рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Оптические рефлектометры. Оптические измерители мощности

Работа сделанна в 2008 году

Оптические рефлектометры. Оптические измерители мощности - раздел Компьютеры, - 2008 год - "оптические Рефлектометры.оптические Измерители Мощности" Минск, 2008 ...

"Оптические рефлектометры.Оптические измерители мощности" МИНСК, 2008 ОПТИЧЕСКИЕ РЕФЛЕКТОМЕТРЫ Оптические рефлектометры действуют по принципу локатора. В линию посылается импульс малой длительности, часть которого распространяясь по волокну, возвращается или рассеивается ко входу вследствие рэлеевского рассеяния и френелевских отражений от неоднородностей ОВ (дефекты волокна, сварки, соединителей и других). Рефлектометр регистрирует отраженный (рассеянный назад) сигнал в координатах: принимаемая мощность – время (расстояние) и измеряет его параметры.

Структурная схема оптического рефлектометра представлена на рисунке 1. ОИС – оптический источник сигнала; НО – направленный ответвитель; ОС – оптический соединитель; ФП – фотоприемник; БуиОС – блок усиления и обработки сигнала; РС – регистрирующая система.ОИС состоит из мощного лазера, который генерирует повторяющиеся импульсы длительностью от 5 до 100нс, мощностью от 100мВт до нескольких Вт, с частотой повторения несколько килогерц, которую задает УУ. Световые импульсы вводятся в ОВ через ОС. ПОР через ОС иНО поступает на чувствительный ФП, который преобразует оптические импульсы в электрический сигнал.

Причем, НО препятствует попаданию светового импульса в ФП до его прохождения по оптическому волокну.После обработки электрического сигнала в БУиОС он подается на вход у осциллографа РС, вызывая в каждый момент времени отклонение луча пропорционально мгновенному значению уровня мощности ПОР. При этом уровень в начальный момент времени Р0 определяется отражением зондирующего сигнала от торца ОВ. На рисунке 2, представлены две типичные кривые ПОР. Кривая а соответствует идеальному ОВ и характеризуется плавным уменьшением ПОР. Кривая б характерна для реального ОВ. Начальный выброс О обусловлен френелевским отражением в ОС, соединяющим прибор с ОВ. На однородных участках ОВ кривая представляет собой спадающую экспоненту 1ПОР. Скачки затухания 2 обычно обусловлены дефектами ОВ в местах его сварки. Маленькие инородные включения, а также пузырьки воздуха в волокне вызывают отражение в виде небольших выбросов 3. Интенсивный отраженный сигнал 4 возникает у конца ОВ. При несогласованных разъемах или сращивании ОВ возникают отражения и скачок затухания 5. В случае сварки волокон с различными потоками обратного рассеяния возникает скачок затухания 6, который может быть положительным при большей величине обратного рассеяния второго отрезка по сравнению с первым. Измерение затухания оптических волокон и оптических кабелей методом обратного рассеяния По осциллограмме (рефлектограмме), полученной на экране оптического рефлектометра (рисунок 3), можно определить затухание всего волокна или отдельных его участков.

Измерение затухания отрезка ОВ длиной l определяется следующим образом: 1) если ось У проградуирована в единицах мощности, то затухание в дБ определяется по формуле , (дБ) (1) а километрическое затухание в (дБ/км) определяется по формуле , (дБ) (2) 2) если ось у рефлектометра проградуирована в логарифмическом масштабе, то формулы (2.23) и (2.24) приобретают следующий вид , (дБ) (3) ,(дБ/км) (4) Измерение дисперсии оптических волокон методом обратного рассеяния.

Измерение дисперсии осуществляется при зондировании ОВ короткими импульсами и наблюдении на экране осциллографа входных и выходных импульсов. На рисунке 5 приведена структурная схема измерения дисперсии.

На конце ОВ устанавливается зеркало, отражающее световой импульс с коэффициентом отражения близким к 1. При измерении дисперсии осциллограф работает в ждущем режиме.

Он должен иметь достаточную скорость развертки, позволяющую наблюдать импульсы пико - и наносекундной длительности.

Частота следования импульсов определяется ГЭИ. Входной импульс, отраженный от торца ОВ, задерживается на время прохождения зондирующего импульса до конца волокна и обратно и вместе с отраженным импульсом фиксируется на экране ЭО. Управление работой ЭО осуществляется с помощью БЗСиУ. Необходимость этого блока обусловлена тем, что длительность измеряемых импульсов для широкополосных систем составляет 3. .8нс, что на 3-4 порядка больше времени задержки входного и выходного импульсов. Поэтому чтобы иметь возможность одновременного наблюдения на экране ЭО входного и выходного импульсов, необходимо иметь точную, практически плавную, регулируемую линию задержки, с помощью которой можно обеспечить задержку входного импульса до момента прихода выходного импульса.

Такие функции позволяют обеспечить линии с цифровой задержкой с плавным регулированием задержки.

Это позволяет совмещать на экране ЭО фронты входного и выходного импульсов. Значение дисперсии или уширения импульса определяется по формуле: , (с/км). (5) По измеренному значению дисперсии можно определить широкополосность ОВ: , . (6) Оптические измерители мощности ОИМ являются наиболее распространенными приборами при измерениях параметров волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Вместе со стабилизированным источником оптического сигнала их используют для измерения затухания оптических кабелей.

Оптические измерители мощности (ОИМ) строятся на базе специально сконструированных оптических приемников. Как правило, прибор комплектуется несколькими сменными приемниками на разные уровни мощности и длины волн. Эти приемники в основном и определяют метрологические и технические характеристики данного прибора.Свои особенности имеет измерение мощности лазерного излучения.

Как правило, лазерные источники являются мощными, что создает нелинейные эффекты в приемниках. Чтобы их уменьшить перед приемниками устанавливают полупрозрачные зеркала, которые большую часть мощности отражают, а только часть пропускают на приемник. Структурная схема ОИМ приведена на рисунке 6. В качестве оптических детекторов (ОД) в основном используются твердотельные фотодиоды.Они должны иметь равномерную частотную характеристику, а также высокую температурную и временную стабильность и малый уровень собственных шумов.

ОД преобразует входной оптический сигнал в электрический, который усиливается и преобразуется к цифровому виду. В сигнальном процессоре производится пересчет полученного электрического сигнала в результаты измерения мощности, которые затем представляются на экране цифрового дисплея.Основной характеристикой ОИМ является равномерность зависимости выходного сигнала ОД от мощности входного оптического сигнала на разных длинах волн. В зависимости от этого сигнальный процессор должен в большей или меньшей степени компенсировать неравномерность характеристики детектора.

Если ОД обладает хорошими характеристиками, то сигнальный процессор может иметь менее сложную структуру. Поэтому при разработке измерителя всегда решается оптимизационная задача между стоимостью ОД и сложностью и стоимостью сигнального процессора.В зависимости от модели диапазон измерения мощности находится в пределах от нескольких мкВт до единиц Вт. Погрешность измерения – единицы процента.

Метод прямого измерения затухания, вносимого оптическим кабелем Схема такого измерения приведена на рисунке 7. При измерении мощности этим методом измеряется мощность сигнала на входе кабеля Р0 и на его выходе Рl. По определению, затухание кабеля в дБ и километрическое затухание в дБ/км определяется по формулам: , (дБ) (7) , (дБ/км) (8) На практике обычно проводят измерения не собственного затухания кабеля, а вносимого затухания, которое является суммой собственного затухания кабеля и затуханий в ОС. Существует две разновидности рассматриваемых метода и схемы измерения затухания: 1) без разрушения кабеля (метод вносимых потерь); 2) с разрушением кабеля (метод обламывания). Измерение затухания без разрушения кабеля Этот метод используют для измерения затухания оптических кабелей и отдельных участков ВОЛС в точках, позволяющий подключить источник оптического сигнала и оптический измеритель мощности.

Метод дает хорошие результаты, когда значение затухания имеет большое значение от 20 до 40 дБ и более.

