Визначення загасання в оптичних кабелях і компонентах

1. ПРИНЦИП ВИЗНАЧЕННЯ загасання З ПОМОЩЬф ВИМІРНИКА
2. МЕТОД вносяться втрати І ЙОГО канонічного РАЗНОВИДНОСТИ
3. МЕТОД Сполучення ВОЛОКОН
4. МЕТОД обриву
5. ВИМОГИ ДО АПАРАТНОЇ ЧАСТИНИ ВИМІРНИКА ОПТИЧНИХ ВТРАТ
6. ПРИНЦИПИ ПОДКЛфЧЕНІЯ ВИМІРНИКА до контрольованих ОБЮЕКТУ
7. ДОСЯГНЕННЯ ЗАДАНОГО модовая СКЛАДУ випробувального сигналу
8. СПОСОБИ ЗБІЛЬШЕННЯ ТОЧНОСТІ РЕЗУЛЬТАТІВ ВИМІРЮВАНЬ
9. ЗАКЛфЧЕНІЕ

В силу цілого ряду причин в області СКС рівень дисперсійних спотворень інструментальними засобами не контролюється. Необхідна якість передачі сигналів з субгігабітнимі, гігабітними і мультігігабітнимі швидкостями досягається за допомогою іншого підходу, а саме за рахунок дотримання обмежень на загальну довжину кабельного тракту і застосування при його побудові тільки стандартизованої елементної бази. На відміну від дисперсії величина втрат істотно залежить від дотримання технології виконання монтажу та правил експлуатації кабельної системи. До того ж з плином часу вона може змінюватися, і тому її рівень слід контролювати за допомогою вимірювального обладнання.

Метрологічний прилад для визначення загасання за методом внесених втрат має різні форми конструктивного виконання (оптичний тестер, автоматичний вимірювач і т. Д.). Тому в подальшому для його позначення будемо використовувати узагальнюючий термін «вимірювач оптичних втрат». У загальному випадку цей пристрій складається з двох незалежних блоків: джерела випромінювання і вимірювача оптичної потужності. Найбільш суттєвою перевагою вимірювача оптичних втрат у порівнянні з рефлектометром є те, що він визначає фактичну величину загасання сигналу між разюемамі мережевого інтерфейсу. Тому, незважаючи на інтегральний характер одержуваного результату, даний вид тестирующего обладнання дозволяє відразу ж зробити однозначний висновок про придатність конкретного тракту СКС для функціонування певної програми. Вказана обставина і невисока ціна (вартість молодших моделей вимірників становить кілька сотень доларів) визначили широке поширення вимірників. Найчастіше вони виявляються єдиним оптичним тестирующим приладом, який є в розпорядженні фахівців з структурованої проводці.

ПРИНЦИП ВИЗНАЧЕННЯ загасання З ПОМОЩЬф ВИМІРНИКА

Фактична величина загасання на довжині хвилі н »в різних різновидах волоконно-оптичних трактів і ліній передачі сигналів, а також в їх окремих компонентах відповідно до класичного підходу обчислюється таким чином:

a = 10lgPo (н ») / PL (н») дБ,
де Po (н ») - потужність оптичного сигналу на вході тестованого обюекта, а PL (н») - його потужність на виході. Таким чином, стосовно до СКС потужність (рівень) оптичного сигналу повинна визначатися на вході і виході одного або декількох послідовно з'єднаних волокон лінійних і шнурових кабелів.

Вимірювання потужності PL (н ») оптичного сигналу на виході не викликає технічних складнощів при характерних для сучасних волокон величинах числової апертури, оскільки розміри світлочутливої ​​площадки ФД фотоприймача набагато перевищують діаметр серцевини як многомодового, так і, тим більше, одномодового світловода. Визначення ж потужності Po (н ») - не настільки проста процедура. Причина полягає в досить сильній залежності даного параметра від умов введення випромінювання в волокно (якість обробки торцевої поверхні, точність юстування випромінювача і його апертурні характеристики). Невизначеність збільшується внаслідок зміни модового складу оптичного сигналу в серцевині многомодового волокна, загасання мод оболонки одномодових світловодів і деяких інших ефектів. У цих умовах завдання придушення небажаних ефектів до безпечного рівня і подальшої фіксації опорного або реперного (англ. Reference) значення Po (н ») вирішується різними способами, кожному з яких відповідає свій метод вимірювання.

Класична форма реалізації будь-якого методу з використанням вимірювача оптичних втрат являє собою трехшаговий схему. На перших двох кроках інструментальними засобами визначається одна з характеристик Po (н ») і PL (н»). Потім за основним розрахунковим співвідношенню вручну або автоматично за допомогою вбудованого контролера тестирующего обладнання обчислюється фактична величина загасання.

МЕТОД вносяться втрати І ЙОГО канонічного РАЗНОВИДНОСТИ

Метод внесених втрат (Insertion Loss Method) застосовується переважно для визначення загасання сигналу в оптичних трактах, стаціонарних лініях, шнурових і інших кабельних виробах, оконцованнимі елементами оптичних разюемов (англ. Cable plant). З точки зору послідовності виконуваних процедур метод можна охарактеризувати як прямий, т. Е. Спочатку визначається величина Po (н »), а потім PL (н»).

На відміну від вітчизняного ГОСТу 26814-86 міжнародні та північноамериканські стандарти, де регламентуються різні аспекти побудови та експлуатації ліній оптичного зв'язку, передбачають три основні різновиди методу внесених втрат стосовно виміру загасання змонтованих ліній і різних кабельних виробів. При цьому в нормативно-технічної документації використовуються різні варіанти їх позначення (див. таблицю 1 ). Основна відмінність між ними полягає в кількості тестових шнурів, застосовуваних у процесі визначення опорного значення Po (н ») оптичної потужності.

На першому кроці джерело вимірювача за допомогою разюемов з'єднується одним або декількома тестовими шнурами (reference fiber) з вимірником оптичної потужності (див. Малюнок 1а-1в ). Зафіксована їм величина приймається за Po (н »), причому точність її обчислень, згідно з вимогами стандартів, обмежується одним знаком після коми. На другому кроці ланцюг передачі тестового сигналу розривається: тестовий шнур відключається від розетки разюема з однієї або двох сторін і в місце розриву включається обюект вимірювань (див. малюнок 2 ). Показання вимірювача оптичної потужності, що фіксуються знову ж з точністю 0,1 дБ, приймаються за PL (н »).

Переважна більшість сучасних вимірювачів оптичних втрат містять вбудований контроллер і забезпечують представлення результатів у цифровому вигляді. Наявність штатного обчислювального пристрою дозволяє дещо спростити процедуру тестування, якщо приймач вимірювача працює в режимі визначення рівня оптичного сигналу. У цьому випадку після фіксації величини Po (н ») він перемикається в режим вимірювання відносного рівня зі зміною точки нуля нової шкали. За початок відліку приймається величина 10lgPo (н »), що супроводжується обнуленням індикатора. Деяке ускладнення процедури налаштування приймача вимірювача перед початком тестування компенсується істотним спрощенням самого процесу вимірювання, так як свідчення індикатора на другому етапі чисельно рівні рівню втрат з протилежним знаком.

Будь-комплексний обюект оптичної підсистеми СКС (стаціонарна лінія, простий або складової тракт і т. Д.) Складається з декількох послідовно з'єднаних елементів. Це можуть бути різні лінійні кабелі, а також комутаційні і монтажні шнури. На вибір методу вимірювання створюваного ними загасання вирішальний вплив справляє виконання інтерфейсу тестованого компонента або обюекта: фланцеве (розетка) або штирьовий (вилка). Тракт передачі інформаційного сигналу зручно представляти у формі сукупності з'єднаних між собою стаціонарних ліній, підключення яких до мережних інтерфейсів виробляється шнурами. Механічно інтерфейс стаціонарної лінії реалізований по фланцевої схемою, тому в основу класифікації тестованих обюектов може бути покладено кількість фланцевих компонентів (від нуля до двох), так як саме до них підключають шнури джерела і фотоприймача вимірювача. При цьому тип елемента з боку тестованого обюекта, використовуваного в разі потреби для виконання даної процедури, не має значення. Його функції можуть виконувати штатна вилка разюема, монтажний шнур, приєднаний до световоду зварюванням або механічним сплайсов, адаптер на оголене волокно, пристрій оперативного підключення і т. Д.

З точки зору ефективності проведення вимірювань краще, щоб інтерфейс джерела і фотоприймача вимірювача був виконаний у формі вилки разюема. Однак інтерфейсна частина джерел і вимірників оптичної потужності в переважній більшості випадків реалізується на основі приладового варіанти розетки разюема, що забезпечує зручність і надійність при тривалій експлуатації. Тому на етапі визначення опорного значення Po (н ») завжди використовуються тестові шнури.

Залежно від того, яка їх кількість застосовується для виконання конкретної операції, кордони обюекта вимірювання можуть змінюватися (див. малюнок 3 ). Відповідно, вибір одного з трьох можливих варіантів методу внесених втрат задається його конфігурацією (див. таблицю 2 ).

Вимірювання втрат в стаціонарній лінії повинно проводитися за методом одного тестового шнура, оскільки її користувальницький інтерфейс утворює два фланцевих елемента. Дане положення в явному вигляді міститься в нормативно-технічних документах СКС. Так, стандарт ISO / IEC TR 14763-3 рекомендує використовувати метод 2 по IEC 61280-4-1 для визначення загасання в разі роботи з багатомодовими лініями і еквівалентний йому метод А1 по IEC 61280-4-2 при реалізації стаціонарної лінії на одномодової елементній базі .

Порівняння рисунка 3 і рисунка 1б показує, що в разі стаціонарної лінії або складеного тракту без кінцевих шнурів вимір величини PL (н ») за допомогою методу 2 здійснюється за допомогою тестового шнура, який для завдання опорного значення Po (н») не застосовується. Поява в ланцюзі передачі випробувального сигналу даного компонента не позначається на помилку вимірювання. Це обюясняется тим, що обюект вимірювання при реалізації методу 2 організаційно включає в себе обидва кінцевих разюема. Крім того, втрати випробувального сигналу в другому тестовому шнурі навіть максимально допустимої довжини можуть вважатися нехтує малими зважаючи введеного стандартами правила округлення результату вимірювання з точністю до 0,1 дБ.

Іноді виникає необхідність визначення величини загасання в шнурових виробах різного призначення, а також в повних трактах разом з кінцевими шнурами. Стосовно до процедури вимірювань характерною відмітною ознакою таких обюектов є штирьова форма виконання їх оптичного інтерфейсу. У подібних ситуаціях для вимірювання величини загасання повинен залучатися метод трьох тестових шнурів. Це положення в явному вигляді введено в проект європейського стандарту prEN 50346: 2001.

МЕТОД Сполучення ВОЛОКОН

Метод сполучення волокон являє собою одну з різновидів методу внесених втрат і використовується для вимірювання загасання багатоволоконних кабелів, а також побудованих на їх основі стаціонарних ліній, простих і складених трактів. Визначення параметра Po (н ») і потужності випробувального сигналу на виході світловода не має будь-яких особливостей. Характерною відмінністю методу є те, що завдяки спеціальній організації процедури вимірювань джерело випромінювання і фотоприймач вимірювача не потрібно розміщувати по різних сторонах тестируемой лінії.

Суть використовуваного технічного прийому полягає в передачі по додатковому световоду сигналу PL (н ») з далекого кінця вимірюваного волокна назад на той кінець кабелю або лінії, де розташоване джерело випромінювання. Таким чином, відповідно до ідеологією методу тестування здійснюється «по шлейфу», і на другому кроці вимірювач фіксує не PL (н »), а деяку величину P '(н») = PL (н ») + A', де A ' - загасання в зворотному волокні шлейфу. Результат, який відображається на індикаторі приладу, являє собою зміщену оцінку фактичної величини загасання. Для усунення невизначеності, яка виникає внаслідок відсутності інформації про чисельний значенні параметра A ', залучаються ще два додаткових волокна, а повний цикл тестування завжди складається з трьох вимірів з'єднаних по шлейфу світловодів (тестоване вимір з кожним реверсивним і реверсивні один з одним).

Розрахункова частина процедури тестування виглядає наступним чином. Позначимо через AXY величину загасання шлейфу, утвореного волокнами з номерами X і Y. Щоб помилка одержуваного результату не перевищувала рівень похибки, що вноситься власне джерелом і приймачем вимірювача оптичних втрат, повинні виконуватися наступні умови:

• приймальний блок вимірювача має досить високим рівнем лінійності амплітудної характеристики;
• втрати в елементі, за допомогою якого формується шлейф з двох волокон, нехтує малі в порівнянні з втратами в окремо взятих волокнах X і Y.

Математично останнє твердження еквівалентно тому, що для зазначеного випадку справедливо співвідношення AXY = AX + AY.

Для шлейфів, утворених волокнами з номерами X, Y і Z, в результаті проведення вимірювань знаходяться три значення величин втрат AXY, AYZ і AXZ. За ним подвоєна величина фактичних втрат в волокні з номером X обчислюється в результаті нескладних математичних викладок наступним чином:

AXY - AYZ + AXZ = (AX + AY) - (AY + AZ) + (AX + AZ) = 2AX.

Аналогічно за результатами вже виконаних вимірювань другого етапу розраховують значення втрат в волокнах Y і Z.

Метод забезпечує найбільшу ефективність при роботі з лініями великої протяжності, коли через значне просторового рознесення точок підключення приладів виникають проблеми з визначенням опорного значення на приймальному блоці вимірювача оптичних втрат. Основною областю його застосування в СКС може вважатися визначення загасання ліній підсистеми зовнішніх магістралей за допомогою оптичного тестера або іншого аналогічного одноканального приладу.

МЕТОД обриву

Основна ідея методу обриву (в технічній літературі його іноді називають методом «зрізу» від англ. Cut back) складається в порівнянні значень вимірів потужності тестового оптичного сигналу на виході довгого світловода і його короткого відрізка. Короткий відрізок волокна відламують від довгого після першого кроку вимірювань. На відміну від більшості інших методів в даному випадку реалізується «зворотна» схема побудови процедури тестування: спочатку виконується визначення потужності PL (н ») вихідного сигналу, і тільки потім - вимір опорного значення Po (н»).

Метод дає більш точні результати в порівнянні з методом внесеного загасання, однак вимагає обов'язкового фізичного руйнування тестованого волокна, а тому використовується переважно в процесі виробництва оптичних кабелів. Стосовно до структурованої проводці його застосовують виключно під час вхідного контролю неоконцованних лінійних кабелів підсистеми зовнішніх магістралей. Дана процедура є обов'язковою відповідно до стандарту ISO / IEC TR 14763-3.

Процес вимірювання за методом обрів найчастіше віконують у такий способ. Тестованій кабель вітрімують в нормальних кліматичних условиях не менше 3 ч. Потім его кінці звільняють від захисних покриттів (вхідній кінець на довжіні НЕ менше 1 м, вихідний кінець - НЕ менше 0,5 м). Дана операція НЕ віклікає технічних проблем, так як ее Виконання гарантується правилами упаковки лінійніх кабелів при їх поставці на барабанах. Тестоване волокно зачіщають примерно на 30б-50 мм и обробляють в сколювачем для Отримання рівної перпендікулярній осі торцевої поверхні. После цього будь-Якім підходящім способом волокно підключають до джерела випромінювання и вімірніка оптічної потужності, для чого найчастіше Використовують адаптер на оголений волокно або Пристрій оперативного Підключення. Точність вимірювань можна підвищити за рахунок застосування шнурів, які з'єднуються з тестованим волокном зварюванням або за допомогою механічних сплайсов. Потужність, що фіксується вимірником, приймають за PL (н »).

На другому кроці, чи не отсоединяя тестоване волокно від джерела випромінювання, його обламують на відстані 1,5-2 м від точки введення. Після зачистки утворився кінець обробляють в сколювачем і тим або іншим способом армують виделкою разюема, яку підключають до вимірника оптичної потужності. Тепер його показання приймають за Po (н »). Для зменшення похибки процес вимірювань на другому кроці повторюють кілька разів (не менше трьох, відповідно до вимог ГОСТ 26814-86) з наступним усередненням отриманих значень. Довжина зачистки і відколу становить 3б-5 см.

ВИМОГИ ДО АПАРАТНОЇ ЧАСТИНИ ВИМІРНИКА ОПТИЧНИХ ВТРАТ

Вимірювання загасання в разі використання методів обриву і внесених втрат засноване на застосуванні джерела випромінювання і вимірювача оптичної потужності. Ці прилади повинні відповідати ряду вимог, необхідність дотримання яких логічно випливає з особливостей реалізації різних методів.

Джерело випромінювання вимірника, який використовується в процесі роботи з багатомодовими компонентами і лініями різних видів, повинен бути, відповідно до стандарту IEC 61280-4-1, узгоджений по спектру з тестованим волокном і мати характеристики, наведені в таблиці 3 . При можливості вибору типу джерела слід прислухатися до думки фахівців з метрологічного забезпечення ліній оптичного зв'язку, які стверджують, що в області багатомодовою техніки внаслідок істотно більш високою температурною стабільності світлодіодний джерело забезпечує помітний виграш по параметру відтворюваності отриманих результатів.

Стандарти IEC 61280-4-1 та TIA-526-14-A передбачають поділ джерел випромінювання за категоріями CPR (від англ. Coupled power ratio). Визначення цього параметра здійснюється (див. Схему на малюнку 4 ) наступним чином. До джерела випромінювання підключають багатомодовий тестовий шнур довжиною 1б-5 м і за допомогою вимірника фіксують потужність Pm на його виході. Потім вилку цього шнура відключають від вимірювача, а до звільнилася розетки приладового разюема підключають вилку одномодового шнура такої ж довжини. Вільні кінці шнурів з'єднують в розетці і фіксують потужність Ps оптичного сигналу. Параметр CPR розраховується як CPR = 10 lg (Pm / Ps) з точністю 0,1 дБ. Категорію джерела знаходять по розрахованій сумі параметра CPR з залученням в якості критерію ранжирування даних з таблиці 4 .

Вважається, що джерело Кате-рії 1 збуджує волокно з переповненням. На цій підставі він повинен вибиратися для проведення вимірювань в тих випадках, коли по багатомодовим кабельним трактах працюють світлодіодні мережеві інтерфейси зі швидкостями передачі до 100б-155 Мбіт / с. При використанні ис-точніка категорії 5 волокно працює в маломодовом режимі.

Для визначення категорії CPR волокно одномодового шнура повинна мати діаметр модового поля 9 б? 0,1 мкм на довжині хвилі 1300 нм і 5 б? 0,1 мкм при н »= 850 нм. З наведених значень випливає, що в першому випадку можна скористатися стандартним одномодовим волокном. У другому випадку необхідний спеціальний світловод зі зменшеним діаметром серцевини, який зберігає одномодовий режим роботи на довжині хвилі 850 нм. Його функції може виконувати, наприклад, серійно випускається компанією Corning волокно Puremode HI 780 з довжиною хвилі відсічення 720 б? 50 нм.

Величина загасання багатомодового волоконного світловода на початковій ділянці довжиною кілька сотень метрів залежить від умов її порушення. Джерело випромінювання вимірювача повинен бути по можливості узгоджений по площі і своїм апертурним властивостями з випромінювачами мережевих інтерфейсів, функціонування яких повинні підтримувати кабельні тракти СКС.

У разі багатомодових трактів, призначених для забезпечення працездатності низько- і середньошвидкісних додатків, краще застосовувати випромінювачі категорії 1. У тих ситуаціях, коли оптична підсистема структурованої проводки підтримує інтерфейси з гігабітними і мультігігабітнимі швидкостями на довжині хвилі 850 нм, в якості джерела світла доцільно скористатися випромінювачами категорії 4, до яких відноситься лазер VCSEL. З аналогічних міркувань точність вимірювань при роботі з одномодовими оптичними кабелями зростає, якщо у вимірювачі встановлений нізкоапертурний джерело випромінювання категорії 1.

Функції приймача оптичного випромінювання може виконувати вимірювач абсолютної і відносної потужності, які не чутливий до модовая складу випромінювання.

Відповідно до вимог стандартів, засоби вимірювальної техніки слід забезпечувати необхідний рівень тимчасової і температурної стабільності характеристик, а також оптимальний рівень лінійності по оптичної потужності.

ПРИНЦИПИ ПОДКЛфЧЕНІЯ ВИМІРНИКА до контрольованих ОБЮЕКТУ

Для підключення тестують приладів до обюекту вимірювань стандарти серії IEC 61280-4 рекомендують використовувати шнури довжиною від 1 до 5 м у разі багатомодовою техніки і від 2 до 5 м при роботі з одномодової елементної базою. Американські аналоги міжнародних нормативних документів встановлюють довжину шнурів в межах від 1 до 5 м незалежно від різновиду вимірюваної лінії.

Зазначені вище стандарти вимагають застосування такої конструкції шнурових виробів, при якій поява мод оболонки виявляється неможливим. Для вирішення цього завдання допускається використання зовнішнього пристрою, функції якого на практиці зазвичай виконує змішувач мод. Необхідно, щоб світлопроводи шнурів для підключення вимірювача збігалися по номінальним значенням діаметра серцевини і числової апертури з аналогічними параметрами волокна тестованого обюекта. Окремо обмовляється, хоча і без конкретизації форми конструктивного виконання, забезпечення простоти підключення шнурів до джерела випромінювання, фотоприймача й обюекту вимірювань.

Необхідність зменшення похибки внаслідок кінцевої точності взаємного вирівнювання серцевин волокон шнура і контрольованого обюекта в разюеме привела до появи додаткових вимог щодо вилок разюемов, якими оконцовивают тестові шнури. Вилки одномодових разюемов рекомендується застосовувати навіть для багатомодових виробів, причому цей елемент повинен гарантувати втрати не більше 0,5 дБ при якості обробки торцевої поверхні не нижче рівня PC.

У разі тестування багатомодових трактів для запобігання проблем з підключенням змішувача мод не рекомендується використовувати шнури з волокнами стрічкового типу, а також шнури, зовнішній діаметр оболонки яких перевищує 3,5 мм.

ДОСЯГНЕННЯ ЗАДАНОГО модовая СКЛАДУ випробувального сигналу

Отримання відтворюваних результатів вимірювання загасання багатомодових кабельних виробів та комплексних обюектов на їх основі виявляється ускладнено внаслідок наявності в їх волокнах великої кількості мод. Кожна з них має різні умови поширення і різні питомі втрати потужності. Дана особливість призводить, зокрема, до того, що до моменту стабілізації модового складу випромінювання внаслідок процесів зв'язку мод, т. Е. На так званому початковій ділянці оптичного кабелю, його коефіцієнт загасання залежить від довжини. Для придушення цього небажаного ефекту в процесі вимірювання оптичне випромінювання, що подається на вхід тестованого волокна, має відповідати критерію так званого рівноважного розподілу мод. Воно відповідає усталеному модовая складу волокна досить великої довжини (розподіл EMD, від англ. Equilibrium Mode Distribution). Для гарантованого виходу на цей режим незалежно від характеристик джерела випромінювання на вході вимірюваного оптичного кабелю включається змішувач мод. Його застосування підсилює зв'язок мод і значно прискорює досягнення рівноважного розподілу. На практиці застосовують три різні конструкції такого змішувача.

Найпростішим способом досягнення рівноважного розподілу є використання удлиняющего або ініціюючого світловода, який включається між джерелом випромінювання і тестується обюектом. Функції такого волокна може виконувати звичайний градієнтний світловод довжиною 1-2 км, діаметр серцевини і числова апертура якого відповідають аналогічним параметрам волокон лінійних кабелів тестованого обюекта.

Волоконний змішувач може бути виконаний і на основі чотирьох зістикованих один з одним відрізків многомодового волокна з різними профілями показника заломлення. Зокрема, для вимірювання трактів з 50-мікронною серцевиною деякі європейські фахівці рекомендують застосовувати таку комбінацію відрізків волокон:

• 1 м волокна із ступінчастим профілем і діаметром серцевини 50 мкм;
• + 1 м волокна з градієнтним профілем і діаметром серцевини 40 мкм;
• + 1 м волокна із ступінчастим профілем і діаметром серцевини 50 мкм;
• + 500 м волокна з градієнтним профілем і діаметром серцевини 50 мкм.

При задовільній якості фільтрації (коли досягається так зване квазірівноважне розподіл мод) такий комбінований світловод істотно коротше звичайного ініціюючого, і тому він легко встановлюється в оптичну вимірювальну апаратуру, призначену для польового тестування.

Для зручності виконання процедур тестування ініціює волокно намотують на бобіну. Основними недоліками «волоконних» варіантів реалізації змішувачів мод є необхідність застосування нестандартизованих IEC 60763-2 волокон при виготовленні комбінованого світловода, а також наявність в змішувачі помітних втрат, що обмежує динамічний діапазон вимірювальної системи.

Метод так званого 70-процентного збудження, (Limited Phase Space, LPS), рекомендований для використання EIA. Рішення передбачає формування такого вхідного світлового потоку, коли не відбувається введення потужності в швидко затухаючі моди високого порядку. Це досягається в тому випадку, якщо на серцевину тестованого волокна подається світловий потік, який зосереджений в 70% його числової апертури і висвітлює 70% площі серцевини. Для таких процедур знадобляться виготовляється за особливим замовленням ініціює волокно і лінзова оптична система. Необхідність спеціального оптичного устаткування робить даний метод мало перспективним для проведення вимірювань на обюекте і обмежує область його використання дослідними лабораторіями.

В основу конструкції змішувача згинального типу, іноді званого скремблер (від англ. Scramble б- перемішувати), покладено той факт, що в градієнтному световоде частина траєкторій променів мод вищого порядку проходить поблизу кордону розділу «сердцевінаб-оболонка». Тому при вигині волокна з невеликим радіусом створюються умови для інтенсивного висвітлювання цих променів в оболонку, де вони швидко згасають. Крім того, наявність вигину підсилює зв'язок між окремими модами і призводить до збільшення інтенсивності обміну енергії між ними, що значно прискорює процес стабілізації модового складу. Такий виріб може бути реалізовано відповідно до різними конструктивними схемами. Наприклад, на ранніх етапах розвитку техніки оптичного зв'язку великою популярністю користувалася конструкція у вигляді системи роликів, розташованих на деякій відстані один від одного і призначених для намотування волокна. Найбільш зручною виявилася реалізація цього фільтра в формі одиночної котушки (англ. Mandrel, ньому. Wickeldorn). На її шийку без перехлеста з невеликим натягом намотується п'ять витків того кінця шнура або волокна, який підключається до джерела оптичного сигналу. Робоча поверхня шийки може забезпечуватися направляючою спиралевидной канавкою. Діаметр котушки нормується стандартами; визначальними параметрами є діаметр серцевини світловоду і тип шнурового вироби (див. таблицю 5 ). Для запобігання помилок в процесі виконання вимірювань котушку фарбують в різні ідентифікаційні кольору (наприклад, компанія Fluke використовує червоний і сірий кольори). Простота конструкції і мала вага подібного змішувача в поєднанні з досить високою ефективністю сприяли його широкому поширенню.

Ще одним джерелом помилки вимірювання є моди оболонки. Вони виникають переважно в разі застосування в джерелі світла світлодіоди і помітно спотворюють результати вимірювань для коротких ліній. Найбільш ефективний спосіб придушення цієї небажаної складової випромінювання полягає в усуненні повного внутрішнього відображення на зовнішньому кордоні оболонки.

Конструкція світловода цілеспрямовано вибирається таким чином, щоб придушувати моди оболонки. Для цього показник заломлення матеріалу первинного захисного покриття навмисно перевищує аналогічний параметр оболонки волокна. Для додаткового збільшення ефективності процесу придушення паразитних мод кабель шнура згинається. При роботі з багатомодовою технікою вигин забезпечується котушкою змішувача мод. При вимірах одномодових трактів американський технічний бюлетень TSB-140 рекомендує використовувати для підключення джерела світла шнур з вигином в формі одиночного кільця діаметром 30 мм. Міжнародний стандарт IEC 61300-3-4 пропонує в даній ситуації виконувати на шнурі дві петлі діаметром 50 мм.

У тих ситуаціях, коли ступінь природного придушення мод оболонки навіть при наявності котушки виявляється недостатньою, пропонується застосовувати так званий фільтр мод оболонки (англ. Cladding modes stripper або cladding modes filter), іноді його називають фільтром випливають мод. Для реалізації такого фільтра близько 50 мм світловода повністю очищають від всіх захисних покриттів аж до зовнішньої поверхні скляної оболонки, згинають або навіть складають петлею і занурюють оголений ділянку в кювету з иммерсионной рідиною. Показник заломлення імерсійної рідини має дорівнювати показнику заломлення кварцового скла або навіть перевищувати його. Моди оболонки швидко переходять в рідину, де відбувається їх розсіювання і поглинання. Складність і незручність реалізації даного способу в польових умовах обмежують область його використання виключно дослідними лабораторіями.

СПОСОБИ ЗБІЛЬШЕННЯ ТОЧНОСТІ РЕЗУЛЬТАТІВ ВИМІРЮВАНЬ

Для збільшення відтворюваності результатів і досягнення прийнятного рівня точності при будь-якому варіанті реалізації методу внесених втрат рекомендується дотримуватися таких основних правил:

• відключення тестового шнура від джерела випромінювання не проводиться (наявні нечисленні виключення з цього правила відносяться до измерителям з фіксованим оптичним інтерфейсом і не підтримуються більшістю виробників вимірювальних приладів);
• на вході в вимірюваний волокно повинен бути забезпечений заданий модовий склад тестового сигналу; найбільш прийнятний спосіб б- застосування котушок змішувача мод в багатомодових системах і вигину з'єднувального шнура джерела в разі роботи з одномодової технікою.

У складних мережах з розвиненою волоконно-оптичної підсистемою випромінювач оптичного тестера при тестуванні по методу внесених втрат після визначення опорного значення залишається в тому приміщенні, обладнання якого обслуговує кілька технічних приміщень більш низького рівня (наприклад, кросова кімната будівлі при наявності декількох кросових поверху). Вимірювач оптичної потужності на етапі проведення вимірювань PL (н ») виконує функції« мобільного »пристрою і переноситься з одного технічного приміщення нижчого рівня в інше. Такий прийом дозволяє зменшити рівень механічних впливів на з'єднувальний шнур і разюем джерела випромінювання і мінімізувати «догляд» в часі значення Po (н »)

ЗАКЛфЧЕНІЕ

Підводячи підсумки, ми можемо констатувати наступне.

1. У разі будівництва, приймально-здавальна и сертіфікаційніх випробувань, а такоже подальшої ЕКСПЛУАТАЦІЇ оптічної підсістемі СКС застосовуються методи вимірювання загасання трактів, стаціонарних ліній и шнурової виробів аналогічні тім, Які Використовують на лініях Великої протяжності відомчіх мереж зв'язку та мереж зв'язку Загальне Користування .
2. Схеми визначення загасання окремих компонентів і реалізованих на їх основі комплексних обюектов оптичної підсистеми повинні будуватися відповідно до методами трьох і одного тестового шнура. Проблема нестиковки нормативних документів в частині застосування методу двох тестових шнурів, як того вимагають стандарти на деякі низько- і середньошвидкісні оптичні додатки локальних мереж (наприклад, 10BaseFL), більш не є актуальними через надзвичайно малої поширеності цих видів обладнання.
3. Для збільшення точності і відтворюваності отриманих результатів в процесі визначення опорного значення і подальшої оцінки в багатомодових системах повинні бути вжиті заходи з придушення мод оболонки і досягненню квазірівноважного складу випромінювання. Найбільш ефективним способом виконання даної операції є вигин з певним радіусом волокна шнура, що підключається до джерела випромінювання вимірника оптичних втрат.
4. Достовірність результатів інструментального контролю загасання підвищується в тому випадку, якщо апертурні і площинні характеристики випромінювачів вимірювача оптичних втрат і мережевого інтерфейсу узгоджені між собою. Гарантією такого узгодження відповідно до вимог нормативних документів є вибір відповідної категорії джерела із залученням для цього параметра CPR.

Андрій Семенов - директор центру розвитку «Ай-Ті СКС». З ним можна зв'язати за адресою: [email protected] .