Професійні знання

Про технічні показники лічильників оптичної потужності, джерел світла, OTDR та аналізаторів спектра

2021-04-19
До таблиць тестування оптичного волокна належать: вимірювач оптичної потужності, стабільне джерело світла, оптичний мультиметр, оптичний рефлектометр часової області (OTDR) та оптичний локатор несправностей. Вимірник оптичної потужності: Використовується для вимірювання абсолютної оптичної потужності або відносної втрати оптичної потужності через ділянку оптичного волокна. У волоконно-оптичних системах вимірювання оптичної сили є найбільш основним. Подібно до мультиметра в електроніці, при вимірюванні оптичного волокна, вимірювач оптичної потужності є загальноміцним вимірювачем, і техніки з оптичного волокна повинні його мати. Вимірюючи абсолютну потужність передавача або оптичної мережі, вимірювач оптичної потужності може оцінити ефективність роботи оптичного пристрою. Використання вимірювача оптичної потужності в поєднанні зі стабільним джерелом світла дозволяє виміряти втрати з'єднання, перевірити безперервність і допомогти оцінити якість передачі волоконно-оптичних каналів. Стабільне джерело світла: випромінюйте світло оптичної системи з відомою потужністю та довжиною хвилі. Стабільне джерело світла поєднується з вимірювачем оптичної потужності для вимірювання оптичних втрат системи оптичного волокна. Для готових волоконно-оптичних систем зазвичай передавач системи також може використовуватися як стабільне джерело світла. Якщо термінал не може працювати або його немає, потрібне окреме стабільне джерело світла. Довжина хвилі стабільного джерела світла повинна максимально відповідати довжині хвилі системного терміналу. Після встановлення системи часто доводиться вимірювати наскрізні втрати, щоб визначити, чи відповідають втрати з'єднання вимогам конструкції, такі як вимірювання втрат з'єднувачів, точок з'єднання та втрати корпусу волокна. Оптичний мультиметр: використовується для вимірювання втрат оптичної потужності волоконно-оптичного каналу.
Існують два оптичні мультиметри:
1. Він складається з незалежного вимірювача оптичної потужності та стабільного джерела світла.
2. Інтегрована система випробувань, що інтегрує вимірювач оптичної потужності та стабільне джерело світла.
У локальній мережі короткої відстані (ЛВС), де кінцева точка знаходиться в межах ходьби або розмови, техніки можуть успішно використовувати економічний комбінований оптичний мультиметр на кожному кінці, стабільне джерело світла на одному кінці та вимірювач оптичної потужності на іншому кінець. Для мереж міжміських мереж техніки повинні обладнати повну комбінацію або інтегрований оптичний мультиметр на кожному кінці. Вибираючи лічильник, температура є, мабуть, найсуворішим критерієм. Переносне обладнання на місці повинно мати температуру від -18 ° C (без контролю вологості) до 50 ° C (вологість 95%). Оптичний часовий доменний рефлектометр (OTDR) та локатор несправностей (Fault Locator): виражається як функція втрати волокна та відстані. За допомогою OTDR техніки можуть побачити контур всієї системи, визначити та виміряти діапазон, точку сплайсингу та роз'єм оптичного волокна. Серед приладів для діагностики несправностей оптичних волокон OTDR є найбільш класичним, а також найдорожчим приладом. На відміну від двостороннього тестування вимірювача оптичної потужності та оптичного мультиметра, OTDR може вимірювати втрати волокна лише через один кінець волокна.
Лінія трасування OTDR надає положення та розмір значення загасання системи, наприклад: положення та втрату будь-якого з'єднувача, точки сплайсингу, аномальної форми оптичного волокна або точки розриву оптичного волокна.
OTDR можна використовувати в наступних трьох областях:
1. Зрозумійте характеристики оптичного кабелю (довжина та ослаблення) перед прокладкою.
2. Отримайте форму сигналу трасування сигналу ділянки оптичного волокна.
3. Коли проблема збільшується, а стан з'єднання погіршується, знайдіть серйозну точку несправності.