В этом случае получается хорошая воспроизводимость результатов. На рисунке 8 представлена схема измерения затухания этим методом. ИОС  источник оптического сигнала; ОИМ  оптический измеритель мощности; СМ  смеситель мод; ФМО  фильтр мод оболочки; ФП  фотоприемник; РУ  регистрирующее устройство.В качестве ИОС обычно используют полупроводниковый лазер, который генерирует измерительный сигнал постоянной мощности Р0, которая контролируется ОИМ. Генератор накачки лазера определяет параметры измерительного сигнала, который может быть одночастотным (при измерении затухания на одной частоте) или изменяться в заданной полосе частот (при измерении частотной характеристики затухания). ОС обеспечивает ввод светового сигнала в ОК, а на выходе ОК устанавливается ФП. Для уменьшения потерь на отражение при соединении кабеля с ФП часто используется иммерсионная жидкость.

Для скорейшей стабилизации модового состава в оптическом волокне на его входе устанавливают СМ и ФМО. Часто при измерении затухания оптических волокон его определяют в обоих направлениях передачи оптического сигнала, то есть определяют α12 и α21. За результат принимают значение: Данные измерения используют для выбора направления передачи оптического сигнала по ОК. Измерение затухания с разрушением кабеля (с обламыванием концов оптического волокна) Этот метод используется в случае измерения параметров оптических волокон с малыми потерями (1дБ/км и менее). Схема измерения аналогична представленной на рисунке 2.30. При этом методе применение иммерсионной жидкости, СМ и ФМО становится обязательным.

Измерения проводят в следующей последовательности.

Сначала измеряют значение мощности на выходе ОВ Pl. При малых значениях затухания качество обработки торцов ОВ приобретает большое значение.Поэтому для повышения точности измерения мощности ее измеряют несколько раз, обламывая конец ОВ на несколько сантиметров в точках Х6, Х5 и Х4, как показано на рисунке 10. Перед каждым измерением мощности подготавливают торец волокна, сравнивая измеренные значения мощности Рl4, Рl5,Pl6, можно установить влияние плохо подготовленных торцов или их загрязнение.

В качестве результата измерения Pl выбирают наибольшее из полученных значений Рl4, Рl5,Pl6. Аналогично измеряется и мощность на входе волокна в точках Х1, Х2, Х3, но на ее значение имеет влияние не только качество подготовленных торцов, но и неполное установление модового состава на входе волокна.

Поэтому Р0 измеряют на расстоянии 3-4м от входного торца ОВ. Погрешность измерения этим методом имеет значение порядка 0,1…0,05 дБ. ЛИТЕРАТУРА 1. Метрология и электроизмерения в телекоммуникационных системах: Учебник для вузов / А.С. Сигов, Ю.Д. Белик. и др. / Под ред.В.И. Нефедова. – 2-е изд перераб. и доп. – М.: Высш. шк 2005. 2. Бакланов И.Г. Технологии измерений в современных телекоммуникациях. – М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2007. 3. Метрология, стандартизация и измерения в технике связи: Учеб. пособие для вузов /Под ред. Б.П. Хромого. – М.: Радио и связь, 2006.

– Конец работы –

Используемые теги: Оптические, рефлектометры, Оптические, измерители, мощности0.078

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Оптические рефлектометры. Оптические измерители мощности

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Оптические методы НК. Прямой контроль в оптической (световой) микроскопии
При изготовлении изделий микроэлектроники применяются различные материалы (металлы, полупроводники, диэлектрики), которые по разному взаимодействуют… По физическим методам, с помощью которых извлекается информация о… Волновые свойства света. Монохроматический луч света представляется как плоскопараллельная электромагнитная волна с…

6. Составить баланс мощностей. Определить коэффициент мощности.
На сайте allrefs.net читайте: 6. Составить баланс мощностей. Определить коэффициент мощности....

Оптические характеристики материалов для изготовления оптических деталей
Стекло, имеющее в составе 65% SiO2, 35% Na2O, может быть сварено при температуре ~1400°С, но оно неустойчиво и быстро разрушается.Более устойчивое… Сильно увеличивает показатель преломления и дисперсию стекла окись свинца: ее… Стекла с окислами таллия (СТФ), наоборот, имеют большой показатель преломления и большую дисперсию. Все стекла…

Предварительный усилитель мощности коротковолнового передатчика мощностью 40 Вт
Усовершенствование конструкции и повышение ее эффективности является важной задачей на данном этапе развития радиоэлектронной аппаратуры. В составе стационарных радиопередающих комплексов используются усилители… Управление работой усилителя может осуществляться с помощью сигналов от блока управления и контроля, обслуживающего…

Проект новой узловой участковой станции с горкой малой мощности
Станции являются важнейшими элементами железнодорожного транспорта. На них расположены парки путей, пассажирские и грузовые устройства,… Протяжение станционных путей составляет около 60% эксплуатационной длины сети железных дорог.

Оптические атмосферные явления
Считалось, что из глаз выходят особые тонкие щупальца и зрительные впечатления возникают при ощупывании ими предметов. Тогда под опти-кой понимали науку о зрении. Именно такой точный смысл слова… Что же касается вопросов, связанных со зрением, устрой-ство и функционирование глаза, то они выделились в специальное…

Оптические волокна
Union 1992 №5). Европейские страны через Атлантику связаны волоконными линиями связи с Америкой. США через Гавайские острова и остров Гуам - с… В Европе, также, как и в Америке, ВОЛС давно уже нашли самое широкое… Для его функционирования в качестве надежного высококачественного компонента системы, волокно не должно иметь изъянов…

Расчет электрической передачи мощности
К тяговому генератору электродвигатели подключаются с помощью восьми электропневматических поездных контакторов П1—П8, которые позволяют разрывать… Для расширения диапазона скоростей тепловоза, при которых используется полная…

Фотоотверждаемые силиконовые эластомеры и оптические клеи
Фирма “Dow corning” выпустила УФ-отверждаемый силиконовый эластомер под названием “Optigard”. [10]. Композиция предназначена для первичного… Фотоотверждаемая композиция на основе полиорганосилоксанов приведена в [12]… Смесь наносят на подложку, отверждают светом ртутной лампы высокого давления (1,0 вт/см, 0,5 сек расстояние 10 см) и…

Разработка и анализ торцевых поверхностей магнитноразрядного измерителя плотности.
На сайте allrefs.net читайте: "Разработка и анализ торцевых поверхностей магнитноразрядного измерителя плотности."

0.029
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам
  • Расчет производственной мощности предприятия Производственная мощность – это показатель, отражающий максимальную способность предприятия (подразделения, объединения или отрасли) по… То есть, этот показатель важен для анализа хозяйственной деятельности… Однако, несмотря на ценность показателя производственной мощности в экономическом анализе и производственном…
  • Определение мощности судовой электростанции Конструктивная специализация ярусоловов связана с особенностями орудий и районов промысла. В основном это суда длиной около 30 - 50 м, шириной 7 - 11 м, имеющие, как… В последнее время все шире начинают применяться суда с выборкой яруса через отверстие в днище судна (система “moon…
  • Двумерный оптический сигнал и его информационная структура Электромагнитная волна представляет собой изменение во времени в каждой точке пространства электрического и магнитного полей, которые связаны между… Она характеризуется взаимно перпендикулярными векторами напряженностей… Поэтому в дальнейшем будем считать, что (1) описывает электрическое поле световой волны. В этом случае [pic] (…
  • Автоколлимационные зрительные трубы. Широкоугольные коллиматоры. Ошибки изготовления и положения оптических деталей приборов Зеркало располагается в параллельном пучке между линзами О1 и О2 под углом 45° и оптической оси трубы. Освещение производят при помощи третьей линзы О3, в фокусе которой помещают… ДИНАМЕТРЫ. Динаметр применяют для измерения размеров выходных зрачков оптических приборов, а также удаления зрачка…
  • Дифракционная структура изображения. Критерии качества оптического изображения Критерий Релея гласит, что при провале в распределении интенсивности в изображении двух близких точек в 20% точки будут восприниматься как… Разрешающая способность R определяется как максимальная пространственная…