Fig. 4.1. Schema de măsurători de atenuare OK, folosind un tester OMKZ optic - 76A
Fig. 4.2. Schema de fibre de atenuare măsurare
5.1. Schema de măsurare de atenuare a două metode de citire optică și retrodifuzie.
5.2. Rezultatele măsurătorilor și calculelor în formă de tabel. 4.1. și 4.2.
5.3. Compararea rezultatelor cu normele.
6. Informații teoretice
Lungimea secțiunii regenerator cu fibră optică, împreună cu alți factori, de asemenea, depinde de caracteristicile tehnologiei și instalarea cablului optic, influența asupra atenuarea fibrelor optice.
În acest sens, există o necesitate în organizarea lucrărilor de construcții de fibră optică pentru a furniza metrologică furniza proces și instalare a cablului optic pentru a controla atenuarea și faza sa pentru fiecare proces, din lungimile de construcție de control de intrare și se termină cu măsurători directe ale legăturii de fibră optică montate.
La transmiterea energiei electromagnetice într-o fibră optică pot fi trei tipuri de unde dirijate radiat rezultați și
valuri Guided trec prin miezul fibrei și furnizează informații utile.
radiat val la începutul liniei radiat în spațiu și nu se propaga de-a lungul fibrei.
propaga undele ce curg de-a lungul fibrei, du-te într-o coajă și emisă treptat în spațiul înconjurător.
valuri ghidate care trec prin miezul fibrei, amortizată, adică apar pierderi de energie de semnal. Există două motive principale: împrăștiere și de absorbție a energiei. O parte din puterea primită de fibra optică de intrare este împrăștiată datorită unei schimbări în direcția de raze distribuite neomogenitati și pleacă din fibra (intermitent). O altă parte din puterea absorbită de materia străină în sticlă, în picioare în formă de căldură Joule când trepidațiilor particule ale acestor contaminanți. Astfel, atenuarea unei fibre optice compuse din amortizare împrăștiere și absorbție de atenuare. pe lungimea fibrei fibrei Pierderile de energie caracterizează 1 km coeficientul de amortizare
în cazul în care: aR - kilometricheskoe atenuarea datorită disipare a energiei în dB / km.
αn - kilometricheskoe atenuarea datorită pierderilor în timpul absorbției de energie, dB / km
Dependența aR αn și lungimea de undă transmisă este prezentată în
Fig. 6.2. După cum se vede, pierderea imprastiere cu creșterea lungimii de undă (scăderea frecvenței) scade. Pierderi de absorbție sunt impurități străine natură rezonantă: valorile lor maxime sunt în intervalul de frecvențe la care rezonanțele apar oscilații impurități mecanice. Moleculele de aceeași impuritate, pentru grupurile de exemplu apă hidroxil OH, experiența oscilație diferită (tracțiune, torsiune, încovoiere, etc.), astfel încât una și aceeași impuritate dă mai multe frecvențe de rezonanță αn caracteristică (λ). Pentru fibrele cu atenuare de ordinul 1 dB / km sau mai puțin este necesară pentru a avea concentrații foarte scăzute de impurități în materialul de sticlă.
Acesta este motivul principal pentru costul ridicat de fibre optice de înaltă frecvență pentru cabluri de comunicare.
După cum se poate observa din Fig. 6.2. amortizare curba coeficient are minima. Practica a demonstrat că minimele corespund lungimi de undă de 0,85, 1,3, 1,55mkm. Cu toate acestea, de asemenea, folosit lungime de undă de 0,85 microni.
Atenuarea FOCL este determinată în mare măsură de calitatea ansamblului de cuplare cablu optic, care depinde de conectarea fibrelor optice și așezându-le în interiorul manșonului. Una dintre problemele la conectarea fibrelor singulare este realizarea și menținerea alinierii reciproce se termină fibrele articulate. Un alt obiectiv important este acela de a asigura un cuplaj optic foarte stabil, adică, parametrii de siguranță în timp, indiferent de temperatură, umiditate, precum și numărul de compuși repetate. În practică imposibilă asigurarea cerințelor de mai sus, prin urmare, în domeniul fibrelor optice având pierderi de compuși, a căror valoare depinde de calitatea conjugarea lor. Pentru a asigura pierderi mici (a. E -0,1αL. (6.2)
unde P0 - puterea semnalului pe fibra de intrare, W;
Pl - puterea semnalului de la fibra optică de ieșire, W;
α - coeficient de amortizare a fibrei optice la o anumită lungime de undă de radiații optice, dB / km;
L - lungimea fibrei optice, km.
De la (6.2) pentru coeficientul de amortizare în dB / km, poate fi scris:
Atunci când nivelurile de semnal P0 și Pl. exprimate în dB, formula (. 6.3) poate fi scrisă ca:
Coeficientul de amortizare a circuitului lungimea sa este practic independentă. Cu toate acestea, pentru un coeficient de atenuare cablu optic într-un anumit interval, în funcție de lungimea fibrei optice (6.3.).
După cum se poate observa din Fig. 6.3. Coeficientul de atenuare scade brusc la început, datorită modurilor radiate și, în cele din urmă. stabilizat, atunci când în fibra de sticla sunt trimise doar valuri. Mai mult decât atât, experiența a arătat că modurile de radiații funcționează pe un segment al cablului de la începutul său până la o distanță de cel mult 3 m. Acțiune valuri neetanșe ale fibrei se termină la interval de aproximativ 1 km.
Fig. 6.1. valuri de tip care trec prin fibra optică
Fig. 6.2. Αp și dependența αn de lungimea de undă
Fig. 6.3. Dependența coeficientului de atenuare a lungimii
Prin urmare, în practică, determinarea waveguide α pentru măsurători precise care trebuie luate mai mult de 1 km Lungimea fibrei (sau bobina normalizing cu fibre) și aproximativ la - cel puțin 3m.
Există diferite metode de măsurare a factorului de amortizare a fibrelor optice. Luați în considerare una dintre ele, numită metoda de două sau de semnal de citire prin compararea fibrei de intrare și de ieșire.
Principiul metodei (4.1.) Pe măsurarea puterii semnalului la intrarea la F0 fibră optică și ieșirea acesteia PL. Apoi, coeficientul de amortizare calculat prin formulele (6.3). (6.4.). putere a semnalului sau nivelul de putere este măsurată printr-un tester optic contor de energie sau de putere optică.
În prezența rosturilor din fibre măsurate LightGuide sudate și conexiune detașabile atunci când este conectat la dioda laser și phototransformator formulele (6.5.) Și (6.6.) Au următoarea formă:
în cazul în care: un RS. - atenuarea compus detașabil dB (aproximativ 1 dB);
și NS - atenuarea atașat permanent, dB (de ordinul a 0,02 dB);
n1 - numărul de conexiuni detașabile;
n2 - numărul de legături permanente;
l - lungimea fibrei optice, km.
Metoda backscattering pentru măsurarea pierderilor în fibra optică bazată pe fluxul invers de radiație de recepție care rezultă din reflectarea impulsurilor de sondare împrăștiate și neomogenitățile locale.
Metoda se bazează pe măsurarea fluxului capacității retrodifuzate datorită Difuzia luminii Rayleigh și reflexia Fresnel.
Dispersia energiei luminii apare ca urmare a schimbării direcției de raze distribuite în contact cu ele pe eterogenității. O parte a razelor este afișată în afara fibrei, iar o porțiune este reflectată înapoi la începutul fibrei. Scattering care apare ca urmare a modificărilor indicelui de refracție a lungul fibrei, a primit numele de imprastierea Rayleigh.
Disiparea energiei din cauza reflexie a energiei din neomogenitati concentrate (locale) de-a lungul lungimea fibrei este numită Fresnel reflecție. Înregistrarea nivelul fluxului luminos, se deplasează în direcția opusă direcției de propagare a semnalului interesant, este posibil să se determine nu numai atenuare, ci și o funcție de distribuția sa de-a lungul lungimii de fibre, precum și pierderile în domeniul neomogenitati locale în punctul de conectare de lungimi de construcție de cablu.
Metoda de măsurare atenuare Schema retrodifuzie este prezentată în figura 6.4.
Principalele componente ale acestui sistem este un laser, un cuplaj direcțional NU, unitatea de control CU, PD fotodetector, un osciloscop electronic EO.
Fig. 6.5 prezintă un exemplu al fibrei diagrama backscatter. Pe exploziile sunt curba corespunzătoare reflexia pulsului luminii din neomogenitățile locale. Sub Neomogenitățile locale înțeles neomogenitate în fibra sau cuplajelor. Ultimul val de reflecție provocat pe curba a câmpului de lumină de la capătul de fibre. Prin retrodifuziei curba poate determina valoarea medie a coeficientului de fibre de atenuare dB / km de formula:
l2 l1. - lungimea secțiunii de testare fibra optica, km.
Dezavantajele metodei retrodifuzie este acuratețe scăzută și gama de dimensiuni mici (care permite măsurarea o atenuare linie de 51 ... 20 dB). Mai multe măsurători precise ar trebui să fie aplicată pe ambele părți ale fibrei. Dacă rezultatul valorilor obținute atenuare de măsurare au fost zondiruyuschngo A1-2 dezintegrare pentru transmiterea impulsului într-o direcție de la un capăt la capătul 2 și A2-1 pentru transmisia de la un capăt la altul 1 2, rzultiruyuschee valoarea măsurată amortizare geometrichskoe definită ca media celor două determinări :
Fig. 6.4. Metoda de măsurare atenuare Schema retrodifuzie
Fig. 6.5. Figura de fibre optice retrodifuziei
1. Pe ce principiu se bazează trecerea semnalului optic printr-o fibră optică?
2. Ce tipuri de unde se propage într-o fibră optică?
3. Ce factori influențează pierderea puterii optice in fibre?
4. Din cauza ce apar pierderi la joncțiunile fibre optice?
5. Ce metode pot fi utilizate pentru a măsura atenuarea fibrelor optice?
Care este natura lor?
6. Cum se calculează coeficientul de atenuare a fibrelor optice în măsurarea?
7. Care sunt regulile privind coeficientul de atenuare a fibrelor optice?
1. Determinarea corpului accelera la o mișcare uniform accelerată
Aparatură și materiale: timp de căile cu bile și să alunece în jos pe jgheabul înclinat, pentru a determina accelerarea corpului de măsurare.