Рефлектометры: Рефлектометры Fibertool

Содержание

Рефлектометр. Виды и работа.Применение и устройство.Особенности

Рефлектометр – это электрический высокотехнологический прибор, предназначенный для анализа параметров волоконно-оптических линий передач. Устройство помогает найти дефекты в оптоволоконной магистрали, а также ее разрывы, с точным указанием расстояния до места повреждения. Устройство является очень распространенным в связи с широкомасштабным применением оптоволоконных линий, которые используются для интернет-сетей. Оптоволокно представляет собой прозрачные жилы, проводящие световой сигнал с минимальными потерями мощности. Для выявления дефектов в их структуре применение классических тестеров для электропроводов невозможно, поскольку волокно не пропускает ток. Рефлектометры являются единственным прибором, способным искать точки разрыва проложенной линии.

Как работает рефлектометр

Хотя данное устройство и имеет очень непростую конструкцию, принцип его работы не сложный для понимания. Прибор генерирует лазерный пучок света, который отправляется по оптоволокну в виде короткого импульса. Во время движения пучка при попадании на мелкие дефекты в линии, часть света отражается и двигается обратно на чувствительную часть рефлектометра. Она улавливает отбитый сигнал и проводит его фиксацию. Остальная часть пучка, которая смогла пройти через поврежденную часть провода, продолжает движение дальше. По мере преодоления различных препятствий часть света преломляется и возвращается обратно на устройство. Это продолжается до тех пор, пока импульс не преодолеет всю линию до ее конца, или не наткнется на участок полного разрыва.

Прибор фиксирует с большой точностью расстояние до мест с существенными дефектами, которые уменьшают силу сигнала, а также участка полного обрыва. Благодаря этому, можно провести ремонт уложенного оптоволоконного провода, а не менять его полностью. Также устройство позволяет оценить качество сварного шва, который получается при соединении кусков кабеля.

Принцип действия устройства вполне понятен. Данное объяснение является весьма упрощенным, поскольку фактически прибор генерирует короткие импульсы с высокой частотой. Сделать точные выводы о состоянии сети, используя только один импульс невозможно. В связи с этим прибор подключается на 20-30 секунд и за это время совершает несколько тысяч сигналов. Полученные данные от каждого из них анализируются и выводятся в виде диаграммы, которая представляет средний показатель от каждого из тысяч измерений.

Возможности рефлектометра

Рефлектометр может работать с длинными сетями, продолжительность которых составляет километры. Конечно, для точного получения данных необходимо применение мощного прибора способного создавать импульс достаточной силы для преодоления столь большого расстояния. Представленные на рынке рефлектометры могут быть рассчитаны как для больших расстояний, так и для малых. Последние используются преимущественно для тестирования домашних интернет сетей в офисах, когда импульс не проходит больше 100 м.

Для получения точных сведений о результате измерений тестированной линии в меню рефлектометра нужно перейти на вкладку события, которая отображает диаграмму эффективности передачи импульса. Скачки диаграммы говорят о наличии дефектов. Обычно кроме диаграммы прибор имеет дополнительную расшифровку существенных скачков, которая кроме расстояния до места дефекта указывает и потери сигнала. На основании этих данных можно принять решение о необходимости проведения ремонта или об оставлении линии в прежнем состоянии, если уровень потерь несущественный.

Внешний вид рефлектометра

Внешне рефлектометр представляет собой компактное устройство, которое немного напоминает игровой планшет. Он имеет массивный корпус с множеством кнопок регулировки и небольшим цветным или черно-белым экраном. На боковой части устройства имеются внешние разъемы различного стандарта. Каждый разъем закрывается крышками для предотвращения попадания внутрь влаги и пыли. Зачастую прибор оснащен резиновыми накладками для защиты от ударов при падении. Также корпус оснащается USB портом для подключения к компьютеру, что позволяет снимать данные для формирования отчетов.

Внутреннее устройство прибора
Внутри рефлектометр имеет сложную структуру, главными частями которой являются:
  • Лазерный светодиод.
  • Оптический разветвитель.
  • Чувствительный фотоприемник.
  • Входной коннектор.
  • Материнская плата.
  • Центральный процессор.

Материнская плата представляет собой большую микросхему, которая внешне ничем не отличается от прочих плат, используемых внутри телефонов, планшетов ноутбуков или компьютеров. Конечно, ее дорожки не имеют ничего общего с прочими гаджетами, но рядовой пользователь особой разницы не увидит. Центральный процессор обеспечивает проведение анализа полученных данных и их вывод на экран прибора.

Самыми главными частями прибора, которые и обеспечивают работа устройства, являются – лазерный светодиод, разветвитель и фотоприемник. Лазерный светодиод создает световой сигнал в виде короткого импульса, длительность которого в зависимости от модели устройства составляет от 5 нс до 20 мкс. Стоит отметить, что один светодиод не может выдавать различную длину волны. В связи с этим если прибор имеет в настройках изменения данного параметра, то это говорит о том, что в нем имеется несколько светодиодов. Как правило, их установлено два, с длиной волны 1310 нм и 1550 нм. Это самый распространенный параметр рефлектометров, позволяющий работать с подавляющим большинством сетей.

Оптический разветвитель выступает в роли посредника, который выпускает излучение лазера в оптоволокно, а при возвращении отбитых импульсов переводит их направление не на диод, а на приемник. Это очень чувствительное устройство, без которого функционирование рефлектометра невозможно.

Одним из самых важных и дорогостоящих элементов является чувствительный фотоприемник. Он фиксирует силу отбитого сигнала, который возвращается и передает данные на центральный процессор. От качества его работы зависит чувствительность принятия зондирующего импульса, посылаемого вдоль волокна. Чем лучше данный элемент, тем более точно можно определить на каком расстоянии имеется повреждение и уровень потерь сигнала при его прохождении.

Типы оптических рефлектометров

Существует всего два типа рефлектометра – обычные и для работающих сетей. Обычное устройство предназначено только для подключения к оптоволокну, которое не задействовано в передаче сигнала. Такими приборами проверяют качество монтажа после укладки линии, которая еще не подсоединена к общей магистрали. Такое устройство поможет определить, как хорошо была проведена сварка кусков кабеля. Если такой прибор подключить к задействованной сети, которая передает информационные сигналы, то рефлектометр может сгореть. Некоторые модели имеют защитный механизм, который блокирует поступающие помехи и отключает прибор для предотвращения его поломки.

В том случае, если необходимо провести измерение задействованной сети используется специальный вид рефлектометров. Он не реагирует на создаваемые помехи, поскольку имеет в своей конструкции дополнительные фильтры для их отсеивания. Устройство регистрирует только те импульсы, которые были посланы его диодом.

Предосторожности в работе

Для того чтобы избежать подключения рефлектометра не подходящего типа к сети, которую нужно проверить, следует сначала провести ее диагностику с помощью измерителя оптической мощности. Данный прибор позволит получить данные о том – работает данная сеть или еще не подключена. После этого можно воспользоваться рефлектометром не опасаясь, что он перегорит.

Используя рефлектометр нужно быть очень аккуратными, поскольку имеющийся в его конструкции коннектор для подключения к сети сделан из нежного материала, который даже при наличии царапинки будет искажать получаемые данные. В результате, полностью действующее устройство в безупречном техническом состоянии, но с дефективным коннектором, не сможет давать точные данные. Особенно чувствительной является центральная часть коннектора, представляющая собой керамический цилиндр, диаметр которого составляет 2,5 мм. Внутри него находится сердцевина из оптического волокна, выступающего в роли проводника для подаваемого импульса. Его диаметр меньше одной сотой доли миллиметра.

Для предотвращения получения дефектов следует тщательно чистить патч корд, который подключается к прибору. Зачастую для продления ресурса коннектора берется специальный патч корд переходник, с так называемой розеткой адаптером на втором конце, который подсоединяется к рефлектометру. Далее патч корд уже не снимается, а все последующие линии подсоединяются к его розетке. Если он будет поврежден, то его замена будет намного дешевле, чем ремонт рефлектометра.

Повышение точности измерения

Точность измерения зависит не только от самого прибора, но и способа его подключения к сети. В том случае если необходимо просто найди повреждение в оптоволокне, то вполне можно обойтись коротким патч кордом. В том случае если нужно снять данные для оформления сертификата сети, применяется компенсационная катушка, длина которой составляет от 300 до 500 м. Также для повышения точности данных необходимо провести измерение в обоих направлениях. Сначала рефлектометр подключается к одному концу оптоволокна, а после этого необходимо перейти ко второму.

Похожие темы:

Основы рефлектометрии

1.1 Эквивалентная схема кабеля

рис 1. Эквивалентная схема кабеля

Кабель может быть описан длинным рядом 4-полюсников. Каждый 4-полюсник содержит 4 элемента:

  • омическое сопротивление жилы – R;
  • индуктивность жилы – L;
  • емкость между жилами (или между жилами и экраном) –  С;
  • проводимость материала изоляции между жилами (или между жилами и экраном) – ;

Для электрической линии эти параметры заданы в величинах, отнесённых к единице длины кабеля (к 1 м или 1 км). Они называются погонными параметрами.

 

1.2 Искажение сигнала 

При распространении сигнала в кабеле  наблюдаются два эффекта – уменьшение амплитуды и увеличение длительности импульса с ростом расстояния.

Увеличение длительности сигнала (“размазывание” и “заваливание” фронтов) и уменьшение его амплитуды обусловлено  непрерывностью амплитудно-частотной  и фазовой характеристик кабеля. Используемый в рефлектометрии зондирующий сигнал (импульс обычно прямоугольной формы) имеет  широкий спектр, а скорость распространения и затухание сигнала в кабеле зависят от частоты.

Таким образом составляющие исходный сигнал гармоники распространяются с разной скоростью и по разному затухают, что и приводит к искажению первоначальной формы сигнала.

 

Рис. 2 Искажение сигнала при распространении в кабельной линии

 1.3 Импеданс (Волновое сопротивление)  

Если сигнал распространяется по кабелю в форме электрической волны, напряжение и ток волны находятся постоянно в одном отношении друг к другу. Это отношение называется импедансом ZL или волновым сопротивлением. Импеданс может быть представлен:

Ф1. Волновое сопротивление (характеристический импеданс) кабельной линии

Рассмотрим следующие случаи:

1. Если в кабеле нет потерь (омическое сопротивление R=0 и проводимость G=0), формула упрощается:

Ф.2 Волновое сопротивление на КЛ без потерь и в приближении  для высокочастотного сигнала

То есть тогда  импеданс Z– действительная величина независящая от частоты: ZL(ω, R=0, G=0)= Const(ω)

2. Приближение для высокочастотного сигнала. Так как в импульсном методе используются короткие прямоугольные зондирующие импульсы, имеющие гармоники сотни мегагерц , то ососбенно важным является приближение для высокой частоты:   

ωL >> R и ωC >> G, тогда импеданс также  является действительным и независящим  частоты и для высоких частот: ZL(ω,  ωL >> R , ωC >> G= Const(ω)

Для величины импеданса ZL  справедливы следующие аппроксимации:

  • длинный тонкий проводник: L велико, C мало => ZL велико
  • короткий толстый проводник: L мало, C велико => ZL мало

 

1. 4 Коэффициент отражения

Если участок кабеля имеет сопротивление

 ZX , которое отличается от волнового сопротивления кабеля, например, на конце кабеля, то часть энергии импульса будет отражаться на этом участке кабеля. Отношение между отражённой частью импульса и частью импульса, распространяющегося за неоднородность, может быть описано посредством коэффициента отражения 

где ZL – волновое сопротивление кабеля, ZX  сопротивление на источнике дефекта.

Обычно коэффициент отражения является комплексным параметром, т.е. отражение меняет не только амплитуду импульса, но и форму. Если коэффициент отражения чисто действительный, имеет место только изменение амплитуды импульса с сохранением его формы. Относительно коэффициента отражения различают три простых специальных случая:

  • согласование (если кабель нагружен на волновое сопротивление),
  • разомкнутый конец,
  • короткое замыкание.

Можно легко рассчитать, какой вид отражения можно ожидать на определённом ответвлении.

Чтобы определить коэффициент отражения, необходимо знать сопротивление в точке x текущего положения импульса и сопротивление в точке x+dx.

 

1.5 Согласование

На однородном участке кабеля, сопротивление ZL в точке x, равно сопротивлению ZX в точке x+dx, тогда:

Если сопротивление нагрузки имеет величину, равную волновому сопротивлению, то можно использовать формулу указанную выше.

 Согласование: ZX = ZL ,  =>  r = 0  –  Импульс не отражается.  Цепь нагружена согласованно.

 

1.6 Разомкнутый конец

Если кабель на конце разомкнут или оборван ( Zx = ∞ ), то импульс будет отражаться с полной амплитудой и без изменения формы:

 Разомкнутый конец:  Zx = ∞   => r = 1 –  Импульс отражается с исходной полярностью; Форма не искажается.

 

1.7 Короткое замыкание

Если кабель замкнут на конце накоротко, импульс будет отражаться с полной амплитудой и неизменённой формой, но с противоположной полярностью:

 Короткое замыкание: ZX = 0  =>  r = -1 – Импульс отражается с противоположной полярностью; Форма не искажается.

 

1. 8 Ответвление

Если импульс распространяется в ответвление кабеля, результирующее сопротивление ZX

 равно параллельному соединению входных сопротивлений ZLдвух кабелей.

Т.о., сопротивление, которое встречает импульс в месте разветвления, равно половине волнового сопротивления кабеля.

Коэффициент отражения может быть рассчитан по формуле:

Идеальное ответвление: Zx =ZL/2 => r=-1/3; Импульс отражается с противоположной полярностью, при этом отражается 1/3 амплитуды импульса . Форма не искажается.

 

рис 3. Импульс, отражённый от ответвления

Слабое отрицательное отражение можно наблюдать при любом виде параллельного соединения. Если сопротивление соединяется параллельно с волновым сопротивлением кабеля, результирующая величина будет всегда меньше волнового сопротивления, даже если параллельное сопротивление очень велико.

Открытый T-коннектор внутри коаксиальной линии, обычно очень трудно идентифицировать. Если одно гнездо Т-коннектора открыто, то его можно рассматривать как параллельный открытый конец. Параллельный открытый конец не вызывает отражения.

рис 4. Импульс, отражённый от открытого T-коннектора

Величина сопротивления параллельного соединения в этом случае не влияет на результирующее сопротивление:

Если импульс попадает на открытый Т-коннектор, то сопротивление, которое он встречает, близко к волновому сопротивлению кабеля. Идеальный Т-коннектор не отражает импульсов. Однако, как правило, на Т-коннекторе нарушается симметрия кабеля. Экран размыкается; и открытое гнездо действует подобно параллельному присоединению небольшой ёмкости. Неидеальный Т-коннектор можно наблюдать на рефлектограмме.

 T-коннектор: Zx=ZL => r≈0;  Импульс не отражается.

 

1.9 Омическое отражение

Разъёмное соединение обычно может считаться действительным последовательным сопротивлением.

рис 5. Импульс, отражённый от разъёмного соединения

При известном сопротивлении контакта R коэффициент отражения может быть рассчитан по формуле:

Как правило, R очень мало по сравнению с ZL. Т.о., соединитель вызывает очень небольшое (но всегда положительное) отражение.

 

1.10 Омическое короткое замыкание

Омическое короткое замыкание между двумя проводами даёт такой же эффект, как параллельное соединение.

Сопротивление дефекта подключено параллельно с непрерывным кабелем. Можно наблюдать небольшое отрицательное отражение. Амплитуда отражения зависит от степени шунтирования.

1.11 Емкостной дефект (шунтирующая ёмкость)

Изменение ёмкости между проводами кабеля может служить общим примером дефекта, искажающего форму импульса. Шунтирующая ёмкость приводит к ярко выраженному дифференцированию сигнала.

рис 6. Различие между отражением от омического и ёмкостного дефекта

 

1.12. Потери энергии при многократных отражениях

Как правило, на рефлектограмме электрической линии можно наблюдать несколько отражений. Это затрудняет классификацию отражений на большом расстоянии. На каждом дефекте импульс испытывает отражение, амплитуда зондирующего импульса уменьшается на каждом дефекте. Разомкнутый конец, который обычно вызывает большое отражение, может отобразиться с малой амплитудой, если ему предшествовало много малых отражений.

рис 7. Рефлектограмма дефектного кабеля

 

1.13 Скорость сигнала и время распространения импульса

Импульс распространяется в кабеле со скоростью сигнала v, которая является характеристикой кабеля. Эта скорость может быть примерно описана через относительную диэлектрическую проницаемость материала изоляции и вычислена по формуле:

В этой формуле с обозначает скорость света в вакууме (c=299,79 м/мкс).

В качестве рекомендуемой величины диэлектрической проницаемости воздуха можно принять 1. Для пластмасс значение диэлектрической проницаемости лежит в пределах от 2 до 4, а для воды – 80. Таким образом корень из диэлектрической проницаемости, который входит в аппроксимационную формулу, может использоваться для определения скорости сигнала. Эта величина описывает отношения скорости света в вакууме сигнала в кабеле к скорости распространения сигнала. Это отношение обозначено как коэффициент укорочения КУ=c/v. В зарубежных приборах обычно в качестве коэффициета характеризующего скорость распространения обычно применяют обратную к КУ величину выраженную в процентах  –  VOP = v/с *100%

 

 

Типовые значения коэффициентов укорочения  для некоторых типов кабеля

Кабель РК-50-2-111.52
Кабель РК-100-7-11.20
Воздушная линия1.00
Кабель П-2703.00
Кабель П-274М1.39
Кабель СБ. АБ1.84

 

Подводя итог можно сказать:

Если импульс посылается в кабель, он распространяется со скоростью, которая является характеристикой кабеля, такой же уникальной, как волновое сопротивление. В месте, где сопротивление кабеля меняется, часть импульса отражается и возвращается к началу кабеля.

Полная длина пути зависит от затухания и дисперсии кабеля. Сигналы в начале линии могут быть зарегистрированы как функция времени. Результирующая зависимость является так называемой рефлектограммой. Время tx необходимое импульсу для распространения от начала кабеля до неисправности и обратно, может быть измерено. Используя известную скорость сигнала (или значение g) в кабеле, можно вычислить расстояние lx между началом кабеля и неисправностью:

Из соображений практичности вместе с g часто используется величина v/2, связанная с коэффициентом укорочения отношением:  v/2=c/(2*g) .

Если эта величина известна, её можно непосредственно подставить в предшествующую формулу.

 

 2. Основные типы рефлектограмм металлических кабелей.

Среди всего разнообразия рефлектограмм металлических кабелей можно выделить несколько, наиболее полно описывающие возможные неисправности кабелей. На рисунках представлены несколько типичных рефлектограмм металлических кабелей.

1. На рефлектограмме представлен случай отражения сигнала от точки большого сопротивления (второй курсор), что соответствует обрыву кабеля. Состояние, описываемое рефлектограммой, получило название характерного обрыва (COMPLIT OPEN).

2. Отражение со сменой полярности сигнала соответствует короткому замыканию в кабеле, малому сопротивлению неоднородности. Такое состояние получило название характерного короткого замыкания (DEAD SHORT).

3. На данной рефлектограмме представлен вариант частичного обрыва (второй курсор) (PARTIAL OPEN), за которым следует полный обрыв.

4. На рефлектограмме представлен случай, когда за частичным замыканием (PARTIAL SHORT), отмеченным вторым курсором, следует полный обрыв кабеля.

