Доклад. Оптический рефлектометр. Доклад по теме Оптический рефлектометр
 Скачать 336.48 Kb.
|
|
Министерство науки и высшего образования РФ Рязанский государственный радиотехнический университет им. В.Ф. Уткина Кафедра РУС ДОКЛАД По теме «Оптический рефлектометр» Выполнила: ст. гр.819 Колесникова В.А. Проверил: Лисничук А.А. Рязань 2021. Волоконно-оптические линии связи – несомненный лидер по качеству и скорости передачи данных и потому пользуются популярностью по всему миру. Повреждение такого кабеля приносит неудобства большому количеству пользователей. Чтобы устранить аварийную ситуация максимально быстро, необходимо точно локализовать проблемные участки. Для этой цели используются оптические рефлектометры. Особенности конструкции оптического рефлектометра Можно выделить несколько основных элементов оптического рефлектометра.  Так схематично выглядит конструкция оптического рефлектометра В качестве источника световых сигналов используется лазерный светодиод. Он формирует импульсы определенной амплитуды длительностью от 3 нс до 20 мкс. Светодиод испускает фиксированное по длине волны излучение. Современные рефлектометры чаще всего предназначены для тестирования волокон на двух длинах волн. Для этой цели они оснащаются двумя светодиодами. Оптический разветвитель необходим для направления световых импульсов по определенному пути: для зондирующих сигналов – от лазерного светодиода к оптическому волокну, а для отраженных – от тестируемого волокна к фотоприемнику преобразователя. Для этой цели он оснащается тремя портами: для подключения оптоволокна, источника импульсов и преобразователя. Задача детектора – измерить мощность отраженного светового сигнала, получаемого из тестируемого оптоволокна, и преобразовать его в электрический сигнал. Для этого используется чувствительный фотоприемник, который отвечает за точность измерений. Для повышения уровня полученных электрических сигналов в составе детектора применяется усилитель. Контроллер выполняет сразу несколько задач: Управляет зондирующими световыми сигналами. Аккумулирует информацию об уровне электрических сигналов, полученных от преобразователя. Определяет координаты повреждений или дефектов в оптоволокне. Формирует рефлектограмму и направляет ее на дисплей. Одной из важнейших характеристик контроллера является точное измерение промежутка времени между излучением зондирующего светового сигнала и получением отраженного импульса фотоприемником. От этого параметра зависит точность локализации места повреждения оптоволокна. Дисплей используется для визуализации результатов измерений. На него выводится рефлектограмма, сформированная контроллером. На фотографии ниже показано как всё это выглядит в реальности. Здесь представлена главная плата современного одномодового оптического рефлектометра, который работает на длинах волн 1310 нм и 1550 нм. На этой фотографии цифрами обозначены три главных элемента рефлектометра (лазеры, разветвитель и приёмник), а также его входной коннектор, к которому подключается измеряемое оптоволокно.  Главная плата оптического рефлектометра. На фотографии цифрами обозначены: 1 - два лазерных светодиода (по одному на каждую длину волны); 2 - оптический разветвитель; 3 - фотоприёмник, защищённый металлическим экраном; 4 - входной коннектор оптического рефлектометра. Как работает оптический рефлектометр Принцип действия оптического рефлектометра основан на двух явлениях: Рэлеевское рассеяние. При движении светового импульса по оптоволокну он встречает примеси или неоднородности и рассеивается при их прохождении. При этом часть сигнала возвращается и фиксируется фотоприемником. В результате можно получить точную информацию об изменениях характеристик волокна. При этом существует закономерность: чем больше длина волны светового излучения, тем меньше потери на рэлеевское рассеяние.  Рэлеевское рассеяние является причиной ослабления светового сигнала Френелевское отражение. Оно заключается в отражении части светового сигнала от границы сред с разной плотностью. При этом количество отраженного сигнала зависит от угла падения светового пучка и величины изменения плотности. Явление френелевского отражения используется для локализации обрывов оптоволокна.  Френелевское отражение проявляется в местах обрыва оптоволокна Оптический рефлектометр генерирует световой импульс и направляет его в оптоволокно. Часть сигнала отражается от встреченных дефектов или примесей вследствие рэлеевского рассеяния и регистрируется прибором. Остальная часть импульса продолжает свой путь до следующего повреждения. Так продолжается до тех пор, пока световой сигнал не дойдет до конца линии или до обрыва. Здесь он отражается (френелевское отражение) и возвращается в оптический рефлектометр. Прибор фиксирует промежутки времени между отправкой исходного сигнала и получением всех отраженных. Зная скорость распространения света в волокне, он может с высокой точностью определить место нахождения дефектов. Одного импульса для этого недостаточно, поэтому рефлектометр за короткое время отправляет тысячи сигналов. Затем он анализирует и усредняет полученные данные и выводит их на дисплей в виде рефлектограммы.  Так выглядит рефлектограмма Где применяются оптические рефлектометры Оптические рефлектометры востребованы при прокладке, техническом обслуживании и эксплуатации волоконно-оптических сетей. Они позволяют решать сразу несколько задач: измерять уровень потерь в волокне для подтверждения его технических характеристик, ввода сети в строй или ее приемки после проведения ремонтных работ; выявлять места расположения дефектов или обрывов; контролировать соосность волокон при их сращивании; своевременно выявлять ухудшение свойств волокон путем сличения рефлектограмм, выполненных с определенным интервалом времени. Виды оптических рефлектометров Все оптические рефлектометры можно разбить на две группы: Для тестирования одномодовых волокон. Они работают на длинах волн 1310 и/или 1550 нм. Для тестирования многомодовых волокон. Они работают на длинах волн 850 и/или 1300 нм. Эти приборы не являются взаимозаменяемыми. Различие между одно- и многомодовым волокном заключается в размере диаметра светопроводящего сердечника. В первом случае его значение – от 8 до 10 микрон, во втором – 50; 62,5; 100 или 125 микрон. Порт рефлектометра является местом перехода светового сигнала из тестируемого оптоволокна в оптоволокно самого прибора с дальнейшей его передачей в преобразователь. Соответственно, при попытке состыковать волокна с такими различиями в диаметре сердечника получить корректные данные не получится. Еще один параметр, по которому можно классифицировать рефлектометры, – условия эксплуатации. Ряд приборов предназначен для тестирования только не подключенных к общей магистрали линий, по которым еще не передаются сигналы. В противном случае они могут выйти из строя. Другая группа рефлектометров применяется для проведения измерений в уже задействованных сетях. Они не реагируют на помехи и регистрируют только собственные отраженные импульсы. По конструктивному исполнению приборы делятся на модульные и моноблоки. Модульные состоят из базовой платформы и дополнительных модулей, позволяющих увеличить функциональность приборов. Они оптимальны для тестирования сетей, отличающихся структурой и длиной. Моноблоки предназначены для решения четко очерченного круга задач. Изменить их функциональные возможности нельзя. Такие приборы подходят для обслуживания сетей с неизменной архитектурой и стабильной длиной. |