптических модулей. Чувствительность приемного оптического модуля (ПрОМ) - это минимальный уровень оптического сигнала на входе ПрОМ, при котором обеспечивается требуемый коэффициент ошибок.

Величину энергетического потенциала можно определить как разность между измеренными уровнями средней мощности цифрового оптического сигнала на выходе ПОМ и входе ПрОМ, соединенных оптической линией связи, при таком максимальном значении вносимого затухания, при котором обеспечивается максимально допустимое значение коэффициента ошибок.

Соответственно для измерения энергетического потенциала необходимо иметь линию с регулируемым затуханием. В качестве такой линии обычно используют оптический аттенюатор. При проведении измерений он контролирует коэффициент ошибок. Аттенюатор может быть включен между ПОМ и ПрОМ одного пункта.

дипломы,курсовые,рефераты,контрольные,диссертации,отчеты на заказ