Рефлектометрические измерения потерь в различных оптических коннекторах. Курсовая работа (т). Информатика, ВТ, телекоммуникации.
👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Рефлектометрические измерения потерь в различных оптических коннекторах
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
Министерство
образования и науки Российской Федерации
Государственное
образовательное учреждение
высшего
профессионального образования
«КУБАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Рефлектометрические
измерения потерь в различных оптических
коннекторах
Работу выполнил Новиков Валерий
Алексеевич
Специальность 210401 - Физика и
техника оптической связи
Научный руководитель доцент В. С.
Дорош
Нормоконтролер инженер И. А.
Прохорова
Новиков В.А.
Рефлектометрические измерения потерь в различных оптических коннекторах. Курсовая
работа: 47 с., 28 рис., 12 источников.
Оптическое волокно,
световод, измерение затухания, рэлеевское рассеяние, рефлектометр
Объектом рассмотрения данной курсовой работы
являются характеристики, свойства оптических волокон и коннекторов, методы
измерения затухания в волокнах и коннекторах, принцип действия и возможности
рефлектометров.
Целью работы является собрать обзор по
характеристикам, свойствам оптических коннекторов, методам измерения затухания
в соединениях, изучить рефлектометры, их характеристики, возможности,
особенности; разработать методику рефлектометрического измерения потерь в
оптических коннекторах; собрать экспериментальный измерительный стенд;
произвести измерения и расчеты потерь.
В результате выполнения курсовой работы собран
обзор по характеристикам, свойствам оптических коннекторов, методам измерения
затухания в соединениях, изучены рефлектометры, их характеристики, возможности,
особенности; разработана методика рефлектометрического измерения потерь в
оптических коннекторах; собран экспериментальный измерительный стенд;
произведены измерения и расчеты потерь, сделаны соответствующие выводы.
. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ
ИЗЛУЧЕНИЯ В СВЕТОВОДЕ
.2 Характеристики световодов.
Числовая апертура. Потери. Дисперсия сигналов оптического излучения.
Поляризационные свойства световодов
.4 Особенности потерь в разъёмных
соединениях
.2 Измерения потерь с помощью
оптического тестера
.3.1 Принцип работы оптического
рефлектометра
.3.2 Структура оптического рефлектометра
.3.3 Возможности оптического
рефлектометра AQ7270
.3.4 Особенности работы
бриллюэновского рефлектометра
.1 Технические характеристики
оптического рефлектометра AQ7270
.2 Блок-схема экспериментальной
установки
.3 Экспериментальные измерения
потерь в коннекторах
.4 Экспериментальные измерения
отражения в коннекторах
Волоконно-оптические
системы передачи информации
Бриллюэновский
оптический рефлектометр
Волоконно-оптические линии связи - это вид
связи, при котором информация передается по оптическим диэлектрическим
волноводам, известным под названием "оптическое волокно".
Оптическое волокно в настоящее время считается
самой совершенной физической средой для передачи информации, а также самой
перспективной средой для передачи больших потоков информации на значительные
расстояния. Основания так считать вытекают из ряда особенностей, присущих
оптическим волноводам.
До 2015 г. в России предполагается полная
интеграция существующих сетей (включая сети подвижной связи, вещания и сеть
Интернет) в единую федерацию сетей. Суммарная скорость по одному оптическому
волокну достигла 4 Тбит/с, а по медному кабелю 1 Гбит/с.
В настоящее время по оптическому волокну
получены суммарные рекордные скорости передачи 14 Тбит/с, при этом скорость
передачи в одном канале была достигнута 1 Тбит/с; количество каналов в одном
волокне составило 1000 при скорости передачи 3,25Гбит/с. Однако, для
коммерческого применения используется не более 100 каналов при скорости
передачи 40 Гбит/с [2].
1. Физические
основы распространения излучения в световоде
Световод (волновод) -
оптический элемент, предназначенный для пространственного ограничения светового
излучения, распространяющегося в заданном направлении. Форма поперечного
сечения световода может быть прямоугольной, квадратной, круглой, эллиптической
и т. п. Наибольшее распространение получили световоды с круглым и эллиптическим
сечениями. Световоды, представляющие собой тонкие стеклянные или кварцевые
нити, часто называют оптическими волокнами.
По волокну могут распространяться меридиональные
лучи (лучи, пересекающие ось волокна) и косые лучи (не пересекающие ось).
Полное рассмотрение теории распространения света в волноводах достаточно сложно
и трудоёмко [1, 2].
Согласно закону преломления света на границе
раздела двух диэлектрических прозрачных сред (рисунок 1)
где n ос -
показатель преломления среды, контактирующей с входным торцом световода; n с
-
показатель преломления сердцевины световода.
Распространение излучения в световоде основано
на явлении полного внутреннего отражения (ПВО) на границе сердцевины и
оболочки.
При полном отражении интенсивность отражённого
луча равна интенсивности падающего.
Рисунок 1 - Схема распространения лучей света в
световоде
Более полное рассмотрение явления ПВО
показывает, что происходит проникновение световой волны во вторую среду
(явление нарушенного полного внутреннего отражения -
НПВО).
Свойства световода с круглым поперечным сечением
определяются его первичной характеристикой - функцией n (r).
Функция n (r) может быть гладкой или кусочной. В первом случае будет
градиентный, а во втором - слоистый световод.
На рисунке 2 приведены примеры распределения
показателя преломления для разных световодов.
Рисунок 2 - Типы световодов: а) однослойный (без
оболочки); б) двухслойный; в) градиентный; г) с изменением знака градиента
Наиболее распространенными являются двухслойные
(ступенчатые) световоды и градиентные световоды с параболическим законом
распределения показателя преломления.
1.2
Характеристики световодов. Числовая апертура. Потери. Дисперсия сигналов
оптического излучения. Поляризационные свойства световодов
Важнейшей характеристикой световода является
числовая апертура, определяемая выражением:
где q o
-
угол ввода излучения в световод, при котором j = j кр .
Числовая апертура определяет максимальный угол
непрерывного спектра углов падения (спектра пространственных частот), которые
могут эффективно возбудить световод.
Номинальная числовая апертура (NA при n oc =1)
определяется формулой
где Dn -
разность показателей преломления сердцевины и оболочки.
Для поперечно неоднородных световодов вводится
понятие локальной числовой апертуры, связанной с показателем преломления в
текущей точке поперечного сечения и являющейся для цилиндрических световодов
функцией радиуса:
Числовая апертура определяет диапазон углов, под
которыми излучение может вводиться в световод и выходить из него. Числовая
апертура кварцевых световодов, используемых в кабелях связи, обычно равна 0,1 в
одномодовых световодах и 0,2 в многомодовых. Числовая апертура определяется
значениями показателей преломления сердцевины и оболочки (в одномодовых
световодах n c »1,478, n o »1,475).
Увеличение показателя преломления сердцевины обусловлено добавками к SiO 2
нескольких процентов GeO 2 или P 2 O 5 , а
уменьшение показателя преломления в оболочке обусловлено добавками, например B 2 O 3 .
Потери излучения в световодах измеряются отношением
интенсивности выходного (прошедшего) и входного (падающего) световых потоков:
Потери создаются поглощением в материалах
сердцевины и оболочки, неровностью отражающих поверхностей, неоднородностью
показателей преломления по длине волокна, просачиванием света в оболочечные и
вытекающие моды и другими явлениями [3-5].
Потери мощности в световоде определяются
потерями в материале, из которого он выполнен, и потерями, специфическими для
данного волновода. Потери в исходном материале вызваны поглощением и рассеянием
и определяют минимально возможные потери в световоде.
Имеются три основных вида поглощения:
собственное поглощение. Проявляется при
идеальной структуре материала. Механизм этих потерь связан с поведением
диэлектрика с идеальной структурой в электромагнитном поле. Собственное
поглощение характеризует нижний предел поглощения для данного диэлектрика;
примесное поглощение. Обусловлено наличием ионов
металлов переходной группы: Fe 2+ , Cu 2+ , Cr 3+ и
др. Ионы металлов переходной группы, присутствующие в стекле, имеют электронные
переходы в области рабочих длин волн и вызывают соответствующие полосы
поглощения. Существенно влияющей на поглощение примесью является вода,
присутствующая в виде ионов ОН;
поглощение, обусловленное дефектами атомной
структуры материала. Потери вследствие рассеяния вызываются несколькими
механизмами. Во всех оптически прозрачных веществах свет рассеивается в
результате флюктуаций показателя преломления. Показатель затухания,
обусловленного рассеянием, можно найти по формуле:
где n - показатель
преломления; k - постоянная Больцмана; Т -
абсолютная температура; c - сжимаемость.
Такое рассеяние называется рэлеевским. Оно
обратно пропорционально четвёртой степени длины волны и характерно для
неоднородностей, размеры которых менее длины волны, а расстояние, между
которыми достаточно велико.
Кроме флюктуаций плотности, существенными также
являются флюктуации концентраций окислов. Добавляемые в стекло окислы изменяют
показатель преломления, поэтому неоднородность концентрации создает большие
флюктуации показателя преломления [8].
При достаточно большой мощности могут возникать
нелинейные процессы, при которых параметры материала изменяются в зависимости
от мощности, распространяющейся в данном материале. В результате может
появиться возбуждённое комбинационное рассеяние. Другой причиной нелинейного
рассеяния может быть вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна. Это явление
вызвано тем, что выше некоторого порога мощности нелинейные процессы приводят к
переходу мощности первичных волн в излучение других длин волн.
Потери в световодах зависят от длины волны
света. Для кварцевых световодов наименьшие потери (»
0,2 дБ/км) соответствуют длине волны 1,55 мкм [1-3,9].
В ВОЛС информация кодируется и передается
импульсами света. При прохождении импульсов по волокну изменяется не только их
амплитуда, но и форма, т.е. импульсы могут уширяться. Это явление называют
дисперсией импульсных сигналов [3-5].
Уширение импульсов определяет предельную
скорость передачи информации и при малых потерях (<0,5 дБ/км) ограничивает
максимальную длину волоконного кабеля. При передаче на большее расстояние
потребуются ретрансляторы.
В многомодовых световодах дисперсия сигналов
обусловлена так называемой межмодовой дисперсией. Появление межмодовой
дисперсии связано с тем, что каждая направляемая световодная мода имеет свою
скорость распространения вдоль волокна. Причём мода с большим m чаще испытывает
отражения и поэтому позже выходит из световода. В результате импульс света
уширяется, диспергирует.
В одномодовых световодах проявляется уширение
сигналов вследствие материальной (хроматической) дисперсии, т.е. зависимости
скорости света от длины волны для материала световода. Хроматическая дисперсия
пропорциональна ширине спектра излучения источника Dl
и зависит от значения l.
В кварцевых световодах материальная дисперсия в
видимой области спектра очень велика, но для длины волны l»1,3
мкм имеет минимальное, почти нулевое значение.
В одномодовых кварцевых световодах, работающих
на длине волны 1,3 мкм, скорость передачи информации ограничена внутримодовой
(волноводной) дисперсией. Волноводная дисперсия определяется шириной спектра
излучения Dl, однородностью световода вдоль волокна,
профилем распределения показателя преломления в поперечном сечении волокна и
другими факторами.
Поляризация как свойство векторных волн
электромагнитного поля полностью определяется изменением во времени вектора
напряжённости электрического поля Е(r,t), наблюдаемого в фиксированной точке
пространства.
В цилиндрическом волоконном световоде при
идеальных условиях распространяется основная мода НЕ 11 с
поляризацией, близкой к линейной, которая плохо удерживает ориентацию вектора Е
вследствие осевой симметрии. Наличие микродефектов в материале сердечника и
оболочки, нерегулярностей на их границе, вибрации, изменения температуры
окружающей среды приводят к вырождению одномодового режима и появлению двух
мод, одинаковых по распределению поля, но ортогональных по поляризации. Их
взаимодействие определяет возникновение слабо эллиптически поляризованной волны
с измененным состоянием поляризации относительно входного света.
При линейной поляризации входного излучения
экспериментально анализируемым параметром является коэффициент
"деполяризации"
характеризующий отклонение интенсивностей
ортогональных составляющих с учётом поворота эллипса поляризации излучения,
проходящего световод. Эти параметры измеряются локально (в точке) или
интегрально (при приёме и анализе излучения со всего торца волновода на один
фотоприёмник). Под I о (или I y ) понимается интенсивность
составляющей, соответствующей преимущественной поляризации на выходе волновода.
В многомодовых световодах из-за наличия
спекловой структуры не сохраняется состояние поляризации входящего в него
излучения: поляризация излучения в поперечном сечении световода изменяется от
пятна к пятну по площади пятна. Если световод возбуждается линейно
поляризованным лучом, то в спекловой структуре на выходе распределение поляризации
окажется хаотическим.
Преобразование поляризации излучения в
многомодовом световоде зависит:
от его типа (формы поперечного сечения, профиля
показателя преломления, свойств материала);
частоты падающей волны, так как процессы,
изменяющие степень поляризации поля в волноводе, являются в общем случае
дисперсионными;
ориентации оси волновода относительно
направления распространения возбуждающей волны и др.
По конструкции соединения бывают симметричными и
несимметричными (рисунок 3).
Рисунок 3 - Несимметричная (а) и симметричная
(б) конструкции коннекторов (1 - соединитель гнездовой; 2 -
наконечник-капилляр; 3 - соединитель штекерный; 4 - кевларовые нити; 5 -
эпоксидный наполнитель; 6 - соединитель; 7 - переходная соединительная розетка
(адаптер); 8 - оптический наконечник; 9 - центрирующий элемент розетки; 10 -
оптическое волокно; 11 - миникабель)
При несимметричной конструкции для организации
соединения требуется два элемента: соединитель гнездовой и соединитель
штекерный. Оптическое волокно в капиллярной трубке коннектора - штекера не
доходит до торца капилляра, а остается в глубине. Волокно в гнездовом
соединителе выступает наружу. При организации соединения физический контакт
волокон происходит внутри наконечника-капилляра, который обеспечивает соосность
волокон. Открытое волокно, и капиллярная полость у этих соединителей являются
основными недостатками, снижающими надежность несимметричной конструкции.
Особенно недостатки сказываются при большом количестве переподключений.
При симметричной конструкции для организации
соединения требуются три элемента: два соединителя и переходная розетка
(coupling). Соединительные розетки или адаптеры (coupling) являются
непосредственно соединяющей частью всей конструкции. Одной из составных частей
адаптера является соединительная гильза.
Рисунок 4 - Соединительные адаптеры
Соединительная гильза расположена в адаптере и
предназначена для совмещения наконечников, а следовательно и волокон. Гильзы
для одномодовых волокон обычно изготавливают из керамики или сплава бериллия с
медью.
Главным элементом соединителя является
наконечник (ferrule). Переходная розетка снабжается центрирующим элементом,
выполненным в виде трубки с продольным разрезом, т. к. должен быть контакт
между наконечником и центрирующим элементом розетки. Наконечник, как самый
прецизионный элемент соединителя, является самым дорогим. Наконечники обычно
бывают металлические (на основе нержавеющей стали), керамические (на основе
циркония или оксида алюминия). Пластиковые наконечники высокого качества должны
снизить стоимость соединителя.
Чтобы обеспечить сохранность хрупкого волокна
при многократном совмещении, их оконечные отрезки помещают в керамические
наконечники. Большинство наконечников имеют цилиндрическую форму с диаметром
2,5 мм (коннекторы LC - 1,25 мм).Внутри наконечников существует канал, в
который вводится и фиксируется химическим или механическим способом очищенный
от оболочки световод. Фиксирующим составом обычно выступают эпоксидные
растворы. Выступающий излишек волокна удаляется специальными инструментами
(делается надрез и обламывание световода).
Современные наконечники выдерживают 100 - 1000
подключений.
.4 Особенности потерь в разъёмных
соединениях
Внутренние потери определяются факторами,
которые невозможно контролировать (достичь их улучшения при заделке волокна в
соединитель), а именно парной вариацией диаметров сердцевин, показателей
преломления, числовых апертур, эксцентриситетов сердцевина/оболочка и
концентричностей сердцевины у волокон с разных сторон. Причем следует аддитивно
учитывать все эти потери. Можно ожидать случайное изменение этих факторов даже
в том случае, когда волокна одинакового стандарта или с одной и той же катушки.
Внутренними причинами оптических потерь
являются:
1) допуски на различные размеры световодов;
2) различие диаметров модовых полей
стыкуемых световодов;
) механическая нестыковка (угловое
смещение, радиальное смещение, осевое смещение);
) френелевского рассеяния на
неоднородностях;
) шероховатости на торце сердцевины;
) загрязнение между торцами волокон;
) в зазоре между волокнами среда имеет
показатель преломления отличный от показателя преломления сердцевины волокна.
Потери мощности оптического сигнала из-за
различия числовых апертур соединяемых ОВ происходят, если числовая апертура
передающего ОВ больше числовой апертуры принимающего, и вычисляются по формуле:
где NAприним - апертура принимающего
оптоволокна; NAпередающ - апертура передающего волокна.
Если же числовая апертура передающего ОВ меньше
числовой апертуры принимающего ОВ, то рассогласование апертур не вносит потерь.
При этом часть оптической мощности распространяется в покрытии принимающего ОВ.
Эти потери определяются по формуле:
где D приним - диаметр сердцевины
принимающего ОВ; D передающ - диаметр сердцевины передающего ОВ.
В одномодовых ОВ различие диаметров сердцевин
приведёт к различию диаметра поля моды. Диаметр поля моды увеличивается по мере
увеличения длины волны. Для одномодового ОВ со ступенчатым профилем показателя
преломления существует взаимосвязь между радиусом поля моды (w) и радиусом
сердцевины ОВ (a):
Неконцентричность - это расстояние между
центрами сердцевины и покрытия ОВ. Их несовпадение приводит к увеличению
затухания в разъёмном соединении.
Рисунок 5 - Неконцентричность и овальность
сердцевины волокна
Наличие овальности сердцевины приводит к тому же
эффекту, что и различие диаметров сердцевин соединяемых волокон. В этом случае
величина затухания будет зависеть от угла между осями d соединяемых волокон,
будет максимальным при 90 , и изменяться с
каждым подключением. По результатам расчетов известно, что эллиптичность
сердцевины в 5% приводит к величине вносимых оптических потерь до 0,1 дБ.
Потери при радиальном смещении волокон
определяются по формуле:
где δ - радиальное
смещение; d - диаметр сердцевины волокна.
Рисунок 6 - Радиальное смещение стыкуемых
волокон
Рисунок 7 - Зависимость потерь на стыке от
радиального смещения волокон
Потери при угловом смещении волокон определяются
по формуле:
где -
угловое смещение; NA - числовая апертура; -
апертурный угол.
Рисунок 8 - Угловое смещение волокон
Потери при осевом смещении волокон определяются
по формуле:
где S - осевое смещение; NA - числовая апертура;
-
показатель преломления среды, заполняющей пространство стыка; -
апертурный угол; d - диаметр светонесущей части волокна (сердцевины).
Рисунок 9 - Зависимость потерь на стыке от
углового смещения волокон
ОБРАТНОЕ ОТРАЖЕНИЕ. С учетом двух скачков
показателей преломления коэффициент прохождения определяется из соотношения:
В случае воздушного зазора (n = 1) потери
составляют 0,35 дБ. Френелевские потери можно уменьшить, подбирая наполнитель
между соединителями с показателем преломления, близким к показателю преломления
световода и делая зазор много меньше длины волны.
Качество поверхности скола. Поверхность скола
должна быть гладкой, не иметь дефектов типа трещин и царапин.
Наличие зазора между волокнами. При появлении
зазора между волокнами появляется и френелевское отражение из-за того, что
среда, заполняющая пространство между открытыми плоскостями торцов волокон
имеет отличный от волокон показатель преломления.
Рисунок 10 - Зависимость потерь на стыке от
осевого смещения волокон
Коэффициент френелевского отражения:
Рассеяние не только ведет к ослаблению
проходящего сигнала, но и увеличивает обратный световой поток. Обратное
отражение является вторым по пагубности фактором после вносимых потерь. Потери
на обратном отражении или просто обратные потери b в дБ определяются как:
Основным фактором, вносящим вклад в обратное
отражение, является френелевское отражение вследствие зазора S (обычно
воздушного) между торцами волокон.
Наиболее общее выражение для коэффициента
отражения имеет вид:
Непараллельность торцов приводит к разным
значениям зазора S для разных участков сердцевины. В этом случае, происходит
усреднение по осцилляциям синуса, а обратные потери определяются как b = - 10
lgR [дБ].
При малых значениях зазора S вклад френелевского
отражения во вносимые потери пренебрежимо мал.
ТИПЫ КОНТАКТОВ СОЕДИНИТЕЛЕЙ. Существуют три типа
поверхностей торца ОВ: плоская, сферическая, наклонная сферическая. Плоская
поверхность. В месте контакта возможна недостаточная параллельность сколов
волокон, попадание частиц пыли и прочие дефекты. Все пагубные влияния
минимизируются при сферизации торцов волокон. Сферическая поверхность.
Сферическая поверхность обеспечивает физический контакт ( Physical Contact,
PC ). Радиус кривизны R при РС-соединении находится в диапазоне от 15 до 25
мм. Угол наклона составляет 8 - 12°. Наклонная сферическая поверхность.
Наклонная сферическая поверхность - угловой физический контакт ( Angled
Physical Contact, АРС ) - наиболее широко применяемая на практике.
КОНТАКТЫ ТИПА ANGLED PC (APC). При использовании
ступенчатого одномодового волокна угол наклона составляет 8°, что приводит к
потерям на обратное отражение обычно меньше 60 дБ. Что касается волокна со
смещенной дисперсией, то оно имеет большие числовые апертуры по сравнению со
ступенчатым. Поэтому при использовании одномодового волокна со смещенной
дисперсией для того, чтобы обеспечить такие же низкие потери на обратном
отражении, угол наклона делают больше - стандартизировано значение 12°.
Обратная отраженная мощность составляет 0,003% от передаваемой. Излучение, отраженное
под углом к оптической оси, не испытывает полного внутреннего отражения, а
преломляется в оболочку ОВ и становится оболочечной модой.
В процессе строительства и эксплуатации ВОЛС
практически применяются следующие методы:
метод измерения вносимого затухания;
метод обратного рассеяния (рефлектометрический
метод).
Приборы, в которых используются согласованные
пары источник излучения - измеритель оптической мощности, носят название
оптических тестеров или измерителей оптических потерь.
Метод обрыва является наиболее точным методом
измерения затухания, но из-за того, что он требует разрыва волокна, его
использование при инсталляции, техническом обслуживании и в полевых условиях
неэффективно, поэтому он применяется только при производстве оптических
волокон. Данный метод основан на сравнении значения мощности оптического
излучения, измеренной на выходе длинного отрезка волокна, со значением
мощности, измеренной на выходе короткого участка волокна, образованного за счет
отсечения части его длины (около 3 м) со стороны источника. При этом
необходимым условием измерения является постоянство мощности и неизменность
модового состава вводимого в волокно оптического излучения с тем, чтобы
избежать ввода мощности в переходные моды высшего порядка. При отсутствии ввода
в эти переходные моды будут измерены затухания отдельных участков, которые
суммируются практически линейным образом, и поскольку эти распределения
мощности существенно не изменяются, они называются распределениями в
установившемся состоянии. Для обеспечения таких условий ввода существуют два
метода, заключающиеся в использовании фильтра мод и системы геометрической
оптики. При должном применении этих методов они дают достаточно близкие
результаты.
В первом случае в качестве фильтра мод
используется либо инициирующее волокно (волокно того же типа, но достаточно
большой длины, равной или более 1 км), либо несколько витков (3-5 витков)
намотанного с небольшим натяжением на стержень волокна. Обычно диаметр стержня
составляет 15-40 мм с пятью витками волокна при длине стержня около 20 мм и
выбирается в зависимости от типа волокна и его оболочки.
Во втором случае геометрическая оптика формирует
световой поток, заполняющий 70% диаметра сердечника и столько же цифровой
апертуры измеряемого волокна. Это максимальное распределение мощности, при
котором отсутствует ввод мощности в быстро затухающие моды. Так, для
градиентного многомодового волокна 50/125 мкм с числовой апертурой 0,2 такие
условия ввода соответствуют диаметру однородного пятна, равному 26 мкм при
числовой апертуре 0,11.
Не менее важным является выбор источника
излучения, который должен отличаться высокой стабильностью как по
интенсивности, так и по длине волны излучения с шириной спектральной линии
(между точками при 50% интенсивности), определяемой таким образом, чтобы она
была уже любой характеристики спектрального затухания волокна.
Другим важным условием измерений данным методом
является обеспечение соответствующего вывода мод оболочки, заключающегося в
том, что ни одна из мод излучения, распространяющаяся по оболочке, не будет
обнаружена при короткой длине волокна. С этой целью часто для вывода мод
используется материал, обычно иммерсионная жидкость, показатель преломления
которой равен или больше показателя преломления оболочки.
2.2 Измерения потерь с помощью
оптического тестера
Основное назначение тестера - измерение мощности
оптического излучения на выходе ОВ, определения затухания в ОВ и на отдельных
компонентах кабельной системы и их соединениях. Измерение прямых потерь.
Рассмотрим самые распространенные методы. Метод вносимых потерь (метод
замещения).Применяется для определения потерь на разъемном соединении и для
определения потерь в оптическом кабеле. В первом случае источник соединяется с
измерителем калибровочным шнуром и измеряется уровень мощности P1. Затем
последовательно с калибровочным шнуром включается тестируемый объект и
измеряется значение P2. Потери a в дБ, внесенные разъемным соединением,
определяются как
где P1 и P2 измеряются в дБм. Во втором случае
измерения уровня Р1 проводятся на двух соединенных между собой калибровочных
шнурах. Затем вместо второго шнура, подключенного к приемнику, включается
тестируемый кабель и фиксируется значение Р2. Величина потерь a 12 определяется
аналогично первому случаю. Затем выходы кабеля меняются местами и измерения
повторяются, фиксируется значение a 21. Потери в кабеле определяются как
среднее между a 12 и a 21. Метод обрыва. Этот метод применяется для измерения
потерь в оптических кабелях до их прокладки и оконцевания коннекторами. Метод
базируется на сравнении уровня мощности на выходе длинного тестируемого отрезка
кабеля с уровнем, измеренным на его коротком участке, образованном путем обрыва
кабеля в начале измеряемого образца. Другими словами, сначала измеряется
уровень P 2 на выходе строительной длины кабеля. Затем волокно
обрывают вблизи источника и проводят измерения P 1 на этом коротком
участке. Потери определяются аналогично предыдущему случаю. Этот метод
считается более точным, чем метод вносимых потерь, но он требует качественной
подготовки торцов волокна и строгого соблюдения правил измерения. Метод
сравнения (сличения). Используется для определения потерь в кабеле. Сигнал от
источника при помощи равноплечного ответвителя делится на два канала, один из
которых подается непосредственно на измеритель и служит реперным уровнем, а
второй вводится в оптический кабель и затем на вход того же измерителя. Разница
значений мощности между первым и вторым каналом дает величину потерь в кабеле.
Достоинство метода в высокой точности, так как исключается влияние флуктуаций
выходной мощности источника с течением времени. Используется этот метод
преимущественно на заводах при выходном контроле параметров кабеля, при его
испытаниях и т.д. Измерение обратных отражений и обратных потерь. Так как
обратные потери много меньше прямого сигнала, для их измерений необходим тестер
с большим динамическим диапазоном (не менее 60 дБ). Для повышения точности
измерения обратных потерь должны быть выполнены 2 условия: во-первых,
измеритель должен быть откалиброван по известному отражению; во-вторых, должны
быть измерены
Похожие работы на - Рефлектометрические измерения потерь в различных оптических коннекторах Курсовая работа (т). Информатика, ВТ, телекоммуникации.
Философия Древнего Китая Даосизм Реферат
Реферат Консультация Когнитивно Поведенческого Психолога
Курсовая работа по теме Виды исков в гражданском процессе
Профессиональное самовоспитание учителя
Диссертация Купить Цена
Сочинение: Анализ стихотворения Родина Лермонтова
Реферат: Методические рекомендации, учебники, пособия Творения святых Отцов Работы по православной педагогике Газетные и журнальные публикации
Отчет по практике по теме Деятельность Отдела экономики и имущественных отношений Администрации Улуг-Хемского кожууна
Реферат: Роль міжнародної інформації в захисті прав людини
Какова Структура Реферата
Контрольная Работа По Теме Язык И Речь
Описание Местности План Сочинения
Сочинение По Картине А Герасим Мокрая Терасс
Курсовая Работа На Тему Человек
Дипломная работа по теме Организационно-педагогические требования к кабинету информатики в условиях реализации различных форм обучения
Понятие И Виды Дисциплинарной Ответственности Реферат
Реферат: Анализ механизации складских работ на предприятии
Предмет И Метод Административного Права Реферат
Курсовая Работа На Тему Учебная Мотивация Студента
Сочинение Ответ
Похожие работы на - Нотариат в Российской Федерации
Курсовая работа: Защита информации от несанкционированного доступа
Похожие работы на - Подкласс Астериды