Измерения уровней оптической мощности и измерения затухания

Курсовой проект

 

На тему: «Комплекс для контроля работоспособности волоконно-оптических линий»

 

 

Выполнил: Романов В.В.

Группа: ЗИС-121

Проверил: Пляскин М.Ю.

 

Омск 2016 г.

Содержание

 

Введение……………………………………………………………………….......4

1. Нормируемые параметры ВОЛС..…………………………………………....5

2. Методы и средства измерения значений нормируемых параметров ВОЛС…………………………………………………………………….…….......6

3. Структурная схема комплекса………………...……………………….…..…17

4. Методики проведения измерений…………………………………….……...19

Список использованной литературы………...…………………………………22

 

 

Введение

 

Измерение — совокупность операций для определения отношения одной (измеряемой) величины к другой однородной величине, принятой за единицу и хранящуюся в техническом средстве (средстве измерений).

Полученное числовое значение совместно с обозначением используемой единицы называется значением физической величины.

Измерение физической величины опытным путём проводится с помощью различных средств измерений — мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, систем, установок и т. д.

Измерение физической величины включает следующие этапы:

1) сравнение измеряемой величины с единицей;

2) преобразование в форму, удобную для использования (различные способы индикации).

Принцип измерений — физическое явление или эффект, положенный в основу измерений.

 

Метод измерений — приём или совокупность приёмов сравнения измеряемой физической величины с её единицей в соответствии с реализованным принципом измерений.

Метод измерений обычно обусловлен устройством средств измерений.

 

Классификация измерений

Прямое измерение – это измерение, при котором искомое значение физической величины находят непосредственно из опытных данных.

При прямых измерениях измеряемую величину сравнивают с мерой непосредственно или же с помощью измерительных приборов. проградуированных в требуемых единицах.

Примеры:

- измерение длины линейкой;

- измерение массы с помощью весов;

- измерение напряжения вольтметром;

- ит.д.

 

Косвенные измерения – это измерения, при которых искомую величину определяют на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям.

Значение измеряемой величины находят путём вычисления по формуле

 

Q = F (x₁, x₂, …, x_N),

 

где Q – искомое значение косвенно измеряемой величины;

F – функциональная зависимость, которая заранее известна;

x₁, x₂, …, x_N – значения величин, измеряемых прямыми методами.

 

1. Нормируемые параметры ВОЛС:

· измерение уровней оптической мощности и затухания

· измерение возвратных потерь

· определение места и характера повреждения оптоволоконного кабеля

· стрессовое тестирование аппаратуры ВОСП

Дополнительно к эксплуатационным могут быть отнесены измерения спектральных характеристик источника и анализ дисперсии ВОСП, однако они редко проводятся в полевых условиях и на современном уровне развития технологии ближе к системным и лабораторным измерениям.

Для проведения этих измерений используются эксплуатационные приборы, перечисленные в таблице

 

Таблица 1. Эксплуатационные измерения ВОЛС

 

Параметр тестирования	Необходимое измерительное оборудование
Оптическая мощность (выход источников, уровень принимаемого сигнала)	ОРМ, OLTS
Затухание в кабеле, интерфейсах и волокнах	ОРМ, SLS, OLTS
Уровень возвратных потерь	Анализатор ORL, OTDR
Определение места и характера повреждения оптоволоконного кабеля	Визуальный дефектоскоп, OTDR
Определение спектральных характеристик источника*	Оптический анализатор спектра
Определение параметров дисперсии*	Анализаторы дисперсии
Стрессовое тестирование ВОСП	Перестраиваемые аттенюаторы, ОРМ, SLS, OLTS

* При эксплуатации практически не проводятся

Методы и средства измерения значений нормируемых параметров ВОЛС

Измерения уровней оптической мощности и измерения затухания

Измерения уровней оптической мощности и измерения затухания являются взаимосвязанными. Как известно, измерение затухания в любой системе передачи связано с определением уровня сигнала (его мощности) на входе и выходе. Применительно к оптическим системам передачи решение этой простой задачи имеет определенные трудности, поскольку измерение уровня сигнала в ВОСП зависит от параметров оптического интерфейса генератора тестового оптического сигнала (качества обработки торца волокна, точности юстировки излучателя относительно этого торца и др.). Кроме того, существенным является требование постоянства условий согласования источника сигнала с волокном. Все многообразие технических решений по измерению затухания в оптическом кабеле объясняется различными способами решения этих проблем.

Метод прямого измерения затухания, вносимого оптическим кабелем

Схема измерения - типичная схема измерения "точка-точка". Тестовый генератор и анализатор расположены по разным концам тестируемой ВОЛС (рис. 1).

Рис. 1. Типовая схема измерения затухания в оптическом кабеле

По определению затухание в линии определяется выражением:

 

 

Модификации схемы на рис.1 и технические решения, как правило, основаны на принципе уменьшения и учета влияния затухания в оптических интерфейсах приборов.

 

При проведении приемосдаточных измерений влияние оптических интерфейсов линейного оборудования ВОЛС должно измеряться и учитываться.
Измерение затухания без разрушения кабеля
Этот метод используется обычно для измерения узлов ВОЛС, проведения пошагового тестирования ВОЛС в точках, позволяющих подключить источник сигнала и ОРМ. Для повышения точности метода обычно используют статистическое накопление результатов или повторение измерений после разрушения нескольких сантиметров кабеля.
Измерения с разрушением кабеля
Метод используют при проведении строительно-монтажных и ремонтных работ (рис.2).

Рис. 2. Типовая схема измерения затухания в оптическом кабеле

 

SL=101_g(P_O / P_L )

где:

P_O - уровень сигнала, передаваемого стабилизированным источником сигнала в дБм,

P_L – уровень сигнала, измеряемый оптическим измерителем мощности на конце измеряемого участка в дБм.

На практике обычно производят измерения не затухания в оптическом кабеле, а вносимое затухание, которое является суммой затухания в линии и потерями мощности в оптических интерфейсах передатчика и приемника. Обычно модификации схемы и технические решения основаны на принципе уменьшения и учета влияния затухания в оптических интерфейсах приборов. При проведении приемосдаточных измерений влияние оптических интерфейсов линейного оборудования ВОСП должно измеряться и учитываться.

Существует две разновидности схемы измерений:

- измерение затухания без разрушения кабеля

- измерение с разрушением кабеля