Точность измерения затухания

Затухание рассчитывается рефлектометром косвенно, по величине сигнала обратного рассеяния.

Ошибки измерений затухания определяются ошибками измерения мощности сигнала обратного рассеяния.

В большинстве рефлектометров световой сигнал преобразуется в электрический при помощи измерительного преобразователя. Измерительный преобразователь состоит из фотоприемника и предусилителя.

В идеальном преобразователе электрический ток (иногда – напряжение) должен быть прямо пропорционален мощности светового сигнала. Выходной ток (напряжение) измерительного преобразователя измеряется цифровым амперметром (вольтметром).

Ошибки измерений возникают из-за наличия шумов преобразователя и случайных ошибок измерителя, а также из-за нелинейности характеристик фотоприемника, предусилителя и амперметра (вольтметра).

 

Технические характеристики рефлектометра FTB-7500, на котором были произведены измерения: динамический диапазон 45 дБ, диапазон измерения от 850 нм до 1550 нм, мертвая зона отражения 3 м, мертвая зона затухания 15 м.

При контроле трассы на экране рефлектометра в виде графика наглядно представлено в логарифмических единицах изменение относительной мощности сигнала обратного рассеяния с расстоянием. По рефлектограмме можно качественно судить о состоянии тестируемого участка ВОЛС, а также производить целый ряд количественных измерений.

Типичная рефлектограмма импульсного рефлектометра приведена на рис.5.7.

 

Рис.5.7. Типичная рефлектограмма импульсного рефлектометра

 

Вертикальная шкала определяет уровень потерь в логарифмических единицах. Горизонтальная ось соответствует расстоянию от рефлектометра до тестируемого участка.

В рефлектограмме можно выделить участки двух типов:

- Участки, свободные от отражающих или поглощающих точечных объектов

- Участки, непосредственно примыкающие к сильно отражающим или поглощающим точечным объектам.

 

Вид рефлектограммы на участке первого типа вне зависимости от формы и длительности зондирующего импульса - наклонная прямая. Наклон кривой на рефлектограмме характеризует коэффициент затухания волокна в децибелах. Измерение потерь или коэффициента затухания на таких участках с помощью рефлектометра дает достаточно высокую точность, не смотря на то, что измерения производятся косвенно – по затуханию величины рассеянного сигнала. Дело в том, что коэффициент обратного рассеяния в телекоммуникационном волокне можно считать постоянным с высокой точностью.

Соединения волокон и точечные дефекты с примыкающими к ним областями относятся к участкам второго типа. Им соответствуют пики или ступеньки на рефлектограмме, которые называются соответственно отражающими и поглощающими событиями. Рефлектометр дает возможность точно определить расстояние до таких событий (локализовать дефект). С помощью рефлектометра можно приближенно вычислять потери на таких элементах, а также оценить интегральные потери в целом по всему тестируемому участку. Однако необходимо помнить о возможных ошибках измерений, связанных с косвенным характером измерения потерь, и о возможности появления ложных сигналов.

Пиками характеризуются отражающие элементы. Мощность отраженного сигнала, а следовательно положение вершины пика, определяется мощностью зондирующего импульса и коэффициентом отражения, но не зависит от его длительности. К отражающим элементам относятся механические соединения. Пик на рефлектограмме обусловлен френелевским отражением на торцах соединяемых волокон, а вносимые разъемом потери приводят к снижению величины рассеянного сигнала сразу за ним.

Амплитуда пика характеризует качество соединения волокон. Так сварные соединения, как правило, являются не отражающими, а наличие даже слабого пика говорит о плохом качестве сварки. Отсутствие отражения на хороших сварных соединениях связано с отсутствием скачка показателя преломления, т.к. сколотые торцы волокон сплавляются друг с другом. Однако на сварных соединениях потери все-таки есть. Хорошо сваренное соединение трудно "засечь", так как потери на нем невелики и появляющаяся «ступенька» на рефлектограмме очень мала.

Потери на микроизгибах имеют аналогичные характеристики и их трудно отличить от потерь на сварные или механические соединения.

Следующим важным параметром является мертвая зона. Она связана с наличием отражений и вызвана насыщением приемника OTDR при поступлении на вход отраженного сигнала высокого уровня, так как в этом случае ему потребуется некоторое время для восстановления чувствительности после подобной перегрузки. Как результат, определенный сегмент волокна оказывается исключенным из измерения. Уровень возвращенного света определяется расстоянием от рефлектометра до события, а также насколько эффективна отражательная способность данного события. Чем дальше событие, тем больше ослабляется амплитуда светового излучения, и чем выше отражательная способность этого события, тем больше амплитуда возвращенного света. Следовательно, если событие характеризуется значительной отражательной способностью и находится достаточно далеко, это либо может, либо не может привести к образованию мертвой зоны. Еще на ширину мертвой зоны влияет длительность посылаемого импульса, чем он длиннее, тем шире мертвая зона.

Проблема измерения волоконных световодов короткой длины, напрямую зависит от длины мертвой зоны. Когда измеряют короткие длины, то мертвая зона может составлять значительную долю длины всего волокна.

Таким образом, рефлектометр оперативно предоставляет наглядную информацию, позволяющую судить о качестве ВОЛС, дает возможность обнаружить и локализовать подозрительные участки.

Практическая часть.