Локатор несправностей (Fault Locator) - це спеціальна версія OTDR. Локатор несправностей може автоматично знаходити несправність оптичного волокна без складних етапів роботи OTDR, і його ціна становить лише частку OTDR. Вибираючи прилад для випробування оптичного волокна, вам, як правило, потрібно враховувати наступні чотири фактори: тобто визначити параметри системи, робоче середовище, порівняльні елементи продуктивності та технічне обслуговування приладу. Визначте параметри вашої системи. Робоча довжина хвилі (нм). Три основні вікна трансмісії становлять 850 нм. , 1300 нм і 1550 нм. Тип джерела світла (світлодіодний або лазерний): У випадках коротких відстаней, з економічних та практичних причин, більшість низькошвидкісних локальних мереж (100 Мбіт) використовують лазерні джерела світла для передачі сигналів на великі відстані. Типи волокон (одномодовий / багаторежимний) та серцевина / покриття Діаметр (мм): Стандартне одномодове волокно (SM) становить 9/125 мкм, хоча деякі інші спеціальні одномодові волокна повинні бути ретельно визначені. Типові багатомодові волокна (ММ) включають 50/125, 62,5 / 125, 100/140 та 200/230 мкм. Типи роз'ємів: До загальнозміцнених роз'ємів належать: FC-PC, FC-APC, SC-PC, SC-APC, ST тощо. Найновіші роз'єми: LC, MU, MT-RJ тощо. Максимально можлива втрата лінії зв'язку. Оцінка збитків / толерантність системи. Уточнити своє робоче середовище. Для користувачів / покупців виберіть польовий лічильник, стандарт температури може бути найсуворішим. Зазвичай польові вимірювання повинні застосовуватись у важких умовах, робоча температура переносного приладу на місці повинна становити -18 ° ~ 50 °, а температура зберігання та транспортування -40 ~ + 60 ° ƒ (95% вологості). Лабораторні прилади повинні знаходитись лише у вузькому діапазоні контролю - 5 ~ 50 °. На відміну від лабораторних приладів, які можуть використовувати джерело живлення змінного струму, переносні прилади на місці зазвичай потребують більш жорсткого живлення приладу, інакше це вплине на ефективність роботи. Крім того, проблема з електроживленням приладу часто спричиняє несправність або пошкодження приладу.
Тому користувачі повинні враховувати та зважувати такі фактори:
1. Розташування вбудованого акумулятора має бути зручним для користувача для заміни.
2. Мінімальний робочий час для нового акумулятора або повністю зарядженого акумулятора повинен досягати 10 годин (одного робочого дня). Однак акумулятор Цільове значення терміну служби має становити більше 40-50 годин (один тиждень), щоб забезпечити найкращу ефективність роботи техніків та інструментів.
3. Чим частіше зустрічається тип батареї, тим краще, наприклад, універсальна батарея типу АА 9В або 1,5В типу АА тощо. Оскільки ці загальнодоступні батареї дуже легко знайти або придбати на місцевому рівні.
4. Звичайні сухі акумулятори кращі за акумуляторні батареї (такі як свинцево-кислотні, нікель-кадмієві батареї), оскільки більшість акумуляторних батарей мають проблеми з «пам’яттю», нестандартну упаковку та складні покупки, екологічні проблеми тощо.
У минулому було практично неможливо знайти портативний випробувальний прилад, який відповідає всім чотирьом згаданим вище стандартам. Зараз художній вимірювач оптичної потужності, що використовує найсучаснішу технологію виготовлення схем CMOS, використовує лише загальні сухі батареї типу АА (доступні скрізь), ви можете працювати більше 100 годин. Інші лабораторні моделі забезпечують подвійні джерела живлення (змінного струму та внутрішньої батареї) для підвищення їхньої пристосованості. Як і мобільні телефони, волоконно-оптичні прилади для тестування також мають багато форм упаковки. Менш ніж 1,5-кілограмовий ручний метр, як правило, не має великих витрат, а забезпечує лише основні функції та продуктивність; напівпереносні лічильники (більше 1,5 кг) зазвичай мають більш складні або розширені функції; лабораторні прилади призначені для контрольних лабораторій / виробництв Так, із джерелом живлення змінного струму. Порівняння елементів характеристик: ось третій крок процедури відбору, що включає детальний аналіз кожного оптичного випробувального обладнання. Для виготовлення, встановлення, експлуатації та обслуговування будь-якої системи передачі оптичного волокна важливим є вимірювання оптичної потужності. У галузі оптичного волокна, без лічильника оптичної потужності, жодна інженерія, лабораторія, виробнича майстерня або телефонне обслуговування не можуть працювати. Наприклад: оптичний вимірювач потужності можна використовувати для вимірювання вихідної потужності лазерних джерел світла та світлодіодних джерел світла; він використовується для підтвердження оцінки втрат волоконно-оптичних ланок; найважливішим з яких є випробування оптичних компонентів (волокон, з'єднувачів, з'єднувачів, аттенюаторів) тощо), ключового інструменту показників ефективності.
Щоб вибрати відповідний вимірювач оптичної потужності для конкретного застосування користувача, слід звернути увагу на наступні моменти:
1. Виберіть найкращий тип зонда та тип інтерфейсу
2. Оцініть точність калібрування та виробничі процедури калібрування, які відповідають вашим вимогам до оптичного волокна та роз’єму. матч.
3. Переконайтесь, що ці моделі відповідають вашому діапазону вимірювання та роздільній здатності дисплея.
4. З функцією дБ вимірювання втрат прямого введення.
Майже за всіх характеристик вимірювача оптичної потужності оптичний зонд є найбільш ретельно підібраним компонентом. Оптичний зонд - це твердотільний фотодіод, який приймає пов'язане світло від волоконно-оптичної мережі і перетворює його в електричний сигнал. Ви можете використовувати спеціальний інтерфейс роз'єму (лише один тип підключення) для введення в зонд або використовувати універсальний інтерфейс UCI (за допомогою гвинтового з'єднання) адаптера. UCI може приймати більшість стандартних роз'ємів. На основі коефіцієнта калібрування обраної довжини хвилі схема вимірювача оптичної потужності перетворює вихідний сигнал зонда і відображає на екрані показники оптичної потужності в дБм (абсолютний дБ дорівнює 1 мВт, 0 дБм = 1 мВт). Фіг.1 - блок-схема лічильника оптичної потужності. Найважливішим критерієм вибору оптичного вимірювача є відповідність типу оптичного зонда очікуваному робочому діапазону довжин хвиль. У таблиці нижче наведено основні варіанти. Варто зазначити, що InGaAs має відмінні характеристики в трьох вікнах передачі під час вимірювання. Порівняно з германієм, InGaAs має більш плоскі характеристики спектра у всіх трьох вікнах і має вищу точність вимірювання у вікні 1550 нм. , Водночас він має чудову температурну стабільність і низькі шумові характеристики. Вимірювання оптичної потужності є важливою частиною виробництва, монтажу, експлуатації та обслуговування будь-якої системи передачі оптичного волокна. Наступний фактор тісно пов'язаний з точністю калібрування. Чи відкалібрований вимірювач потужності у відповідності до вашої програми? Тобто: стандарти експлуатації оптичних волокон та роз’ємів відповідають вашим системним вимогам. Чи слід аналізувати, що спричиняє невизначеність виміряного значення за допомогою різних адаптерів підключення? Важливо повністю врахувати інші потенційні фактори помилок. Хоча NIST (Національний інститут стандартів і технологій) встановив американські стандарти, спектр подібних джерел світла, типів оптичних зондів та роз'ємів від різних виробників не визначений. Третім кроком є ​​визначення моделі лічильника оптичної потужності, яка відповідає вашим вимогам до діапазону вимірювань. Виражений в дБм, діапазон вимірювання (діапазон) є комплексним параметром, що включає визначення мінімального / максимального діапазону вхідного сигналу (так, щоб вимірювач оптичної потужності міг гарантувати всю точність, лінійність (визначається як + 0,8 дБ для BELLCORE) та роздільну здатність (зазвичай 0,1 дБ або 0,01 дБ) для задоволення вимог програми. Найважливішим критерієм вибору оптичних вимірювачів є те, що тип оптичного зонда відповідає очікуваному робочому діапазону. По-четверте, більшість вимірювачів оптичної потужності мають функцію дБ (відносна потужність) , які можна прочитати безпосередньо Оптичні втрати дуже практичні при вимірюванні. Недорогі лічильники оптичної потужності зазвичай не забезпечують цієї функції. Без функції дБ технік повинен записати окреме контрольне значення та виміряне значення, а потім обчислити Таким чином, функція дБ призначена для користувача Вимірювання відносних втрат, тим самим покращуючи продуктивність та зменшуючи похибки ручного розрахунку. Тепер користувачі зменшили вибір sic особливості та функції вимірювачів оптичної потужності, але деяким користувачам доводиться враховувати особливі потреби, включаючи: збір даних комп’ютера, запис, зовнішній інтерфейс тощо. Стабілізоване джерело світла У процесі вимірювання втрат стабілізоване джерело світла (SLS) випромінює світло відомої потужності та довжини хвилі в оптичну систему. Вимірювач оптичної потужності / оптичний зонд, відкалібрований на джерело світла з певною довжиною хвилі (SLS), отримується від волоконно-оптичної мережі. Світло перетворює його в електричні сигнали.
Для того, щоб забезпечити точність вимірювання втрат, спробуйте максимально змоделювати характеристики передавального обладнання, що використовується у джерелі світла:
1. Довжина хвилі однакова і використовується однаковий тип джерела світла (світлодіод, лазер).
2. Під час вимірювання стабільність вихідної потужності та спектру (стабільність за часом та температурою).
3. Надайте однаковий інтерфейс підключення та використовуйте той самий тип оптичного волокна.
4. Вихідна потужність відповідає найгіршому вимірюванню втрат системи. Коли система передачі потребує окремого стабільного джерела світла, оптимальний вибір джерела світла повинен імітувати характеристики та вимоги до вимірювань оптичного приймача системи.
При виборі джерела світла слід враховувати наступні аспекти: Лазерна трубка (LD) Світло, що випромінюється від LD, має вузьку смугу пропускання і є майже монохроматичним світлом, тобто однією довжиною хвилі. Порівняно зі світлодіодами, лазерне світло, що проходить через його спектральну смугу (менше 5 нм), не є безперервним. Він також випромінює кілька нижчих пікових довжин хвиль по обидва боки від центральної довжини хвилі. У порівнянні зі світлодіодними джерелами світла, хоча лазерні джерела світла надають більше енергії, вони дорожчі за світлодіоди. Лазерні трубки часто використовуються в одномодових системах на великі відстані, де втрати перевищують 10 дБ. Намагайтеся якомога більше не вимірювати багатомодові волокна лазерними джерелами світла. Світлодіод (LED): світлодіод має ширший спектр, ніж LD, як правило, в діапазоні 50 ~ 200 нм. Крім того, світлодіодне світло - це неперешкодне світло, тому вихідна потужність є більш стабільною. Світлодіодне джерело світла набагато дешевше, ніж джерело світла LD, але вимірювання втрат у найгіршому випадку виявляється недостатнім. Світлодіодні джерела світла зазвичай використовуються в мережах короткої відстані та багаторежимних локальних мережах оптичних волокон. Світлодіод можна використовувати для точного вимірювання втрат одномодової системи лазерного джерела світла, але обов'язковою умовою є те, що його вихідний сигнал повинен мати достатню потужність. Оптичний мультиметр Поєднання оптичного вимірювача потужності та стабільного джерела світла називається оптичним мультиметром. Оптичний мультиметр