5. Данная рефлектограмма отражает три пайки на кабеле. Пайка, отмеченная вторым курсором, является дефектной, что хорошо видно по уровню отражения от неоднородности.

6. Наличие усилителя в линии приводит к повышенному отражению от усилителя. Сигнал от рефлектометра должен обрываться на усилителе, однако может возникнуть дополнительное отражение (фантомный образ) за усилителем.

7. Наличие ответвителей может привести к ошибке измерения вследствие множественного отражения. На рефлектограмме второй курсор отмечает ответвитель. Два разнонаправленных отраженных сигнала отображают два сегмента ответвителя.

8. Внесение дополнительного сопротивления или сварочный шов приводят к появлению S-образного отражения на рефлектограмме. Высокоомное отражение сопровождается низкоомным.

9. Хорошо согласованный кабель с терминатором поглощает полностью сигнал отражения. Такая рефлектограмма служит гарантией правильности выбора терминатора, который не вызывает отражения.

10. Замокание кабеля отражается на рефлектограмме как область случайного отражения. Начало этой области, показанное вторым курсором на рефлектограмме, соответствует началу области замокания кабеля.

11. Повышение влажности в кабелях приводит к появлению шумовой составляющей на рефлектограмме.

Статьи — Оптические рефлектометры. Основные характеристики и принципы работы. Часть 2

3. Блок-схема оптического рефлектометра

Оптический рефлектометр состоит из лазерного источника света‚ оптического измерителя‚ разветвителя‚ дисплея и контроллера.


Рисунок 4. Блок — схема оптического рефлектометра

3.1. Лазерный источник света

Лазер посылает световые импульсы по команде контроллера. При различных условиях измерения вы можете выбирать различные длительности импульса. Свет проходит через разветвитель и входит в тестируемое волокно. У некоторых оптических рефлектометров имеется по два лазера‚ с помощью которых можно тестировать волокна на двух различных длинах волн. Использовать оба лазера одновременно нельзя. С одного лазера на другой можно переключиться простым нажатием кнопки.

3.2. Разветвитель

У разветвителя имеется три порта – один для источника света‚ один для тестируемого волокна и один для измерителя. Разветвитель – это устройство‚ позволяющее свету распространяться только в определенных направлениях: ОТ лазерного источника К тестируемому волокну и ОТ тестируемого волокна К измерителю. Свет НЕ может идти от источника прямо к измерителю. Таким образом‚ импульсы из источника света направляются в тестируемое волокно‚ а отраженная световая энергия – обратное рассеяние и френелевское отражение – направляется в измеритель.

3.3. Блок оптического измерителя

Измеритель – это фотоприемник‚ который измеряет уровень мощности света‚ идущего из тестируемого волокна. Он преобразует оптическое излучение в электрические сигналы соответствующего уровня – чем больше мощность оптического излучения‚ тем выше уровень электрических сигналов. Измерители оптического рефлектометра специально рассчитаны на измерение крайне низких уровней обратного рассеяния световой энергии. В состав измерителя входит и электрический усилитель‚ предназначенный для дальнейшего повышения уровня электрического сигнала.

Френелевское отражение примерно в 40 000 раз сильнее обратного рассеяния. Измерить такую величину измеритель не в состоянии — она приводит к его перегрузке и насыщению. Поэтому выходной электрический сигнал «обрезается» тогда‚ когда достигает максимального уровня выходной мощности измерителя. Так что каждый раз‚ когда тестирующий импульс достигает конца волокна – все равно у механического соединения (стыка) или у конца всего волокна – это приводит к тому‚ что измеритель «слепнет» до окончания импульса. Этот период «слепоты» называется мертвой зоной.

3.4. Блок контроллера

Контроллер – это мозг оптического рефлектометра. Он подсказывает лазеру‚ когда надо посылать импульс; получает от измерителя данные об уровнях мощности; рассчитывает расстояния до точек рассеяния и отражения в волокне; в нем хранятся отдельные точки измерений; он посылает информацию на дисплей.

Одним из основных компонентов блока контроллера является очень точная схема синхронизации‚ которая используется для точного измерения разницы во времени между посылкой импульса лазером и обнаружением отраженного света измерителем. Умножив это время распространения импульса в обоих направлениях (туда и обратно) на скорость света в волокне (которая представляет собой скорость света в безвоздушном пространстве‚ скорректированную введением показателя преломления)‚ и поделив его пополам‚можно рассчитать расстояние от оптического рефлектометра до нужной точки.

Поскольку обратное рассеяние имеет место по всей длине волокна‚ то назад‚ в рефлектометр идет непрерывный поток света. Контроллер через определенные промежутки времени фиксирует уровни‚ которые были определены измерителем‚ и получает таким образом точки измерений. Каждая точка измерений характеризуется своим соответственным временем (соотносящим ее с расстоянием от рефлектометра) и уровнем мощности. Поскольку первоначальный импульс по мере своего распространения по волокну становится слабее (из-за потерь‚ вызванных релеевским рассеянием)‚ то‚ чем больше пройденное им по волокну расстояние‚ тем ниже уровень соответствующего обратного рассеяния. Поэтому по мере увеличения расстояния от рефлектометра уровни мощности обычно понижаются. Но когда имеет место френелевское отражение‚ то уровень мощности в соответствующей точке резко поднимается до максимума – намного выше уровня обратного рассеяния‚ имевшего место непосредственно перед этим.

Когда контроллер собрал все точки измерений‚ он выводит эту информацию на экран дисплея. Первая точка с результатами измерений выводится на левый край графика как точка начала волокна. Ее положение на вертикальной оси зависит от уровня мощности отраженного сигнала: чем выше мощность‚ тем выше находится точка. Последующие точки измерений располагаются правее. Получающаяся в результате этого рефлектограмма представляет собой наклонную линию‚ идущую из верхнего левого угла в правый нижний. Наклон рефлектограммы указывает на удельные потери (в дБ/км). Чем круче наклон кривой‚ тем больше значение удельных потерь. Сама линия образуется точками измерений‚ соответствующими уровням обратного рассеяния. Френелевское отражение выглядит на рефлектограмме в виде всплесков‚ идущих вверх от уровня обратного рассеяния. Резкий сдвиг уровня обратного рассеяния указывает на «точечную потерю»‚ что может означать наличие либо сварного соединения (оптоволоконного стыка)‚ либо точки с механическим напряжением‚ через которую свет выходит из волокна.

3.5. Блок дисплея

Блок дисплея – это экран на ЭЛТ или на жидких кристаллах‚ на который выводятся точки измерений‚ образующие рефлектограмму волокна‚ а также параметры настройки рефлектометра и результаты измерений. На большинстве дисплеев рефлектометров точки измерений для большей наглядности соединяются друг с другом линией. С помощью выведенных на экран курсоров на рефлектограмме можно выбрать любую точку измерений. Когда курсор находится на какой-либо точке‚ на экран выводится расстояние до этой точки. У рефлектометра с двумя курсорами на экран будут выводиться расстояния до каждого из них‚ а также разница между уровнями обратного рассеяния в обеих точках. С помощью курсоров можно измерять различные параметры: потери в двух точках‚ удельные потери‚ потери на стыки и потери на отражение. Результаты таких измерений выводятся на экран.


Рисунок 5. Экран рефлектометра

4.1. Динамический диапазон

Динамический диапазон оптического рефлектометра определяет‚ какую длину волокна он может измерить. Диапазон выражается в децибелах‚ причем чем больше значение диапазона‚ тем больше длина волокна‚ которое можно измерить. Тестирующий импульс должен быть достаточно сильным‚ чтобы достичь конца тестируемого волокна‚ а измеритель должен быть достаточно чувствительным‚ чтобы быть в состоянии измерить самые слабые сигналы обратного рассеяния‚ поступающие с конца длинного отрезка волокна. Динамический диапазон зависит как от полной импульсной мощности лазерного источника света‚ так и от чувствительности измерителя: очень мощный источник света и чувствительный измеритель обеспечат большой динамический диапазон и наоборот.

Динамический диапазон оптического рефлектометра определяется как разность между уровнем обратного рассеяния на ближнем конце волокна и верхним уровнем среднего значения шума у конца волокна или после него.

Рисунок 6. Динамический диапазон

При большом динамическом диапазоне индикация на дисплее уровня обратного рассеяния на дальнем конце волокна будет четкой и плавной. При маленьком динамическом диапазоне рефлектограмма будет зашумлена на дальнем конце — точки с результатами измерений‚ показывающие на рефлектограмме уровень обратного рассеяния‚ не образуют плавной линии‚ а будут постоянно уходить то вверх‚ то вниз. На зашумленной части рефлектограммы трудно различить какие-нибудь детали‚ так как разница между результатами измерений в двух смежных точках может быть больше значения потерь на оптоволоконном соединении.

Увеличение полной выходной импульсной мощности лазерного источника может быть осуществлено двумя способами: увеличением абсолютного количества излучаемой световой энергии или увеличением длительности импульса. У каждого способа есть свой предел.

У лазерного диода имеется естественный максимальный уровень выходной мощности‚ который невозможно превысить. Кроме того‚ более высокая выходная мощность означает сокращение срока службы: лазер может быстрее перегореть.

Увеличение длительности импульса затрагивает другие рабочие характеристики‚ такие‚ как мертвая зона: чем больше длительность импульса‚ тем длиннее мертвые зоны.

У измерителей также имеются естественные ограничения их способности измерять низкие уровни световой энергии. В некоторой точке уровень посланного измерителем электрического сигнала (который соответствует обнаруженному уровню мощности оптического излучения) теряется в электрическом шуме схемы‚ так что контроллер не может отличить шум от результатов‚ полученных измерителем. Решающее значение для ослабления отрицательного воздействия на рефлектометр электрического шума имеет внутреннее электрическое экранирование. Кроме того‚ когда измеритель работает с использованием своей максимальной чувствительности‚ то уровень его точности понижается. Для повышения точности измерений при более низких уровнях световой энергии в рефлектометре применяется метод усреднения‚ объединяющий результаты измерений тысяч импульсов. Использование этого метода усреднения повышает чувствительность измерителя и тем самым помогает увеличивать динамический диапазон.

Имеется несколько различных способов расчета динамического диапазона. Упомянутый выше метод‚ рекомендуемый многими ведущими организациями‚ называется «методом определения 98%-ного уровня шума». При применении этого метода определяется точка‚ в которой уровень обратного рассеяния только начинает смешиваться с уровнем шума в приборе. Другой общепринятый метод называется «SNR =1» (SNR – это отношение «сигнал–шум»). Он аналогичен методу 98%-ного уровня шума‚ но увеличивает значение динамического диапазона примерно на 2–3 децибела. При использовании метода «SNR=1» определяется точка‚ у которой уровень обратного рассеяния рефлектограммы идет вниз и опускается ниже уровня внутреннего шума рефлектометра. Это означает‚ что‚ возможно‚ вы окажетесь не в состоянии получить от рефлектограммы подробные данные о конце волокна. Третий метод называется «Обнаружением френелевского отражения»; он может увеличить значение динамического диапазона на 10 и более децибел. При использовании этого метода производится измерение точки‚ в которой пик френелевского отражения в конце волокна можно обнаружить сразу же над уровнем шума. Этот метод дает самое большое значение динамического диапазона‚ но в то же время он вводит в заблуждение‚ поскольку не связан с тем‚ как рефлектометр работает в обычном режиме.

4.2. Мертвая зона

Мертвая зона – это та часть показывающей френелевское отражение рефлектограммы волокна‚ в которой высокий уровень этого отражения «перекрывает» более низкий уровень обратного рассеяния.

Измеритель оптического рефлектометра рассчитан на то‚ чтобы измерять низкие уровни обратного рассеяния в волокне; и в тех случаях‚ когда это обратное рассеяние перекрывается более сильным френелевским отражением‚ он «слепнет». Этот период «слепоты» продолжается столько времени‚ сколько длится импульс. Когда измеритель воспринимает отражение высокого уровня‚ он оказывается в состоянии насыщения и не способен измерять более низкие уровни обратного рассеяния‚ которые могут иметь место сразу же после отражающей неоднородности. Мертвая зона включает в себя длительность отражения ПЛЮС время восстановления максимальной чувствительности измерителя. У высококачественных измерителей это время восстановления меньше‚ чем у дешевых моделей‚ поэтому при их использовании и мертвые зоны становятся короче.

Появление мертвой зоны можно пояснить примером с рассматриванием звездного неба: если вокруг нет никакого освещения‚ то Ваши глаза становятся чувствительней и Вы начинаете различать очень тусклые звезды («обратное рассеяние»). Если же кто-нибудь посветит Вам прямо в лицо фонариком то этот‚ более яркий‚ свет («френелевское отражение») ослепит Вас‚ так что Вы уже не сможете различать звезды. Вы не будете видеть ничего кроме яркого света до тех пор‚ пока он будет светить Вам в глаза («длительность импульса»). После того как этот свет уберут‚ Ваши глаза постепенно привыкнут к темноте‚ станут более чувствительными‚ и Вы опять сможете различать слабый свет звезд. Измеритель рефлектометра ведет себя примерно так же‚ как и Ваши глаза в этом примере. Период «слепоты» и восстановления чувствительности и есть мертвая зона.

Поскольку мертвая зона непосредственно связана с длительностью импульса‚ то ее можно уменьшить‚ сократив длительность импульса. Но сокращение длительности импульса означает уменьшение динамического диапазона. В конструкции любого рефлектометра должен найти отражение компромисс между этими двумя характеристиками. Аналогичным образом‚ пользователь оптического рефлектометра должен выбирать длительность импульса в зависимости от того‚ что для него является более важным – различать близко расположенные друг к другу неоднородности или просматривать волокно большей длины. Самая лучшая конструкция обеспечивает большой динамический диапазон при небольшой длительности импульса. Это соотношение динамический диапазон на длительность импульса и будет определять на каком расстоянии в волокне вы сможете отличать друг от друга две находящихся близко друг к другу неоднородности (оптоволоконные соединения).

Значение мертвых зон. Мертвые зоны появляются на рефлектограмме волокна во всех случаях‚ когда в волокне использованы разъемы‚ а также при наличии в волокне некоторых дефектов (таких‚ как трещины). В каждом волокне имеется по крайней мере одна мертвая зона: в том месте‚ где оно присоединено к рефлектометру. Это означает‚ что в начале тестируемого волокна имеется участок‚ в котором НЕЛЬЗЯ ПРОИЗВОДИТЬ НИКАКИХ ИЗМЕРЕНИЙ. Этот участок имеет непосредственное отношение к длительности импульса лазерного источника. Обычно импульсы у оптических рефлектометров имеют длительность от 3 нс (наносекунда – одна миллиардная секунды) до 20 000 нс. При переводе в расстояние это означает от 60 см до почти 2 км. Если Вам нужно получить характеристику той части волокна‚ которая находится рядом с ближним концом или если Вам нужно измерить два события (неоднородности) на рефлектограмме‚ находящиеся друг от друга на расстоянии менее 30 м‚ то Вам нужно выбрать самую короткую из возможных длительностей импульса‚ при которой вы сможете добраться до той точки‚ которую вы хотите измерить.

Мертвые зоны можно разделить на две категории: мертвые зоны события (неоднородности) и мертвые зоны затухания.

Мертвая зона события (называемая также мертвой зоной отражения) – это расстояние от одного френелевского отражения до другого френелевского отражения‚ которое можно обнаружить. Такая мертвая зона говорит о том‚ когда после какого-либо отражения (обычно от разъема у рефлектометра) Вы сможете обнаружить отражение от обрыва или от оптоволоконного соединения. Это имеет значение в том случае‚ если Вы пытаетесь отделить друг от друга два разных соединения‚ находящихся менее чем в 30 м друг от друга (например‚ во время восстановления чувствительности). Наличие короткой мертвой зоны события означает‚ что после первого оптоволоконного соединения Вы сможете увидеть второе.


Рисунок 7. Мертвая зона события (мертвая зона отражения)

Мертвая зона затухания – это расстояние от какого-либо френелевского отражения до того места‚ где можно обнаружить обратное рассеяние.

 

В этом случае Вы получаете информацию о том‚ как скоро после отражения Вы сможете измерить второе событие‚ такую‚ как сварное соединение (оптоволоконный стык) или дефект волокна. Чтобы осуществлять какие-либо измерения потерь в волокне‚ Вы должны быть в состоянии увидеть обратное рассеяние по обе стороны от оптоволоконного соединения. Это означает‚ что рефлектограмма должна опуститься со своего пика у отражения до уровня обратного рассеяния. Мертвые зоны затухания всегда длиннее‚ чем мертвые зоны события‚ поскольку для обнаружения уровня обратного рассеяния детектор должен полностью восстановить свою чувствительность.


Рисунок 8. Мертвая зона затухания

4.3. Разрешающая способность

Имеются две разновидности разрешающей способности: пространственная (расстояние) и по потерям (уровень).

Разрешающая способность по потерям (по затуханию) – это способность измерителя различать воспринимаемые им уровни мощности. Большинство измерителей рефлектометров могут выводить на экран дисплея разность между уровнями обратного рассеяния вплоть до 0‚01 или 0‚001 децибела. Эту характеристику не надо путать с точностью определения уровня (которую мы обсудим ниже). По мере распространения лазерного импульса по волокну соответствующие сигналы обратного рассеяния становятся все слабее‚ а разница между уровнями обратного рассеяния в двух смежных точках измерения становятся все больше. Таким образом‚ чем дальше импульс распространяется по волокну от рефлектометра‚ тем относительно больше (по сравнению с частью волокна‚ примыкающей к рефлектометру) становится расстояние по вертикали между точками с результатами измерений‚ образующими рефлектограмму. Это приводит к тому‚ что ближе к концу всего волокна рефлектограмма становится зашумленной и для своего выравнивания нуждается в усреднении множества результатов измерения импульсов. Шум на рефлектограмме может лишить Вас возможности обнаруживать или измерять оптоволоконные соединения и дефекты с низкими потерями.

Пространственная разрешающая способность (разрешение по расстоянию) – это параметр‚ определяющий‚насколько близко друг к другу по времени (и‚ соответственно‚ по расстоянию) находятся отдельные точки с результатами измерений‚ образующие рефлектограмму. Эта способность выражается в единицах расстояния; высокая разрешающая способность – 0‚5 м‚ а низкая – от 4 до 16 м.


Рисунок 9. Разрешающая способность по расстоянию

Контроллер рефлектометра через определенные интервалы времени получает из измерителя точки с результатами измерений. Если он снимает показания измерителя очень часто‚ то расстояния между точками измерений будут небольшими‚ и рефлектометр сможет обнаруживать в волокне такие неоднородности‚ которые расположены близко друг к другу. Разрешающая способность по расстоянию оказывает влияние на способность рефлектометра определять местонахождение конца всего волокна: если точки измерений находятся друг от друга на расстоянии 8 м‚ то конец волокна может быть определен лишь с точностью ±8 м (см. раздел о точности измерения расстояний).

Вы можете выбирать и измерять расстояния (и потери) между любыми двумя точками измерений рефлектограммы. Чем ближе эти точки расположены друг к другу‚ тем больше сведений о волокне Вы получите. Рефлектограмма выводится на экран дисплея в виде линии‚ соединяющей точки измерений; Вы можете устанавливать курсор как между точками‚ так и на них самих. Такая интерполяция означает‚ что разрешающая способность дисплея выше‚ чем действительная пространственная (или относящаяся к точкам с результатами измерений) разрешающая способность. На экране дисплея легко достичь и «сантиметровой разрешающей способности» – для этого надо просто расширить на экране пространство между двумя точками измерений‚ так чтобы курсор можно было перемещать на очень небольшое расстояние. Но это не означает‚ что оптический рефлектометр производит измерения с высокой разрешающей способностью – речь идет только о высокой разрешающей способности дисплея.

Пространственная разрешающая способность в некоторых местах уменьшается из-за наличия мертвой зоны. Достоверные измерения затухания в волокне – это те‚ которые сделаны между двумя уровнями обратного рассеяния. Для измерения потерь нельзя использовать те точки измерений‚ которые были получены в то время‚ когда измеритель был в состоянии насыщения из-за френелевского отражения. Это связано с тем‚ что в то время измеритель не мог точно измерять уровни. Поэтому пространственная разрешающая способность в районе вокруг френелевского отражения – хуже (более низкая) из-за того‚ что единственные точки измерений‚ которые можно использовать‚ находятся до и после мертвой зоны по обе стороны оптоволоконного соединения.

4.4. Точность измерения потерь

Точность измерений‚ производимых измерителем оптического рефлектометра‚ определяется точно так же‚ как и у оптических ваттметров и фотоприемников любого вида. Точность любого оптического измерителя зависит от того‚ насколько близко выходная мощность электрического сигнала соответствует входной мощности оптического излучения. Большинство оптических измерителей преобразуют поступающую мощность оптического излучения равномерно по всему рабочему диапазону в электрический сигнал соответствующего уровня‚ но выходная мощность электрического сигнала оказывается крайне низкой. Во всех измерителях используются электрические усилители‚ повышающие крайне низкий уровень выходной мощности электрического сигнала‚ но все эти усилители вносят в сигнал определенные искажения. Высококачественные усилители могут усиливать как высокие‚ так и низкие уровни на одну и ту же величину. Говоря другими словами‚ в большей части рабочего диапазона у них в высшей степени «линейная» реакция на входную мощность. Усилители более низкого качества вносят в усиливаемый сигнал значительные искажения либо на высоком‚ либо на низком уровне входной мощности‚ так что эти уровни по краям рабочего диапазона становятся нелинейными. От того‚ в какой степени оптическому измерителю и его усилителю присуща линейность‚ будет зависеть‚ насколько точно поступающая оптическая мощность будет преобразовываться в усиленный электрический сигнал.

Точность измерений у многих оптических измерителей выражается либо (если диапазон измерений невелик) в виде просто плюс-минус (±) какое-то количество децибел (например‚ «± 0‚10 дБ»)‚ либо как определенное число процентов от уровня мощности (например‚ «2%»). Для оптических рефлектометров лучшим представлением точности измерений является указание степени линейности‚ выраженной как ± какое-то количество децибел на 1 децибел мощности‚ измеряемой в определенных диапазонах измерений – например‚ «± 0‚10 дБ/дБ в диапазоне от 10 дБ до 20 дБ». Предполагается‚ что оптические рефлектометры должны поддерживать приемлемую точность в весьма широких диапазонах измерений – некоторые рефлектометры охватывают диапазоны уровней обратного рассеяния‚ превышающие 40 дБ. Поэтому рефлектометрам требуется поддержание довольно высокой степени линейности во всем измеряемом диапазоне входных мощностей оптического излучения. Недостаточная степень линейности оптических рефлектометров часто отражается на характере рефлектограммы волокна‚ выводимой на дисплей. Она то круто падает вниз‚ то загибается вверх‚ то приобретает крайне неровный характер. Характеристики линейности оптических рефлектометров в рекламных описаниях обычно не приводятся.

Френелевские отражения обычно находятся вне диапазона измерений и поэтому при характеристике линейности рефлектометра не учитываются. Однако в выводимой на экран рефлектограмме в период восстановления чувствительности после отражения часто проявляется нелинейность‚ возникающая при переходе уровня поступающей мощности от крайне высокого (отражение) к очень низкому (обратное рассеяние).

Принцип работы рефлектометра | Статьи ЦентрЭнергоЭкспертизы

При построении и эксплуатации кабельных линий, последние не застрахованы от появления дефектов, грозит это проводным кабелям (силовые, кабели связи и т.д.), не менее уязвимы и линии связи, построенные на волоконно-оптическом кабеле. На сегодняшний день существуют различные способы поиска повреждений на кабельных линиях, один из них основан на рефлектометрии – методе более известном как локация.

Особенностью данного метода является высокая точность измерения длины кабеля до проблемных участков:

  • с помощью импульсных рефлектометров проверяют целостность проводных кабелей, прибор позволяет определить место обрыва, короткого замыкания, подключения и пр.;
  • на волоконно-оптических рефлектометрах производится проверка и анализ волоконно-оптических линий связи, кроме обрывов волокна они предоставляют возможность оценивать качество соединений сварных или посредством коннектора (оптического разъема), проводить измерения затухания и оценивать потери в места соединений.

Разница заключается в следующем:

  • обычные рефлектометры (для проводных кабелей) работают на распространении в проводниках кабеля электрических импульсов;
  • в оптическом рефлектометре (OTDR) роль зондирующего импульса выполняет световой импульс высокой оптической мощности, распространяемый по оптическому волокну.

Таким образом, достаточную точность OTDR определяют сигналы обратного отражения, точнее их обработка и анализ, а также информации, обусловленной обратным рассеянием.

Устройство и принцип действия

Как мы уже выяснили, принцип действия оптического рефлектометра основан на особенностях распространения, отражения и рассеивания световых импульсов. Выпуск современных оптических измерителей представлен огромным количеством моделей, отличающихся возможностями, производителями, да и, конечно же, ценой. Однако практически во всех моделях рефлектометров, присутствует приблизительно одинаковый набор функциональных модулей, обеспечивающих автоматическое измерение, как правило, это:

  • полупроводниковый лазер;
  • приемник-преобразователь;
  • разветвитель;
  • блок обработки и управления;
  • дисплей прибора (экран OTDR).

Непосредственными исполнительными элементами, связующими прибор с измеряемым оптоволокном выступают первые три элемента.

Лазерный светодиод обеспечивает импульсное оптическое излучение при длительностях импульса от единиц наносекунд до десятков микросекунд, и излучение рефлектометра попадает в оптоволокно. В случае если прибор рассчитан на работу с разными длинами волн, то на каждую из них устанавливается отдельный лазер.

Приемная часть – фотодиод рефлектометра преобразует световые отраженные сигналы в электрические, которые после усиления в приемнике поступают в блок обработки и управления. Важные функции отведены разветвителю, не пропускающему мощные импульсы лазера на вход высокочувствительного фотоприемника. Блок обработки и управления обеспечивает:

  • полный алгоритм работы прибора;
  • синхронизацию передаваемых и приемных сигналов;
  • все необходимые измерения;
  • анализ полученной информации;
  • хранение, сравнение, передачу данных и многое другое.

Высокий уровень шумов может поглощать часть информации сильно ослабленного в измеряемом кабеле полезного сигнала, поэтому в автоматическом режиме рефлектометр самостоятельно производит тысячи измерений в пределах 10 – 20 секунд. Данные измерений попадают в блок обработки, и на основании усредненного анализа строятся объективные рефлектограммы, выводимые затем на дисплей рефлектометра и в память прибора с возможностью дальнейшей обработки.

Дополнительные возможности в современных приборах и набор разнообразных программ, позволяют существенно расширить возможности рефлектометров.

Смотрите также другие статьи :

Что такое магнетизм?

Магнетизм, это физическое явление знакомо человечеству уже не одно тысячелетие. Первые упоминания о магнитных свойствах магнетита (магнитного железняка) доходят до нас из древнего Китая и датируются 4-ым и 3-им тысячелетиями до нашей эры. Лавры первенцев с Поднебесной готовы разделить Древние Индия и Греция, так это или иначе, но знакомство китайцев с магнитным компасом произошло в промежутке 2600 – 1100 годов до н.э.

Подробнее…

Что такое короткое замыкание

Каждый из нас наверняка когда-нибудь сталкивался с таким неприятным физическим явлением, как короткое замыкание (КЗ) в электросети или электроприборах. Маленькая «молния», может возникнуть при случайном замыкании оголенных проводов, при попадании гвоздя или сверла дрели в скрытую электрическую проводку.

Подробнее…

ОПТИЧЕСКИЕ РЕФЛЕКТОМЕТРЫ — Yakutsk Optilink Net Web Server

Измерения

№ ME / 15

 октябрь 2003г.


 

ОПТИЧЕСКИЕ РЕФЛЕКТОМЕТРЫ:

Основные характеристики и принципы работы

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

1.   ВВЕДЕНИЕ. 3

1.1.    Волоконно-оптическая связь. 3

1.2.    Определение потерь в оптическом волокне. 3

1.3.    Другие виды тестирования волокна. 4

1.4.    Оптический рефлектометр. 4

1.5.    Cпособы применения оптических рефлектометров. 4

2.   КАК РАБОТАЕТ ОПТИЧЕСКИЙ РЕФЛЕКТОМЕТР. 4

2.1.    Релеевское рассеяние. 5

2.2.    Френелевское отражение. 5

2.3.    Сопоставление уровня обратного рассеяния с потерями при передаче. 6

3.   Блок-схема оптического рефлектометра.. 6

3.1.    Лазерный источник света. 6

3.2.    Разветвитель. 7

3.3.    Блок оптического измерителя. 7

3.4.    Блок контроллера. 7

3.5.    Блок дисплея. 8

4.   ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПТИЧЕСКОГО РЕФЛЕКТОМЕТРА.. 8

4.1.    Динамический диапазон. 8

4.2.    Мертвая зона. 10

4.3.    Разрешающая способность. 12

4.4.    Точность измерения потерь. 13

4.5.    Точность измерения расстояния. 14

4.6.    Показатель преломления. 14

4.7.    Длина волны. 15

4.8.    Тип разъема. 16

4.9.    Подключение внешних устройств. 16

5.   ПРИМЕНЕНИЕ ОПТИЧЕСКОГО РЕФЛЕКТОМЕТРА.. 17

5.1.    Конфигурация. 17

5.2.    Параметры измерений. 19

5.3.    Расшифровка и анализ рефлектограммы волокна. 21

5.4.    Автоматические измерения. 25

5.5.    Проблемы‚ связанные с измерениями. 27

5.6.    Выбор оптического рефлектометра. 29

5.7.    Оптические  минирефлектометры. 31

6.   ПРИЛОЖЕНИЕ А. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ ВОЛОКНА.. 33

6.1.    Задачи тестирования оптического волокна. 33

6.2.    Таблица выбора оборудования. 36

6.3.    Диагностическое оборудование компании ОПТИКТЕЛКОМ. 36

7.   Приложение Б. Английская и метрическая системы измерений. 38

7.1.    Единицы измерения. 38

7.2.    Преобразование английских мер в метрические и метрических в английские (примерное) 38

7.3.    Стандартные и типичные значения в волоконно-оптической связи. 38

7.4.    Некоторые параметры‚ используемые в волоконно-оптической связи. 38

 

 ВВЕДЕНИЕ

1.1.   Волоконно-оптическая св

Рефлексометр

Рефлексометры (не путать с рефлектометрами) в прошлом популяризировали среди самодельщиков довольно оригинальным способом: утверждая, что подобные, только более сложные приборы применяют при тренировке космонавтов. И это на самом деле так! Рефлексометр измеряет скорость реакции человека на звуковой или световой сигнал. Если в нём предусмотрено несколько видов сигналов, ошибаться нельзя — нужно нажать кнопку, соответствующую тому сигналу, который прозвучал или засветился.


Для измерения скорости реакции в миллисекундах раньше применяли тактовый генератор и двоично-десятичные счётчики, теперь же и сюда проникло Arduino. Свою конструкцию современного рефлексометра предлагает автор Instructables под ником bertus52x11, решивший возродить и вновь популяризировать этот прибор.

Пользуются им так. Нажмают кнопку, после чего устройство начинает подавать различные сигналы. RGB-светодиод может светиться различными цветами, пьезоизлучатель — издавать звуки. Среагировать, отпустив кнопку, нужно на красный сигнал, не обращая внимания на остальные. Научившись быстро справляться с этим заданием, можно придумать новый алгоритм — простор для фантазии огромен!

Схему мастер составляет во Fritzing. Переменный резистор для регулировки контраста в реале заменяет на подстроечный. RGB-светодиод с общим анодом можно заменить на три отдельных, соединив их соответствующим образом. Все постоянные резисторы — на 220 Ом:

Применение такого светодиода делает скетч несколько неудобным для чтения: включённому кристаллу соответствует логический нуль. Если вы применили RGB-светодиод с общим катодом или соединили так же обычные светодиоды, скетч после соответствующей переделки станет более удобочитаемым.


Прототип получился очень похожим на свою же схему:

Чтобы он «ожил», в него нужно залить скетч, предварительно переименовав из TXT в INO.


Пользоваться уже можно, но, помня правило про «не в принципе, а в корпусе», bertus52x11 берёт такую коробку и сверлит в её крышке отверстия:

В самой коробке проделывает отверстия для разъёмов Arduino, плату крепит в четырёх точках, приподняв над дном:

Так это выглядит с обратной стороны:

Отверстия в крышке расширяет, чуть дорабатывает шарик для пинг-понга:

Из бутылочных крышек вместе с резьбовыми частями, отпиленными от бутылок…

…делает «уши робота», которые приклеивает к коробке по бокам:

Делает отдельную маленькую плату для RGB-светодиода и резисторов:

Постепенно в корпусе оказываются все компоненты, местами прижатые пенопластом, а breadboard’ы, оказывается, можно пилить:

Шарик для пинг-понга, конечно же, становится толкателем для кнопки:

Вот и готов прибор для измерения и тренировки реакции. Конечно, пользование им не гарантирует, что вы станете космонавтом, но совсем чуть-чуть шансы пройти отбор повысит.


Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Нейтронные рефлектометры и нейтронные рефлектометры

Нейтронные рефлектометры и нейтронные рефлектометры

Адриан Р. Ренни
Упсала, Швеция

На этой странице есть ссылки на описания установок отражения нейтронов, счета программного обеспечения и компьютерных программ для анализа отражательной способности нейтронов данные и более общие описания принципов и теории нейтронного рефлектометрия. На отдельной странице размещена библиография. по отражению нейтронов со ссылками на статьи в научных журналах: Охватываемые темы включают обзорные статьи, приборы, методы расчета, образцы сред и соответствующие книги.

Таблица приборов отражения нейтронов

Для сортировки записей таблицы щелкните заголовок соответствующего столбца.

Объект Страна Инструмент Геом. 1 Поляризация 2 ToF 3 Примечания и комментарии Эксплуатация
ANSTO, HIFAR Австралия Рефлектометр горизонтальный Нет Нет HIFAR в Лукас-Хайтс остановлен.
ANSTO, OPAL Австралия Утконос горизонтальный Есть Есть Есть
ANSTO, OPAL Австралия Spatz Вертикальный Есть Есть Проходит установку / тестирование в 2018 г. Нет
BENSC Германия V6 Рефлектометр горизонтальный Есть Нет Остановка реактора БЭР-II в декабре 2019 года. Нет
BENSC Германия V14 Рефлектометр Вертикальный Есть Нет Остановка реактора БЭР-II в декабре 2019 года. Нет
BENSC Германия V18 BioRef Вертикальный Нет Есть Эксплуатация началась в 2011 году. Передана в АНСТО в 2017 году.
BNL HFR США H9A ‘ горизонтальный Нет Нет Реактор в Брукхейвене постоянно неисправность.
БРР, КФКИ Венгрия GINA Вертикальный Есть Нет Есть
BRR, KFKI Венгрия REF Вертикальный Есть Нет Да
Мел-Ривер Канада C5 Вертикальный Есть Нет 31 марта 2018 года НИУ окончательно остановился.
Мел-Ривер Канада D3 Вертикальный Есть Нет 31 марта 2018 года НРУ остановлено на постоянной основе.
CIAE, CARR Китай NR горизонтальный Нет Нет
CSNS Китай MR Вертикальный Есть Есть Да
NUR, CRND Алжир Рефлектометр НУР Вертикальный Нет Нет
Демокритос Греция Рефлектометр Вертикальный Есть Есть Строится Нет
Бхаба (BARC) Индия PNR Вертикальный Есть Нет Есть
ETTR-2 Египет Рефлектометр (NG1A) горизонтальный Нет Есть пр.
FRM2 Мюнхен Германия МАРИЯ Вертикальный Есть Нет Ввод в эксплуатацию с декабря 2009 г. Да
FRM2 Мюнхен Германия МИРА Вертикальный Есть Нет Инструмент универсальный Да
FRM2 Мюнхен Германия N-REX + горизонтальный Есть Нет Да
FRM2 Мюнхен Германия REFSANS горизонтальный Есть Есть Да
FRM2 Мюнхен Германия TREFF Вертикальный Есть Нет Есть
FZ Jülich Германия HADAS Вертикальный Есть Нет Реактор в Юлихе полностью остановлен. Нет
HZG Германия NeRo Вертикальный Есть Нет Реактор на Гестахте полностью остановлен с 2010 года. Нет
HZG Германия PNR Вертикальный Есть Нет Реактор в Гестахте полностью остановлен с 2010 года. Нет
HZG Германия ТОРЕМА Вертикальный Есть Нет Этот прибор был заменен рефлектометром NeRo. Нет
HANARO Южная Корея REF-V Вертикальный Нет Нет Есть
HANARO Южная Корея REF-H горизонтальный Нет Нет Да
ILL Франция АДАМ Вертикальный Есть Нет Да
ILL Франция D16 Вертикальный Нет Нет Да
ILL Франция D17 Вертикальный Есть Есть Этот инструмент может работать как в монохроматическом, так и в времяпролетный режим. Да
ILL Франция D50 Нет Нет Этот прибор можно использовать с белым лучом или в режиме монохроматической угловой дисперсии. Да
ILL Франция Фигаро горизонтальный Нет Есть Да
ILL Франция EVA Вертикальный Есть Нет Инструмент разобран и комплектующие. перенесено в другое место.
ИН-06 Россия ГОРИЗОНТ горизонтальный Нет Есть
IPNS США POSY I Вертикальный Есть Есть IPNS в Аргоннской национальной лаборатории остановлена.
ИПНС США POSY II Вертикальный Нет Есть IPNS в Аргоннской национальной лаборатории остановлена.
IRI Delft Нидерланды ROG горизонтальный Есть Есть Да
ISIS U.К. CRISP горизонтальный Есть Есть Да
ISIS Великобритания SURF горизонтальный Нет Есть Да
ISIS Великобритания Интер горизонтальный Нет Есть Да
ISIS U.К. PolRef горизонтальный Есть Есть Да
ISIS Великобритания OffSpec горизонтальный Есть Есть NSE вариант. Также работает с вертикальным образцом. Да
JAEA Япония МОЙНА Вертикальный Нет Нет
ОИЯИ, Дубна Россия РЕФЛЕКС-П Вертикальный Есть Есть
ОИЯИ, Дубна Россия REMUR Вертикальный Есть Есть
ОИЯИ, Дубна Россия СПН Вертикальный Есть Есть
J-PARC Япония СОФИЯ горизонтальный Нет Есть Да
J-PARC Япония ШАРАКУ Вертикальный Есть Есть Есть
KEK, KENS Япония ARISA горизонтальный Нет Есть
KEK, KENS Япония Пора Вертикальный Есть Есть Нет
LANSCE U.S.A. АСТЕРИКС Вертикальный Есть Есть Есть
LANSCE США КОПЬЕ горизонтальный Нет Есть
LLB Франция DESIR горизонтальный Нет Есть Реактор Орфей был окончательно остановлен в конце октября 2019 года
LLB Франция ЭРОС горизонтальный Нет Есть Реактор Орфей был окончательно остановлен в конце октября 2019 года
LLB Франция HERMES горизонтальный Есть Есть Реактор Орфей был окончательно остановлен в конце октября 2019 года
LLB Франция ПРИЗМА Вертикальный Есть Нет Реактор Орфей был окончательно остановлен в конце октября 2019 года Нет
CMRR Китай Дитинг ТПНР Вертикальный Есть Есть Да
MIT Reactor U.S.A. 4Dh5 Рефлектометр Нет Есть
MURR США GANS Вертикальный Есть Нет
NIST США И / Р Вертикальный Есть Нет Заменен на рефлектометр МАГИК Нет
NIST U.S.A. КАНДОР Вертикальный Нет Нет Ввод в эксплуатацию 2019 Да
NIST США МАГИК Вертикальный Нет Нет Да
NIST США Поляризованный Луч Рефлектометр Вертикальный Есть Нет Рефлектометр NG1 был переименован при перемещении в новое положение направляющей. Да
NIST США Рефлектометр NG7 горизонтальный Нет Нет Да
ORNL — HFIR США CG4B Вертикальный Нет Нет Этот инструмент демонтирован.
ORNL-SNS США Рефлектометр для жидкостей горизонтальный Нет Есть Да
ORNL-SNS США Рефлектометр магнетизма Вертикальный Есть Есть Есть
ПИК, ПИЯФ Россия REVERAN горизонтальный Есть пр.
ВВР-М, ПИЯФ Россия НР-4М Вертикальный Есть Есть Доступны режимы Monochromatic и ToF
RINSC U.S.A. Рефлектометр переменная Нет Есть
Рисое Дания Рефлектометр TAS8 двухкружный Вертикальный Нет Нет Реактор DR3 в Рисое был окончательно остановлен. Нет
Рисо Дания Рефлектометр TAS9 для жидкостей горизонтальный Нет Нет Реактор DR3 в Рисо был окончательно остановлен. Нет
SINQ, PSI Швейцария AMOR горизонтальный Есть Есть Этот инструмент может работать как в монохроматическом, так и в времяпролетный режим. Да
SINQ, PSI Швейцария Морфеус Вертикальный Есть Нет Да
SINQ, PSI Швейцария Нарцисс Вертикальный Есть Нет Да
Studsvik, NFL Швеция Fyris Вертикальный Нет Нет Реактор R2 в Студсвике остановлен навсегда.

Примечания

1. Ориентация отражающей поверхности образца. Если это вертикально, угол отражения находится в горизонтальной плоскости.
2. Возможность работы с поляризованным падающим лучом.
3. Работа в режиме времяпролетного белого луча (Да) или с угловой дисперсией инструмент (Нет).

Библиография научных статей о нейтронных рефлектометрах

Статьи в научных журналах — важный источник информации о нейтронных рефлектометрах.Библиография некоторых статей, описывающих инструменты доступны в двух формах: отсортированные по дате или отсортированные по название инструмента. В списках используется идентификатор цифрового объекта (DOI) для документы, чтобы дать ссылки, где это возможно, на полный текст. В большинстве случаев это потребуется доступ по подписке библиотеки для доступа к полному тексту.

Нейтрон Рефлектометры — библиография по прибору

Нейтрон Рефлектометры — библиография по дате

Описание анализа данных отражения нейтронов

Программное обеспечение и программы, теория и принципы анализа, данные Форматы

Программное обеспечение

Следующие ссылки предоставляют информацию о компьютерных программах, используемых для анализ данных по отражательной способности нейтронов.В некоторых случаях копии программного обеспечения стал доступен другим пользователям. Обратитесь к страницам для получения дополнительной информации.

  • Каталог программ подбора нейтронной отражательной способности, написанный Адрианом Ренни, которые также используют Fitfun пакет подбора данных, разработанный в ILL доктором Роном Гошем и Clickfit GUI
    http://www.reflectometry.net/refprog.htm

  • Анализ отражения нейтронов DRYDOC и LPROF, Адриан Ренни
    http: // www.Reflectometry.net/fitprogs/drydoc.htm

  • Программы для анализа рентгеновской рефлектометрии Адриана Ренни
    http://www.reflectometry.net/xrefprogs.htm

  • AFIT, написанный Полом Тиртлом (3.1), можно получить в Оксфорде.
    http://physchem.ox.ac.uk/~rkt/afit.html

  • программы нейтронной рефлектометрии, доступные в Центре нейтронов NIST Исследование.
    https: // www.ncnr.nist.gov/programs/reflect/data_reduction/software/

  • Интерактивный веб-калькулятор нейтронной и рентгеновской отражательной способности, предоставленный Брайаном Маранвиллом из Центра нейтронных исследований NIST.
    https://www.ncnr.nist.gov/instruments/magik/calculators/reflectivity-calculator.html.
    Существует также расширенная версия для магнитных образцов и поляризованных нейтронов:
    https://www.ncnr.nist.gov/instruments/magik/calculators/mintage-reflectivity-calculator.html.

  • Рассчитайте коэффициент отражения нейтронов в Интернете. Алан Мюнтер предоставил WWW сайт в Центре нейтронных исследований NIST.
    https://www.ncnr.nist.gov/resources/reflcalc.html

  • Описание программ и документов Норма Берка
    https://ncnr.nist.gov/staff/nfb/nxnsr.html

  • Описание обработки данных для CRISP в ISIS
    Анализ данных CRISP

  • SURFace — Пакет для анализа данных отражательной способности J.Р. П. Вебстер и С. Лэнгридж, RAL
    https://www.isis.stfc.ac.uk/Pages/Surf-data-analysis.aspx

  • POLLY — для моделирования и анализа данных рефлектометрии поляризованных нейтронов С. Лэнгридж, RAL
    https://www.isis.stfc.ac.uk/Pages/Crisp-software.aspx

  • MultiFit, SuperFit и другое программное обеспечение для отражения рентгеновских лучей и поляризации Отражательная способность нейтронов, К. Ритли и В. Доннер, MPI f.Metallforschung, Штутгарт, Германия
    http://www.is.mpg.de/8137185/fitting. Примечание: этот сайт и программное обеспечение больше не доступны — для информации предоставляется ссылка на архив.

  • Reflec95 (для W95 / NT) и ReflecMCA (Mathematica) программы для моделирования отражения от магнитных слоев, доступных в LLB, Saclay, Франция.
    http://www-llb.cea.fr/prism/programs/programs.html Эта ссылка также содержит ссылки на другое программное обеспечение Фредерика Отта для внезеркальное рассеяние.

  • Описание Parrat32 для расчета многослойной отражательной способности и фитингов. Это было доступно в BENSC, Германия, но в настоящее время не поддерживается или доступны для скачивания. Историческую документацию можно найти на сайте www.archiv.org. .
    Parrat32

  • IMD — пакет IDL Дэвида Л. Виндта для оптической отражательной способности расчеты
    http://www.rxollc.com/idl/

  • Программа для анализа малоуглового рентгеновского рассеяния при скользящем падении на наноструктуры Р.Лацци, Ф. Лерой, К. Ревенант-Бризар и Ж. Рено, Гренобль.
    http://www.insp.jussieu.fr/oxydes/IsGISAXS/isgisaxs.htm

  • BornAgain — программа для моделирования и адаптации малоуглового рассеяния при скользящем падении.
    http://bornagainproject.org

  • MOTOFIT: Пакет, использующий IGOR Pro для совместной обработки нейтронов и Данные по отражательной способности рентгеновского излучения, написанные Эндрю Нельсоном, Институт Брэгга, АНСТО.
    http://motofit.sourceforge.net/wiki/index.php/Main_Page

  • refnx: нейтронный и рентгеновский рефлектометрический анализ в Python Эндрю Нельсона и Стюарта Прескотта АНСТО.
    https://github.com/refnx/refnx

  • GenX — программа, которая использует генетический алгоритм для уточнения соответствия модели Данные по отражательной способности составлены Мэттом Бьорком, Уппсальский университет.
    https: //genx.sourceforge.io /

  • RFIT2000: программа, написанная на Delphi Олегом Коноваловым в ESRF, Гренобль к данным по отражательной способности рентгеновских лучей и нейтронов.
    http://www.esrf.eu/computing/scientific/RFit2000/rfit2000.htm

  • янера: совмещает несколько контрастов с помощью множества различных минимизаций алгоритмы. Автор Тад Харроун, Университет Брока.
    http://www.physics.brocku.ca/~tharroun/yanera/index.html

  • StochFit: StochFit использует методы стохастической подгонки для моделирования зеркального данные по отражательной способности рентгеновских лучей или нейтронов.Автор С. М. Данаускас и др. al, Чикагский университет. http://stochfit.sourceforge.net/

  • DANSE — Рефлектометрия. В рамках большого проекта по разработке программного обеспечения Университет Мэриленда предоставляет библиотеки и приложения для сокращения, анализ, моделирование и моделирование данных рефлектометрии. http://reflectometry.org/danse/index.html

  • FitSuite — программа для подбора рефлектометрии и других данных (например, Данные мёссбауэровского резонансного отражения) из KFKI, Венгрия.http://www.fs.kfki.hu/

  • Ирена — модули для Игоря Про используются в основном для малоуглового рассеяния, но также для отражательной способности. Пакет разработан Яном Илавским в APS с расчеты отражений на основе модулей от Andrew Nelson (ANSTO). https://usaxs.xray.aps.anl.gov/software/irena

  • SANGRA: Пакет сценариев для автоматизированного анализа отражательной способности нейтронов от группа «Мягкая материя и биофизика» Университета Сантьяго-де Compostela http: // alanine.usc.es/sangra/sangra.php.

  • AuroreNR: программа Matlab, разработанная Юрием Герелли для анализа данных по отражательной способности нейтронов. в ILL, Гренобль. http://sourceforge.net/projects/aurorenr/.

  • Överlåtaren: программа для преобразования данных о пастбищах в карты во взаимном пространстве, созданная Францем Адлманном, Упсала. http://www.physics.uu.se/research/materials-physics+/research/oever.

  • REFLEX: программное обеспечение Matlab, разработанное Гийомом Винно и Аленом Жибо для подбора рентгеновских лучей, мягкого рентгеновского излучения (с учетом поляризации) и нейтронной отражательной способности. https://reflex.irdl.fr/Reflex/reflex.html.

  • Multifitting: это программное обеспечение, разработанное Михаилом Свечниковым, Москва для подгонки многослойных структур http://xray-optics.org/products/software-multifitting/

Форматы данных

Краткое описание различных форматов данных, используемых в разных объектов и с различными программами анализа подготовлено:
http: // www.Reflexometry.net/refdata.htm

Программное обеспечение и программы, теория и принципы анализа, данные Форматы

Изложение теории и принципов отражения нейтронов

Программное обеспечение и программы, теория и принципы анализа, форматы данных

инструментов, Нейтрон Рефлектометр Библиография, анализ данных

Вернуться к началу страницы

Вернуться на сайт www.reflectometry.net для других ресурсов по отражению и рефлектометрии.


Присылайте обновленную информацию, устраняйте любые комментарии или сообщайте об ошибках по адресу Адриан Р. Ренни в:

[email protected]

Авторские права: A. R. Rennie Последнее обновление: 07 мая 2020 г.

Рефлектометр

otdr a un Precio Increíble — Llévate increíbles ofertas en otdr рефлектометр de vendedores internacionales de otdr рефлектометр на AliExpress.

Grandes promociones en otdr рефлектометр: las mejores ofertas y descuentos en Internet con valoraciones positivas de los clientes.

¡Buenas noticias! Estás en el lugar idóneo para encontrar otdr рефлектометр. A estas alturas ya sabrás que cualquier producto que busques, lo encontrarás en AliExpress.Tenemos, literalmente, miles de productos de todas lasategorías. Tanto si buscas las mejores marcas como si prefieres comprar en grandes cantidades al mejor Precio, AliExpress es tu aliado. Aquí encontrarás oficiales de las mejores marcas junto con pequeños vendedores independientes. Todos ellos ofrecen plazos de entrega rápidos y fiables, y formas de pago seguras y cómodas, sin importar lo que gastes.

Todos los días verás ofertas nuevas, descuentos en tiendas y tenrás la oportunidad de ahorrar todavía más con nuestros cupones.Pero te aconsejamos que pases rápido a la acción porque este otdr рефлектометр se va a convertir en uno de nuestros artículos más codiciados en un tiempo récord. Imagínate la cara de envidia de tus amigos cuando les cuentes que имеет согласованный hacerte con un otdr рефлектометр на AliExpress. Puedes ahorrarte mucho dinero, ya que compras al mejor Precio en Internet, con unos gastos de envío mínimos y opciones de recogida local.

Si todavía no te convnce otdr рефлектометр y estás pensando en buscar un producto parecido, AliExpress es un buen lugar para compare Precios y vendedores.Te ayudaremos a decidir si vale la pena pagar más por una versión de alta calidad o si el artículo más económico ofrece las mismas prestaciones. Y si quieres darte un capricho y optar por la versión más cara, AliExpress siempre se asegurará de que encuentres el mejor Precio; incluso te avisará si es mejor esperar a que empiece una promoción y te dirá lo que te ahorras.

Nos enorgullecemos de ofrecer toda la información para tomar la mejor decisión antes de comprar en los cientos de tiendas y vendedores de nuestra plataforma.Todos ellos reciben valoraciones de clientes reales en cuanto a servicio al cliente, Precio y calidad. Además, si lees los comentarios y lasviewes, verás las valoraciones de una tienda o un vendedor en concreto, y podrás compare Precios, gastos de envío y descuentos para el mismo producto. Cada compra recibe una calificación mediante estrellas y, a veces, los clientes dejan comentarios sobre su experiencecia para que tengas una referencia a la hora de hacer tu elección. Resumiendo: no confíes solo en nuestra palabra; escucha a nuestros millones de clientes satisfechos.

Si eres nuevo en AliExpress, te contaremos un secret. Antes de hacer clic en «Comprar ahora», comprueba si tienes cupones y podrás ahorrar aún más. Puedes hacerte con cupones de la tienda, AliExpress или consguirlos jugando en nuestra aplicación. Como la mayoría de los vendedores ofrecen envío gratuito, puedes estar seguro de que conguirás este otdr рефлектометр и uno de los mejores Precios de Internet.

Nos diferenciamos por tener lo último en tecnología, las tendencias más in y las marcas de moda. На AliExpress, una gran calidad, un buen Precio y un servicio excelente vienen de serie. Disfruta de una experiencecia de compra inmejorable, aquí y ahora.

Что такое оптический рефлектометр (OTDR)? Определение, работа, рабочие параметры, след и мертвая зона оптического рефлектометра во временной области (OTDR)

Определение : OTDR — это аббревиатура, используемая для O ptical T ime D omain R eflectometer.Это прибор , который используется для обнаружения или анализа рассеянного или отраженного назад света через оптическое волокно из-за примесей и дефектов волокна.

Принцип работы OTDR аналогичен принципу действия радара. OTDR выполняет синхронизированные измерения отраженного света .

OTDR в основном определяет характеристики волоконно-оптического кабеля, по которому распространяется оптический сигнал.

Он также используется для оценки таких параметров, как потери на стыке, угол отражения светового сигнала, затухание в волокне и т. Д.
Когда сигнал передается по оптоволоконному кабелю, тогда во время передачи часть сигнала отражается. Это отражение приводит к ослаблению сигнала, которое в основном происходит из-за дефектов оптоволоконного кабеля.

Таким образом, OTDR используется в качестве испытательного оборудования в волоконно-оптической системе связи для определения уровня потерь сигнала внутри волоконного кабеля.

Работа OTDR

Оптический рефлектометр — это испытательное оборудование, используемое для оценки потерь сигнала внутри оптического волокна путем передачи лазерных импульсов внутри волокна и измерения сигнала рассеянного света.

На рисунке ниже представлен принцип работы OTDR :

.

Как видно из рисунка выше, оптический рефлектометр содержит источник света (в основном лазер) и приемник, а также ответвитель или циркулятор. Ответвитель подключается к тестируемому волокну через разъем на передней панели.

Лазер излучает короткий и интенсивный световой луч. Эти импульсы направляются в тестируемую оптоволоконную линию через оптоволоконный соединитель.Ответвитель разделяет прошедший световой импульс на две половины. Из-за этого не весь передаваемый импульс направляется внутрь волокна.

Однако, несмотря на использование ответвителя, если мы используем циркулятор, этой потери передаваемого сигнала можно избежать. Поскольку циркуляторы представляют собой высоконаправленные устройства , которые направляют общий световой сигнал в волокно, а также отправляют отраженный или рассеянный световой сигнал в детектор.

Вставив циркуляторы в операционный блок рефлектометра, можно улучшить динамический диапазон оборудования.Однако это также приводит к значительному увеличению общей стоимости системы, поскольку циркуляционный насос очень дорог по сравнению с соединителями.

Итак, при распространении световых импульсов внутри волокна из-за поглощения и рэлеевского рассеяния возникают некоторые потери в прошедшем импульсе. Кроме того, некоторые потери возникают из-за подключенных внутри волокна сварочных аппаратов или изгибов внутри него.

Иногда изменение показателя преломления также вызывает отражение световой энергии.Эта отраженная энергия достигает OTDR и, таким образом, определяет характеристики оптоволоконной линии.

Технические характеристики OTDR

Технические характеристики OTDR обсуждаются ниже:

OTDR Trace

Отраженный свет отслеживается на экране рефлектометра. На рисунке ниже показан график отраженной мощности на экране OTDR:

.

Как мы видим, на приведенном выше рисунке ось Y представляет уровень оптической мощности отраженного сигнала.На оси абсцисс отложено расстояние между точками измерения оптоволоконной линии.

Теперь, наблюдая след рефлектометра, мы можем перечислить особенности отраженной волны:

  • Положительные выбросы на трассе являются результатом отражения Френеля в стыках волоконно-оптического звена и дефектов волокна.
  • Сдвиги кривой вызваны потерями из-за соединений волокон.
  • Ухудшение хвоста кривой является результатом рассеяния Рэлея.Поскольку рэлеевское рассеяние является результатом флуктуаций показателя преломления волокна и является основной причиной ослабления сигнала внутри волокна.

Мертвая зона OTDR

Мертвая зона рефлектометра — решающий параметр. Это расстояние в оптоволоконном кабеле, на котором невозможно правильно измерить дефекты.

Теперь возникает вопрос, почему в OTDR возникает мертвая зона?

В случае, если отражается очень большая часть передаваемого сигнала, принимаемая мощность на фотодетекторе намного превышает уровень мощности обратного рассеяния.

Это насыщает OTDR светом, и, следовательно, требуется некоторое время, чтобы преодолеть насыщение. В течение этого периода восстановления рефлектометр не может обнаружить обратное отражение. Это приводит к возникновению мертвой зоны на трассе рефлектометра.

Параметры производительности OTDR

Существует два важных параметра, от которых зависит производительность OTDR. Это следующие:

Динамический диапазон : Это, по сути, разница между оптической мощностью обратного рассеяния на переднем разъеме и пиком уровня шума на другом конце волокна.Оценивая динамический диапазон, можно получить представление о максимальных измеренных потерях внутри оптоволокна и времени, необходимом для такого измерения.

Диапазон измерения : Диапазон измерения — это не что иное, как расстояние, на котором OTDR может обнаружить точки сращивания или соединения. Его значение зависит от ширины передаваемого импульса и затухания.

Следовательно, мы можем сделать вывод, что OTDR — очень полезный инструмент, используемый в системе оптической связи.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *