Отчет Акбердин А.Э.. Отчет по производственной практике КарГу им. Е. А. Букетова по специальности 050509 Радиотехника, электроника и телекоммуникации
 Скачать 0.57 Mb.
|
|
Министерство образования и науки Республики Казахстан Карагандинский государственный университет им. академика Е.А. Букетова ОТЧЕТ По производственной практике КарГу им. Е.А.Букетова по специальности 050509 - «Радиотехника, электроника и телекоммуникации» Выполнил: Cтудент группы РТР-413 А. Э. Акбердин Проверила: Ст. преподаватель У. С. Кубаева Караганда 2020 Я студент группы РТР-413 физико-технического факультета Акбердин Азиз с 13.01.2020 по 20.03.2020 прошел производственную практику в КарГУ им. Е.А.Букетова в Институте молекулярной нанофотоники. Целью данной работы является исследование влияния процессов в оптическом волокне на скорость и дальность передачи информации. В ходе практики были поставлены задачи и вопросы: изучение методов сбора и анализа исходных данных при исследовании потерь, возникающих в процессе эксплуатации ВОЛС. изучение приборов и методов контроля оптических параметров компонентов ВОЛС изучение метрологического контроль при прокладке ВОЛС изучение методов измерения, проводимых на всех этапах строительства изучение методов контроля состояния эксплуатируемых линий связи Волоконная оптика сегодня получили широкое развитие и применение в различных областях науки и промышленности (связь, электроника, энергетика, термоядерный синтез, медицина, космос, машиностроение, летающие объекты, вычислительных комплексов, и т.д.). Темпы роста волоконной оптики и оптоэлектроники на мировом рынке впереди всех других отраслях техники и 40% в год. В нескольких странах (Англия, Япония, Франция, Италия и др.) уже в ходе строительства объектов связи используется в основном оптические кабели. По мере развития волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) предполагают, что производстве оптических волокон в США. Недавно они составляли около 10 млн км волокон. Такой номер бы составить 250 витков вокруг земного шара. Создание высоконадежных оптических кабельных систем связи стало возможным в результате развития в начале 70-х оптическое волокно с низкими потерями. Такие волокна значительно стимулировало развитие специализированного оборудования и элементов линейной путь ВОСП. Возможные области применения волоконно-оптических широк - от линии городской и сельской связи и бортовых систем (воздушных судов, ракет, кораблей) для систем связи на большие расстояния с высокой информационной емкостью. На основе волоконно-оптическое соединение может быть создано новых систем передачи информации. Перспективным направлением является использование оптических систем кабельного телевидения, которая обеспечивает высокое качество изображения и значительно расширяет информационное обслуживание абонентов. В оптические системе передачи использовать те же методы образования многоканальной связи для обычных систем передачи электрической линии, т.е. частота и время методы разделения каналов. Во всех случаях, оптические каналы передачи электроэнергии, вырабатываемой частоты или временный метод модуляции оптического носителя. В виде модулированных световых сигналов, передаваемых на кнопку "ОК". В основном, используется метод модуляции интенсивности оптического носителя, в которых амплитуда электрического сигнала зависит от мощности излучения поставляется кабель. В настоящем документе, должны рассматриваться для получения общей информации по ВОЛС. Причины потерь в оптическом кабеле. Методы и средства измерений в процессе эксплуатации. Рассмотреть практические решения, методов, чтобы уменьшить потери на трассе. Методы контроля параметров RC. Метрологическое обеспечение продукции волоконной оптики является измерение оптической мощности: мощность преобразователя излучения в электрический сигнал используется практически любые средства измерения параметров электромагнитных волн видимого и ИК-диапазона. Весь набор возможных мер в ВОСП можно разделить на две группы: системные и измерения производительности. Система измерения span диагностики целостности S с помощью оптического рефлектометра, и оперативно - определение соответствия параметров передачи их расчетных значений. Обеспечивают выполнение и соблюдение проектных параметров ВОЛС возможно на основе сложной системы и оперативных измерений. Набор измерений зависит от типа S и включает в себя измерение следующих параметров: - Эля: затухание, хроматическая дисперсия и поляризация разрезал волны, Размер, режим spot - МОУ для: ослабление эффекта межмодового и хроматической дисперсии, числовые апертуры, диаметр сердечника. В Эль измерение затухания проще, чем в мов. Поскольку пропускная ALE зависит от хроматической дисперсии, отклонение может быть определена из импульсной характеристикой (по сравнению виде импульсов, поступающих на вход и выход). Длина волны отсечки может быть определена путем отправки короткого сегмента S потока излучения широкого спектра и измерения затухания спектральных составляющих. Модового пятна определяется как расстояние между двумя точками на периферии предложение, в котором intensity 1/e раза меньше, чем его максимальное значение. В " меморандуме о взаимопонимании " измерение производится после установления равновесного распределения мод, и требуемое значение определяется из сравнения потери короткого отчетного S убыток испытанного волокна. Эффекта межмодового дисперсия определяется путем сопоставления Длительность выходного импульса в начале своих коротких импульсов с узким спектральным составом. Хроматическая дисперсия вычисляется из общей дисперсии импульса широкого спектрального состава с учетом эффекта межмодового дисперсии. Числовая апертура определяется выход S на максимальный угол раствора конуса выходного пучка. Диаметр сердцевины определяется на выходе RC. Это измерено распределение S Выходная мощность при условии возбуждения полный набор режимов на вход. Для пассивных элементов ВОЛС используется для измерения вносимых потерь, потери повторяемость вставки. Например, разъем для вставки убытка определяется с использованием светодиодов, два коротких ок, две тестовые разъемы и измеритель мощности. Сначала измерить силу, текущую через первую ок с разъемом. Далее измеряется Выходная мощность подключен ко второму ок. Вносимые потери, сердцевины определяется на выходе RC. Это измерено распределение S Выходная мощность при условии возбуждения полный набор режимов на вход. Для пассивных элементов ВОЛС используется для измерения вносимых потерь, потери повторяемость вставки. Например, разъем для вставки убытка определяется с использованием светодиодов, два коротких ок, две тестовые разъемы и измеритель мощности. Сначала измерить силу, текущую через первую ок с разъемом. Далее измеряется Выходная мощность подключен ко второму ок. Вносимые потери, Учитывая, что мощность обратного рассеяния зависит от направления прохождения зондирующего импульса, измерения необходимо осуществлять с двух сторон. Это дополнительно увеличивает точность измерений потерь при коротких длинах ОК, среднее затухание вычисляется как среднее геометрическое значение из двух измерений. Имеется много регулируемых пользователем параметров‚ влияющих на точность измерения расстояния с помощью оптического рефлектометра‚ в том числе: - правильная установка показателя преломления; - установка на оптическом рефлектометре нужного диапазона; - установка для данной длины волокна нужной длительности импульса; - установка для данного волокна оптимальной разрешающей способностью. Все эти параметры имеют большое значение‚ мы же остановимся на установке разрешающей способности оптического рефлектометра. Несмотря на то, что у большинства современных моделей оптического рефлектометра этот параметр устанавливается автоматически‚ правильное понимание этого вопроса позволит оператору выбрать такую разрешающую способность, которая обеспечит максимальную точность измерения расстояния. Следует отметить, что если установить наименьшее значение разрешающей способности‚ это может привести‚ при обеспечении данной желаемой точности‚ к увеличению времени сканирования. Время тестирования при этом, фактически возрастает пропорционально изменению разрешающей способности. При измерении длины волокна в большом пролете этот фактор следует принимать во внимание. Рассмотрим каким образом этот параметр соотносится с точностью измерения расстояния. Чем выше разрешающая способность‚ т.е. чем ближе друг к другу находятся точки с результатами измерений‚ тем больше сведений будет получено о волокне‚ но в этом случае тестирование займет больше времени‚ чем при более низкой разрешающей способности. Если не принимать во внимание время сбора данных‚ то более высокая разрешающая способность была бы оптимальной – в том смысле‚ что при ней более точно определяется место неоднородности в волокне. Так, например‚ если оптический рефлектометр производит измерения параметров волокна в каком-нибудь пролете через каждые 8м‚ то вполне возможно‚ что разрыв или неоднородность может иметь место через 7м после точки с результатами измерений. Полученное в результате этого френелевское отражение – если это была отражающая неоднородность – будет казаться начавшимся на предыдущей точке с результатами измерений‚ т.е. именно там‚ где уменьшилось обратное рассеяние. Поскольку расстояние до неоднородности в каком-либо отрезке волокна всегда откладывается на линейной части рефлектограммы и поскольку последняя точка обратного рассеяния наложилась на предыдущую точку с результатами измерений‚ то измеренное расстояние будет отличаться от действительного на 7м. Если же разрешающая способность была установлена более высокой (равной 0‚5 м)‚ то место той же самой неоднородности будет смещено максимум на 30см. На рисунке 1 приведена типичная рефлектограмма‚ показывающая несколько неоднородностей и конец волокна.  Рисунок 1 Рефлектограмма волокна На рисунке 2 - рефлектограмма волокна, показывающая не только месторасположение повреждения ОВ, но и, по всей видимости, существующих зон напряжений в ОВ. Видно, как разрешающая способность влияет на возможность пользователя правильно определять местонахождение неоднородности. На этом этапе работы, если оператор решит не прибегать к автоматической установке разрешающей способности оптического рефлектометра‚ нужно будет достичь компромисса между временем тестирования и желаемой точностью измерения. Чем больше у оператора опыта работы с рефлектометром, тем легче это сделать.  Рисунок 2 - Рефлектограмма волокна, показывающая месторасположение повреждения ОВ При определенной длине пролета волокна точность определения местонахождения неоднородности или разрыва может не иметь существенного практического значения. Для достижения необходимых параметров передачи ВОЛС и высоких эксплуатационных характеристик ВОСП метрологическое обеспечение строительства и технической эксплуатации должно предусматривать возможность контроля практически всех операций монтажа оптического кабеля, измерения основных параметров ВОЛС. Основные задачи метрологического обеспечения заключаются в измерении: 1. Величин затухания и дисперсии ОВ на строительных длинах ВОК до и после прокладки с целью проверки их соответствия паспортным значениям. 2. Дисперсии и затухания в муфте после монтажа ОВ с целью контроля качества соединения волокон. 3. Величин затухания и дисперсии на всех РУ. Приёмосдаточные испытания производятся представителями строительной организации и организации планируемой, планируемой для эксплуатации построенной ВОЛС. Суть приёмки заключается в соответствующих измерении параметров передачи ОВ на полностью готовых регенерационных участках между оконечными разъемами ОК. На ВОЛС с высокой пропускной способностью, организованной на ОК с одномодовыми ОВ, измеряются затухание и дисперсия всех волокон на регенерационном участке. Измерения должны производиться при условиях, максимально приближенных к рабочим (спектр излучения, методы ввода и вывода излучения). Величины затухания, группового времени прохождения, дисперсии ОВ измеряются в обоих направлениях передачи, что позволяет учитывать неоднородность ВОЛС и выбрать оптимальный вариант использования каждого ОВ. Данные измерении в обоих направлениях передачи заносятся в паспорт ВОЛС, по которым определяют статистические характеристики ОК на измеряемом РУ средние значения ослабления, группового времени прохождения, дисперсии). Особенностью паспорта ВОЛС является повышенное требования к точности выполнения схемы прокладки ВОЛС. Трасса прохождения ОК и сведения о местоположении необслуживаемых регенерационных пунктов, определённые с помощью рефлектометра, а также привязка трассы к ориентирам на местности должны быть нанесены на схему трассы ВОЛС с точностью не хуже 0,4 м. Рефлектометр, как измерительный прибор реализует метод обратного рассеяния, в основу которого положено явление обратного рэлеевского рассеяния. В процессе проведения измерений контролируемое волокно зондируют через разветвитель мощными оптическими импульсами небольшой длительности. Из-за отражений от распределённых или локальных неоднородностей возникает поток обратного рассеяния. В процессе регистрации этого потока определяется затухание кабеля, как функция его длины, анализ которой позволяет выявить местонахождение, характер неоднородностей и величину вносимых локальных и распределённых потерь. Полученные результаты представляются в визуальной форме, что обеспечивает гораздо более точные определения характеристик неоднородностей и причины их возникновения. Упрощённая структурная схема рефлектометра изображена на рисунке 7. Управляющий процессор обеспечивает согласованную работу полупроводникового лазера и электронного осциллографа. Для ввода оптических импульсов в волокно используется направленный ответвитель с оптическим соединителем. Поток обратного рассеяния через ответвитель поступает на фотоприёмник, где преобразуется в электрическое напряжение, подаваемое в свою очередь, на вход вертикальной развёртки Y-осциллографа. На экране последнего происходит формирование кривой обратного рассеяния.  Рисунок 3 – Структурная схема оптического рефлектометра Первой задачей поиск и устранение неисправностей волоконно-оптический анализ том, была ли неспособность электрические части оборудования или оптический. Для этого, с помощью ORM измеряется оптической мощности, а затем сравнению с нормой. Если уровня оптической мощности в пределах нормы, виноваты в электронной части оборудования передачи, которая нуждается в замене или ремонту. Если уровень принимаемого питания слишком низкое, то проблема либо передатчик, либо оптоволоконный кабель. Для дальнейшего поиска, вам нужно для измерения выходной мощности передатчика, для этой цели используются ОРМ и тестирования кабеля. Если передатчик Выходная мощность невелика, ее необходимо исправить. Если индикатор питания находится в пределах нормы, проблема связана с волоконно-оптического кабеля. Чтобы найти неисправность в кабельной начинается с анализа ее связь с помощью визуального дефектоскопа в случае кабели ближнемагистральный или OTDR если длинных кабелей. Основные неполадки кабелей, как правило, разъемы, плохое качество сварки, соединения и обрывов кабеля, вызванных внешними воздействиями. Для поиска неисправностей в разъемы используются операционные микроскопы. Для диагностики сварных швов и локализация обрывов применяются OTDR с учетом указанных выше ограничений на точность измерений. Измерения в процессе монтажа ОК производятся с целью оценки качества выполнения неразъемных соединений ОВ при сращивании строительных длин. Измерения рекомендуется проводить оптическим рефлектометром методом обратного рассеяния. Следует отметить, что в ряде устройств для сварки ОВ предусмотрена возможность грубой пороговой оценки затухания стыка ОВ (типа «удовлетворяет» или «не удовлетворяет»). Обычно она показывает, больше или меньше нормы контролируемое затухание. Если больше, то соединение должно быть выполнено заново, если меньше, то необходимо уточнить оценку с помощью оптического рефлектометра.  Рисунок 4 - Рефлектограмма проектируемого участка Для достижения необходимых параметров передачи волоконно-оптические и высокая производительность ВОСП метрологическое обеспечение строительства и технической эксплуатации должны обеспечивать возможность контролировать практически все операции установки ок, измерение основных параметров OK, ВОЛС. Основные направления деятельности здравоохранения оценки ВОЛС следующим образом. Измерение значений затухания и дисперсии S на строительных длин ок до и после его прокладки в целях проверки их соответствия паспортные значения. Измерение дисперсии и затухания в муфте после монтажа параметры для контроля качества соединений волокон. Измерение затухания и дисперсии в процесс группировки параметры для выравнивания значений этих параметров на УБ. Измерение значений затухания и дисперсии во всех ROO. Приемочные испытания сделаны представителями строительных организаций, запланированных для эксплуатации построенных ВОЛС. Суть принятие соответствующих измерения параметров передачи ы в полной регенерации территорий между завершением разъемы ок. Минимальный объем измерений определяется техническими требованиями, и в зависимости от конструкции ок целью ВОЛС и организации системы передачи. Переработка существующих и разработка новых нормативных документов с учетом современных требований и гармонизации с международными стандартами и нормами, но не безоговорочное признание. Углубление сотрудничества с метрологической службы Республики и его основных институтов в заданном направлении, а также метрологических служб предприятий связи и других ведомств и организаций, участвующих ВОСП. Координация и согласование деятельности с организацией контроля. Легализация (т.е. тестирование с последующей проверкой), большое количество рабочих на различных пользователей, импортированных ранее импортированных SI, по упрощенной процедуре (возможно, аналогичные ГОСТ 8.326-89), признавая их в системе сертификации "Электросвязь". Рефлектограммы, полученные с помощью BOTDR, обладают двумя характерными особенностями. Во-первых, в них отсутствуют выбросы сигнала, вызванные отражением импульсов света от оптических разъемов и торца волокна. В традиционных OTDR эти отраженные импульсы приводят к насыщению фотоприемника и появлению мертвых зон (зон нечувствительности). В BOTDR эти импульсы не регистрируются, так как при отражении от оптических разъемов и торца волокна частота света не меняется. В BOTDR регистрируются только те отраженные импульсы света, несущая частота которых смещена на величину fБ. Во-вторых, не смотря на то, что в BOTDR осуществляется когерентный прием излучения, рефлектограмма не зашумлена, как это должно наблюдаться при когерентном приеме рассеянного излучения. Происходит это потому, что в BOTDR регистрируется свет, рассеянный не на релеевских центрах (замороженных в волокне флуктуациях показателя преломления), а на тепловых флуктуациях показателя преломления (акустических фононах). А так как время жизни акустического фонона (ta = 1/Δf = 10-8 сек) мало по сравнению со временем измерений, то амплитуда и фаза волн рассеянных на этих неоднородностях эффективно усредняется. Рефлектограмма линии с напряженным участком волокна, полученная при Δf = fБ, приведена на рис. 3. Удлинение волокна на 0.1% приводит к смещению частоты основного пика на 490 МГц/% × 0.1 % = 50 МГц. Полная ширина линии в эффекте SPBS (по половинному уровню) для волокна AllWave составляет 86 МГц. Поэтому смещение частоты основного пика бриллюэновского рассеяния в напряженном участке волокна на 50 МГц приводит к заметному уменьшению уровня отраженной мощности и появлению провала в рефлектограмме. Заметим, что изгиб в рефлектограмме может возникнуть не только из-за натяжения, но и из-за скачка потерь в волокне. Для того, чтобы разделить эти два эффекта, недостаточно измерить рефлектограмму на одной разностной частоте, как на рис. 5.6, а необходимо найти распределение спектра бриллюэновского рассеяния света вдоль волокна.  Рисунок 5 - Рефлектограмма волокна AllWave с напряженным участком Бриллюэновский прибор является достаточно дорогостоящим приором (его цена примерно в 10 раз выше цены OTDR), поэтому они приобретаются крупными компаниями, которые предоставляют услуги по тестированию ВОЛС. В бриллюэновской рефлектометрии как это обычно бывает, точность относительных измерений выше точности абсолютных. Поэтому целесообразно пристыковывать измеряемую линию к дополнительной катушке со свободно уложенным волокном. Результаты таких измерений представлены на графиках, где начальные участки графиков (до длины 1800 м) соответствуют таким катушкам. По вертикальной оси выведено значение натяжения волокна, одно деление соответствует удлинению 0,1%. Вывод В ходе практики проведен анализ метрологического обеспечения производства, изучены методы сбора и анализа исходных данных при исследовании влияния процессов в оптическом волокне на скорость и дальность передачи информации, изучение правил и методов наладки, настройки и эксплуатации радиотехнического и радиоэлектронного оборудования предприятия. Также рассмотрена нормативная документация по эксплуатации телекоммуникационного оборудования, перечень и порядок заполнения форм производственной документации, к которой относятся: а) система технической эксплуатации оборудования телекоммуникационного предприятия; б) система оперативно – технического управления оборудования телекоммуникационного предприятия; в) система оперативно- технического обслуживания оборудования телекоммуникационного предприятия. Рассмотрен состав, а также основные технические характеристики контрольно-измерительной аппаратуры, методы измерений основных параметров систем. Список использованных литературы Баловленков Е.В. Какая линия перспективней? – Вестник связи, 2012, №11, с. 28-29; Кемельбеков Б.Ж., Мышкин В.Ф., Хан В.А. Современные проблемы волоконно – оптических линий связи. Волоконно – оптические кабели. - М. НТЛ. 2009. 392 с.; Попов Д.А., Нисенбаум Ф.А., Попова Г.А. Расчет и проектирование волоконно-оптических линий связи. // Автоматика, связь, информатика. 2009. № 11, с. 23-25. В.В.Володин, П.М.Хазановский «Энергия, век двадцать первый» Москва, издательство «Детская литература» , 1989 год. Стр. 59-69 Б.Н.Бирюков «От водяного колеса до квантового ускорителя» Москва, издательство «Машиностроение», 1990 год. Стр 10-15. Ш.Қ.Биболов «Оқушы анықтамасы: Физика» Алматы, «Арман –ПВ» баспасы, 2005 жыл А.Голдин «Океаны Энергии» Пер. С англ. И.Бочаровой, Москва, издательство «Знание», 1983год стр 25-30 Л.С.Юдасин «Энергетика проблемы и надежды» Москва, издательство «Просвещение», 1990 год. Стр. 37-45. Тлеуов Т. «Использование нетрадиционных и возобновляемых источников энергии для энергоснабжения сельскохозяйственных объектов Казахстана» Алматы, издательство «білім», 1995 год. Стр. 49. Непорожний П.С., Попков В.И. «Энергетические ресурсы мира» Москва, издательство «Энергоатомиздат», 1995 год. Зacлaвcкий К.E. Вoлoкoннo-oптичecкиe cиcтeмы пeрeдaчи. Чacть 1. Нoвocибирcк 1994г. Зacлaвcкий К.E. Вoлoкoннo-oптичecкиe cиcтeмы пeрeдaчи. Чacть 2.Нoвocибирcк 1995г. Бeргaнoв И.Р., Гoрдиeнкo В.Н., Крyхмaлeв В.В. Прoeктирoвaниe и тeхничecкaя экcплyaтaция cиcтeм пeрeдaчи. – М. : Рaдиo и cвязь, 1989 Aлeкceeв E.Б. Ocoбeннocти экcплyaтaции ВOЛC и пyти пoвышeния их фyнкциoнирoвaния. Элeктрocвязь №5, 1997 Вoлoкoннo-oптичecкиe cиcтeмы пeрeдaчи и кaбeли" Cпрaвoчник. пoд рeд. Грoднeвa И.И., Мyрaдянa A.Г., Шaрaфyтдинoвa Р.М. и др.,М., Рaдиo и cвязь, 1993 Вoлoкoннo-oптичecкиe линии cвязи" Cпрaвoчник.пoд рeд. Cвeчникoвa C.В. и Aндрyшкo Л.М., Киeв "Тэхникa", 1988 |