використовується для вимірювання втрат оптичної потужності волоконно-оптичного каналу. Ці лічильники можуть бути двома окремими лічильниками або єдиним інтегрованим блоком. Коротше кажучи, два типи оптичних мультиметрів мають однакову точність вимірювання. Різниця, як правило, полягає у вартості та продуктивності. Вбудовані оптичні мультиметри зазвичай мають зрілі функції та різні характеристики, але ціна на них відносно висока. Для оцінки різних конфігурацій оптичного мультиметра з технічної точки зору, як і раніше застосовуються базові оптичні вимірювачі потужності та стабільні джерела світла. Зверніть увагу на вибір правильного типу джерела світла, робочої довжини хвилі, зонда вимірювача оптичної потужності та динамічного діапазону. Оптичний рефлектометр часової області та локатор несправностей OTDR є найбільш класичним приладовим обладнанням з оптичного волокна, яке забезпечує найбільшу інформацію про відповідне оптичне волокно під час тестування. Сам OTDR є одновимірним оптичним радіолокатором із замкнутим циклом, і для вимірювання потрібен лише один кінець оптичного волокна. Запустити вузькі світлові імпульси високої інтенсивності в оптичне волокно, тоді як високошвидкісний оптичний зонд реєструє зворотний сигнал. Цей прилад дає візуальне пояснення щодо оптичного зв'язку. Крива OTDR відображає розташування точки підключення, роз'єму і точки несправності, а також розмір втрати. Процес оцінки OTDR має багато подібностей з оптичними мультиметрами. Насправді OTDR можна розглядати як дуже професійну комбінацію приладів для тестування: вона складається зі стабільного високошвидкісного джерела імпульсів та високошвидкісного оптичного зонда.

Процес вибору OTDR може зосередитись на наступних атрибутах:
1. Підтвердьте робочу довжину хвилі, тип волокна та інтерфейс роз'єму.
2. Очікувана втрата з'єднання та діапазон для сканування.
3. Просторова роздільна здатність.
Локатори несправностей - це переважно портативні прилади, придатні для багаторежимних та одномодових волоконно-оптичних систем. Використовуючи технологію OTDR (оптичний часовий доменний рефлектометр), вона використовується для визначення точки відмови волокна, а відстань тестування в основному становить 20 кілометрів. Прилад безпосередньо цифровим способом відображає відстань до точки несправності. Підходить для: широкосмугової мережі (WAN), діапазону комунікаційних систем на 20 км, волокна до бордюру (FTTC), встановлення та обслуговування одномодових та багаторежимних волоконно-оптичних кабелів та військових систем. У одномодових та багаторежимних волоконно-оптичних кабельних системах для виявлення несправних роз’ємів та пошкоджених зрощувань локатор несправностей є чудовим інструментом. Індикатор несправностей простий в експлуатації, використовуючи лише одну клавішу, і може виявити до 7 численних подій.
Технічні показники аналізатора спектра
(1) Діапазон вхідних частот Посилається на максимальний діапазон частот, в якому аналізатор спектра може нормально працювати. Верхня і нижня межі діапазону виражаються в Гц і визначаються діапазоном частот скануючого локального генератора. Діапазон частот сучасних аналізаторів спектра зазвичай варіюється від діапазонів низьких частот до діапазонів радіочастот і навіть мікрохвильових діапазонів, таких як 1 кГц до 4 ГГц. Частота тут відноситься до центральної частоти, тобто частоти в центрі ширини спектра дисплея.
(2) Пропускна здатність роздільної здатності відноситься до мінімального інтервалу спектральної лінії між двома сусідніми компонентами в роздільному спектрі, а одиницею є Гц. Він представляє здатність аналізатора спектру розрізняти два рівні амплітудні сигнали, які дуже близькі один до одного у визначеній низькій точці. Лінія спектра вимірюваного сигналу, видно на екрані аналізатора спектра, насправді є динамічним графіком амплітудно-частотної характеристики вузькосмугового фільтра (подібно до кривої дзвона), тому роздільна здатність залежить від смуги пропускання цієї генерації амплітудно-частотної частоти. Пропускна здатність 3dB, що визначає амплітудно-частотні характеристики цього вузькосмугового фільтра, є пропускною здатністю роздільної здатності аналізатора спектра.
(3) Чутливість відноситься до здатності аналізатора спектра відображати мінімальний рівень сигналу за заданої смуги пропускання, режиму відображення та інших факторів впливу, виражених в одиницях, таких як дБм, дБу, дБв та В. Чутливість супергетеродина Аналізатор спектра залежить від внутрішнього шуму приладу. При вимірюванні малих сигналів спектр сигналу відображається над спектром шуму. Для того, щоб легко побачити спектр сигналу зі спектра шуму, загальний рівень сигналу повинен бути на 10 дБ вищим за внутрішній рівень шуму. Крім того, чутливість також пов'язана зі швидкістю розгортки частоти. Чим швидша частота розгортки частоти, тим нижчим є пікове значення частотної характеристики динамічної амплітуди, тим менша чутливість та різниця амплітуд.
(4) Динамічний діапазон відноситься до максимальної різниці між двома сигналами, що одночасно з'являються на вхідному терміналі, які можна виміряти із заданою точністю. Верхня межа динамічного діапазону обмежена нелінійними спотвореннями. Існує два способи відображення амплітуди аналізатора спектра: лінійний логарифм. Перевага логарифмічного відображення полягає в тому, що в обмеженому діапазоні ефективних висот екрану можна отримати більший динамічний діапазон. Динамічний діапазон аналізатора спектра зазвичай перевищує 60 дБ, а іноді навіть досягає вище 100 дБ.
(5) Ширина розгортки частоти (діапазон) Існують різні назви для аналізу ширини спектру, діапазону, діапазону частот та діапазону спектру. Зазвичай відноситься до діапазону частот (ширини спектра) сигналу відгуку, який може відображатися в межах крайньої лівої та правої вертикальних ліній шкали на екрані дисплея аналізатора спектра. Його можна регулювати автоматично відповідно до потреб тесту або встановити вручну. Ширина розгортки вказує на частотний діапазон, що відображається аналізатором спектра під час вимірювання (тобто розгортку частоти), який може бути меншим або рівним вхідному діапазону частот. Ширину спектра зазвичай ділять на три режими. «Повночастотна розгортка. Аналізатор спектра одночасно сканує свій діючий діапазон частот. «Частота розгортки на сітку» Аналізатор спектра за один раз сканує лише певний діапазон частот. Ширину спектра, представлену кожною сіткою, можна змінювати. â ‘¢ Zero Sweep Ширина частоти дорівнює нулю, аналізатор спектра не розгортається і стає налаштованим приймачем.
(6) Час розгортки (Час розгортки, скорочено ST) - це час, необхідний для проведення розгортки в повному діапазоні частот та завершення вимірювання, який також називають часом аналізу. Як правило, чим коротший час сканування, тим краще, але для забезпечення точності вимірювання час сканування повинен бути відповідним. Основними факторами, пов’язаними з часом сканування, є діапазон частотного сканування, пропускна здатність роздільної здатності та фільтрація відео. Сучасні аналізатори спектра зазвичай мають на вибір кілька разів сканування, і мінімальний час сканування визначається часом відгуку ланцюга вимірювального каналу.
(7) Точність вимірювання амплітуди Існує абсолютна точність амплітуди та відносна точність амплітуди, обидва з яких визначаються багатьма факторами. Абсолютна точність амплітуди є показником для повномасштабного сигналу і на нього впливають комплексні ефекти загасання вхідного сигналу, коефіцієнт підсилення проміжної частоти, пропускна здатність роздільної здатності, точність шкали, частотна характеристика та точність самого калібрувального сигналу; відносна точність амплітуди пов'язана з методом вимірювання, в ідеальних умовах існує лише два джерела помилок, частотна характеристика та точність калібрувального сигналу, і точність вимірювання може досягати дуже високої. Прилад повинен бути відкалібрований перед виходом із заводу. Різні помилки реєструвались окремо та використовувались для корекції виміряних даних. Покращена точність відображеної амплітуди.

We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept