Pomiary światłowodowe
-
- Piotr Kociatkiewicz,
- 01.06.2001
Pomiar tłumienności metodą reflektometryczną
Zasada działania reflektometru
Budowa reflektometru
Zasada pomiaru polega na pomiarze wstecznego rozproszenia mocy transmitowanej przez światłowód. Do światłowodu, poprzez sprzęgacz, wprowadza się sygnał optyczny w postaci wąskiego impulsu. Sygnał odbierany, wywołany wstecznym rozproszeniem, pochodzącym z niejednorodności rozłożonych wzdłuż łącza światłowodowego, jest kierowany poprzez sprzęgacz na fotodetektor.
W tej metodzie pomiaru jako nadajników używa się laserów impulsowych, generujących impulsy o długości od kilku µs do kilku ns, a nawet ps.
Schemat blokowy reflektometru przedstawiono na rysunku poniżej. Istotnym elementem reflektometru jest integrator (procesor sygnałów), który uśrednia wyniki pomiarów pochodzące z większej liczby odbieranych impulsów.
Wynik pomiaru jest wyświetlany na ekranie reflektometru w postaci graficznej, gdzie oś X reprezentuje odległość, a oś Y – tłumienie. Przebieg na ekranie ma postać linii prostej o nachyleniu – α<sub>n</sub>, gdzie α<sub>n</sub> jest tłumieniem światłowodu na jednostkę długości.
Martwa strefa (dead zone) jest zawsze związana z obecnością odbić o dużej amplitudzie. Pojawia się, gdy sygnał zwrotny ze światłowodu nasyca wzmacniacz reflektometru. Po przesterowaniu wzmacniacz powoli odzyskuje swoją czułość, a do momentu jej osiągnięcia sygnał wyjściowy wzmacniacza niesie informację przekłamaną. Martwa strefa pojawia się w miejscu wprowadzenia sygnału na początku światłowodu i w miejscach wystąpienia zdarzeń, takich jak złącza lub spawy. Jednostką liniową miary martwej strefy są metry. Problem martwej strefy na początku światłowodu można przezwyciężyć wprowadzając pomiędzy reflektometr a badany światłowód patchcord lub odcinek kabla o długości nieco większej niż spodziewana martwa strefa.
Analizując "zdjętą" charakterystykę można określić wielkość tłumienia światłowodu, straty na spawach i złączach, odbicia ORL oraz miejsce wystąpienia anomalii. Nie można natomiast określić charakterystyk ograniczających pasmo, takich jak dyspersji chromatycznej lub dyspersji polaryzacyjnej PMD (polarization mode dispersion). Reflektometr służy tylko do mierzenia i wyświetlania charakterystyk tłumienności światłowodu.
Testowanie reflektometrem OTDR jest jedyną dostępną metodą pozwalającą zlokalizować przerwę w światłowodzie, który jest umieszczony w kablu światłowodowym i którego osłona nie ma widocznych uszkodzeń; zapewnia najlepszy sposób określania strat wynikających z poszczególnych spawów, złącz lub innych przyczyn anomalii występujących w systemie; pozwala personelowi technicznemu określić, czy straty w spawie mieszczą się w normie albo czy wymagane są przeróbki; zapewnia również najbardziej czytelne przedstawienie integralności łącza światłowodowego.
Znając optyczny współczynnik załamania (n) materiału, z którego jest wykonany światłowód, i czas powrotu odbitego impulsu (T), reflektometr wylicza odległość do zdarzenia w sposób następujący:
D<sub>zd</sub> = (3×10<sup>8</sup>×T(s)) / 2&##215;n
Reflektometr również mierzy odebraną moc optyczną odbitych impulsów światła i wyświetla charakterystykę tłumienności optycznej światłowodu w funkcji odległości.
Sposób określenia zakresu pomiarowego reflektometru:
- Dysponujemy reflektometrem, który ma w specyfikacji podaną wartość zakresu dynamicznego Zdyn (dB) = 25dB dla fali 1550nm.
- Testowany światłowód ma tłumienność an = 0,25 dB/km dla fali 1550 nm.
- Przybliżony zakres reflektometru wyniesie:
<div align=center>Z<sub>ref</sub>(km) = Z<sub>dyn</sub>(db) / &##945;<sub>n</sub>(db/km)= 25 db / 0,25 db/km= 100 km</div>
