Таблиці тестування оптичного волокна включають: вимірювач оптичної потужності, стабільне джерело світла, оптичний мультиметр, оптичний рефлектометр у часовій області (OTDR) і оптичний локатор несправностей. Вимірювач оптичної потужності: використовується для вимірювання абсолютної оптичної потужності або відносної втрати оптичної потужності через ділянку оптичного волокна. У волоконно-оптичних системах вимірювання оптичної потужності є найосновнішим. Подібно до мультиметра в електроніці, у вимірюванні оптичних волокон оптичний вимірювач потужності є звичайним лічильником для важких умов експлуатації, і техніки з оптичних волокон повинні мати його. Вимірюючи абсолютну потужність передавача або оптичної мережі, вимірювач оптичної потужності може оцінити продуктивність оптичного пристрою. Використання оптичного вимірювача потужності в поєднанні зі стабільним джерелом світла може виміряти втрату з’єднання, перевірити безперервність і допомогти оцінити якість передачі оптоволоконних з’єднань. Стабільне джерело світла: випромінює в оптичну систему світло відомої потужності та довжини хвилі. Стабільне джерело світла поєднується з вимірювачем оптичної потужності для вимірювання оптичних втрат оптоволоконної системи. Для готових волоконно-оптичних систем зазвичай передавач системи також може використовуватися як стабільне джерело світла. Якщо термінал не працює або його немає, потрібне окреме стабільне джерело світла. Довжина хвилі стабільного джерела світла має максимально відповідати довжині хвилі терміналу системи. Після встановлення системи часто необхідно виміряти наскрізні втрати, щоб визначити, чи відповідають втрати з’єднання вимогам конструкції, таким як вимірювання втрат з’єднувачів, точок з’єднання та втрат у тілі волокна. Оптичний мультиметр: використовується для вимірювання втрат оптичної потужності оптоволоконного зв’язку.
Існує два оптичних мультиметра:
1. Він складається з незалежного вимірювача оптичної потужності та стабільного джерела світла.
2. Інтегрована тестова система, що об’єднує вимірювач оптичної потужності та стабільне джерело світла.
У локальній мережі на короткій відстані (LAN), де кінцева точка знаходиться в межах прогулянки або розмови, техніки можуть успішно використовувати економічний комбінований оптичний мультиметр на будь-якому кінці, стабільне джерело світла на одному кінці та вимірювач оптичної потужності на іншому. кінець. Для міжміських мережевих систем технічні спеціалісти повинні обладнати повну комбінацію або вбудований оптичний мультиметр на кожному кінці. При виборі лічильника температура є чи не найсуворішим критерієм. Переносне обладнання на місці має бути при температурі від -18°C (без контролю вологості) до 50°C (вологість 95%). Оптичний рефлектометр у часовій області (OTDR) і локатор несправностей (Fault Locator): виражається як функція втрати волокна та відстані. За допомогою OTDR технічні спеціалісти можуть побачити контури всієї системи, ідентифікувати та виміряти проміжок, точку з’єднання та роз’єм оптичного волокна. Серед приладів для діагностики несправностей оптичного волокна OTDR є найкласичнішим, а також найдорожчим приладом. На відміну від двостороннього випробування оптичного вимірювача потужності та оптичного мультиметра, OTDR може вимірювати втрати волокна лише через один кінець волокна.
Лінія трасування OTDR показує положення та розмір значення затухання системи, наприклад: положення та втрати будь-якого з’єднувача, точки з’єднання, неправильної форми оптичного волокна або точки розриву оптичного волокна.
OTDR можна використовувати в наступних трьох областях:
1. Зрозумійте характеристики оптичного кабелю (довжина та затухання) перед прокладкою.
2. Отримайте форму хвилі сигналу ділянки оптичного волокна.
3. Коли проблема зростає і стан з’єднання погіршується, знайдіть точку серйозної несправності.
Локатор несправностей (Fault Locator) є спеціальною версією OTDR. Локатор несправностей може автоматично знаходити несправність оптичного волокна без складних операцій OTDR, а його ціна становить лише незначну частину OTDR. Вибираючи прилад для тестування оптичного волокна, зазвичай потрібно враховувати наступні чотири фактори: тобто визначити параметри вашої системи, робоче середовище, елементи порівняння продуктивності та обслуговування приладу. Визначте параметри вашої системи. Робоча довжина хвилі (нм). Три основні вікна передачі - 850 нм. , 1300 нм і 1550 нм. Тип джерела світла (світлодіодний або лазерний): у додатках на короткій відстані з економічних і практичних причин більшість низькошвидкісних локальних мереж (100 Мбіт/с) використовують лазерні джерела світла для передачі сигналів на великі відстані. Типи волокна (одномодове/багатомодове) і діаметр серцевини/покриття (мкм): Стандартне одномодове волокно (SM) становить 9/125 мкм, хоча слід ретельно визначити деякі інші спеціальні одномодові волокна. Типові багатомодові волокна (ММ) включають 50/125, 62,5/125, 100/140 і 200/230 мкм. Типи роз’ємів: поширені побутові роз’єми включають: FC-PC, FC-APC, SC-PC, SC-APC, ST тощо. Останні роз’єми: LC, MU, MT-RJ тощо. Максимально можливі втрати зв’язку. Оцінка втрат/допуск системи. Уточніть своє робоче середовище. Для користувачів/покупців виберіть польовий вимірювач, стандарт температури може бути найсуворішим. Зазвичай польові вимірювання повинні бути виконані. Для використання в суворих середовищах рекомендується, щоб робоча температура портативного приладу на місці була -18 ℃ ~ 50 ℃, а температура зберігання та транспортування повинна становити -40 ~ + 60 ℃ (95 %RH). Лабораторні прилади мають бути лише у вузькому діапазоні контролю 5~50 ℃. На відміну від лабораторних приладів, які можуть використовувати джерело живлення змінного струму, портативні прилади на місці зазвичай потребують більш жорсткого джерела живлення для приладу, інакше це вплине на ефективність роботи. Крім того, проблема живлення приладу часто призводить до поломки або пошкодження інструменту.
Тому користувачі повинні враховувати та зважувати наступні фактори:
1. Розташування вбудованої батареї повинно бути зручним для користувача для заміни.
2. Мінімальний час роботи нового або повністю зарядженого акумулятора має становити 10 годин (один робочий день). Однак цільове значення терміну служби батареї має бути більше 40-50 годин (один тиждень), щоб забезпечити найкращу ефективність роботи техніків і інструментів.
3. Чим більш поширений тип батареї, тим краще, наприклад, універсальна суха батарея 9 В або 1,5 В AA тощо. Оскільки ці батареї загального призначення дуже легко знайти або придбати на місці.
4. Звичайні сухі батареї краще, ніж акумулятори (наприклад, свинцево-кислотні, нікель-кадмієві батареї), оскільки більшість акумуляторів мають проблеми з «пам’яттю», нестандартну упаковку, складність покупки, екологічні проблеми тощо.
У минулому було майже неможливо знайти портативний тестовий прилад, який би відповідав усім чотирьом згаданим вище стандартам. Тепер художній оптичний вимірювач потужності, що використовує найсучаснішу технологію виробництва схеми CMOS, використовує лише звичайні сухі батареї типу АА (доступні всюди), ви можете працювати більше 100 годин. Інші лабораторні моделі мають подвійні джерела живлення (змінний струм і внутрішня батарея), щоб підвищити їх адаптивність. Як і мобільні телефони, волоконно-оптичні випробувальні прилади також мають багато форм упаковки. Ручний глюкометр вагою менше 1,5 кг, як правило, не має багатьох переваг і забезпечує лише базові функції та продуктивність; напівпортативні лічильники (більше 1,5 кг) зазвичай мають більш складні або розширені функції; лабораторні інструменти призначені для контрольних лабораторій/виробничих випадків Так, з джерелом живлення змінного струму. Порівняння елементів продуктивності: це третій крок процедури відбору, включаючи детальний аналіз кожного оптичного тестового обладнання. Для виробництва, встановлення, експлуатації та обслуговування будь-якої волоконно-оптичної системи передачі вимірювання оптичної потужності має важливе значення. У сфері оптоволокна без оптичного вимірювача потужності не може працювати жодна інженерна техніка, лабораторія, виробничий цех чи об'єкт обслуговування телефонів. Наприклад: оптичний вимірювач потужності можна використовувати для вимірювання вихідної потужності лазерних джерел світла та світлодіодних джерел світла; використовується для підтвердження оцінки втрат оптоволоконних каналів зв'язку; найважливішим з яких є тестування оптичних компонентів (волокон, з’єднувачів, з’єднувачів, атенюаторів) тощо) ключовим інструментом 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 процедури виробничого калібрування, які відповідають вашим вимогам до оптичного волокна та роз’єму. матч.
3. Переконайтеся, що ці моделі відповідають вашому діапазону вимірювань і роздільній здатності дисплея.
4. З функцією дБ прямого вимірювання внесених втрат.
Майже в усіх характеристиках оптичного вимірювача потужності оптичний зонд є найбільш ретельно відібраним компонентом. Оптичний зонд — це твердотільний фотодіод, який приймає пов’язане світло від волоконно-оптичної мережі та перетворює його на електричний сигнал. Ви можете використовувати спеціальний інтерфейс роз’єму (тільки один тип з’єднання) для введення даних у зонд або використовувати адаптер універсального інтерфейсу UCI (з використанням гвинтового з’єднання). UCI може прийняти більшість роз’ємів промислового стандарту. На основі коефіцієнта калібрування вибраної довжини хвилі схема оптичного вимірювача потужності перетворює вихідний сигнал датчика та відображає на екрані значення оптичної потужності в дБм (абсолютне значення дБ дорівнює 1 мВт, 0 дБм=1 мВт). На малюнку 1 представлена блок-схема вимірювача оптичної потужності. Найважливішим критерієм вибору вимірювача оптичної потужності є відповідність типу оптичного зонда очікуваному робочому діапазону довжин хвиль. У таблиці нижче наведено основні параметри. Варто зазначити, що InGaAs має чудову продуктивність у трьох вікнах пропускання під час вимірювання. У порівнянні з германієм InGaAs має більш плоскі спектральні характеристики в усіх трьох вікнах і має вищу точність вимірювання у вікні 1550 нм. , При цьому він має відмінну температурну стабільність і низькі шумові характеристики. Вимірювання оптичної потужності є важливою частиною виробництва, встановлення, експлуатації та обслуговування будь-якої волоконно-оптичної системи передачі. Наступний фактор тісно пов'язаний з точністю калібрування. Чи вимірювач потужності відкалібровано відповідно до вашої програми? Тобто: стандарти продуктивності оптичних волокон і роз’ємів відповідають вашим системним вимогам. Слід проаналізувати, що викликає невизначеність виміряного значення з різними адаптерами підключення? Важливо повністю враховувати інші можливі фактори помилки. Хоча NIST (Національний інститут стандартів і технологій) встановив американські стандарти, спектр подібних джерел світла, типів оптичних зондів і з’єднувачів від різних виробників є невизначеним. Третій крок — визначити модель оптичного вимірювача потужності, яка відповідає вашим вимогам щодо діапазону вимірювань. Виражений у дБм, діапазон вимірювання (діапазон) є комплексним параметром, включаючи визначення мінімального/максимального діапазону вхідного сигналу (щоб оптичний вимірювач потужності міг гарантувати повну точність, лінійність (визначається як +0,8 дБ для BELLCORE) і роздільну здатність (зазвичай 0,1 дБ або 0,01 дБ) для відповідності вимогам до оптичних вимірювачів потужності є те, що тип оптичного зонда відповідає очікуваному робочому діапазону. , який можна зчитувати безпосередньо. Недорогі вимірювачі оптичної потужності зазвичай не забезпечують цю функцію. Технік повинен записати окремо еталонне значення та виміряне значення. Таким чином, функція вимірювання відносних втрат у дБ підвищує продуктивність і зменшує кількість помилок вручну. Тепер користувачі зменшили вибір основних функцій і функцій вимірювачів оптичної потужності, але деякі користувачі повинні враховувати особливі потреби. : збір комп’ютерних даних, 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 відповідно до джерела світла певної довжини хвилі (SLS), отримується від волоконно-оптичної мережі. Світло перетворює його в електричні сигнали.
Щоб забезпечити точність вимірювання втрат, спробуйте якомога більше імітувати характеристики передавального обладнання, яке використовується в джерелі світла:
1. Довжина хвилі однакова, і використовується той самий тип джерела світла (світлодіод, лазер).
2. Під час вимірювання стабільність вихідної потужності та спектру (стабільність у часі та температурі).
3. Забезпечте однаковий інтерфейс підключення та використовуйте той самий тип оптичного волокна.
4. Вихідна потужність відповідає вимірюванню системних втрат у найгіршому випадку. Якщо системі передачі потрібне окреме стабільне джерело світла, оптимальний вибір джерела світла має імітувати характеристики та вимоги до вимірювання оптичного приймача системи.
Під час вибору джерела світла слід враховувати наступні аспекти: Лазерна трубка (LD) Світло, що випромінюється від LD, має вузьку смугу хвиль і є майже монохроматичним світлом, тобто світлом однієї довжини хвилі. У порівнянні зі світлодіодами, лазерне світло, що проходить через його спектральну смугу (менше 5 нм), не є безперервним. Він також випромінює кілька нижніх пікових довжин хвиль по обидві сторони від центральної довжини хвилі. Порівняно зі світлодіодними джерелами світла, хоча лазерні джерела світла забезпечують більшу потужність, вони дорожчі за світлодіоди. Лазерні трубки часто використовуються в одномодових системах на великій відстані, де втрати перевищують 10 дБ. Наскільки це можливо, уникайте вимірювання багатомодових волокон за допомогою лазерних джерел світла. Світлодіод (LED): світлодіод має ширший спектр, ніж LD, зазвичай у діапазоні 50~200 нм. Крім того, світлодіодне світло не створює перешкод, тому вихідна потужність стабільніша. Світлодіодне джерело світла набагато дешевше, ніж джерело світла LD, але вимірювання втрат у найгіршому випадку виявляється недостатнім. Світлодіодні джерела світла зазвичай використовуються в мережах на короткій відстані та багатомодових оптоволоконних локальних мережах. Світлодіод можна використовувати для точного вимірювання втрат одномодової системи лазерного джерела світла, але передумовою є те, що його вихід повинен мати достатню потужність. Оптичний мультиметр Комбінація вимірювача оптичної потужності та стабільного джерела світла називається оптичним мультиметром. Оптичний мультиметр використовується для вимірювання втрати оптичної потужності оптоволоконного зв'язку. Ці лічильники можуть бути двома окремими лічильниками або одним інтегрованим блоком. Коротше кажучи, два типи оптичних мультиметрів мають однакову точність вимірювання. Зазвичай різниця полягає у вартості та продуктивності. Інтегровані оптичні мультиметри зазвичай мають розвинені функції та різні характеристики, але ціна відносно висока. Для оцінки різних конфігурацій оптичного мультиметра з технічної точки зору все ще застосовуються базовий вимірювач оптичної потужності та стандарти стабільного джерела світла. Зверніть увагу на вибір правильного типу джерела світла, робочої довжини хвилі, датчика оптичної потужності та динамічного діапазону. Оптичний рефлектометр у часовій області та OTDR-локатор несправностей є найбільш класичним приладовим обладнанням для оптичного волокна, яке надає найбільшу інформацію про відповідне оптичне волокно під час тестування. Сам OTDR є одновимірним оптичним радаром із замкнутим контуром, і для вимірювання потрібен лише один кінець оптичного волокна. Запускайте високоінтенсивні вузькі світлові імпульси в оптичне волокно, тоді як високошвидкісний оптичний зонд записує зворотний сигнал. Цей інструмент дає візуальне пояснення щодо оптичного зв’язку. Крива OTDR відображає розташування точки з’єднання, роз’єму та точки несправності, а також розмір втрати. Процес оцінки OTDR має багато схожості з оптичними мультиметрами. Насправді OTDR можна розглядати як дуже професійну комбінацію приладів для тестування: він складається зі стабільного джерела високошвидкісного імпульсу та високошвидкісного оптичного зонда.
Процес вибору OTDR може зосередитися на таких атрибутах:
1. Перевірте робочу довжину хвилі, тип волокна та інтерфейс роз’єму.
2. Очікувана втрата з’єднання та діапазон сканування.
3. Просторова роздільна здатність.
Локатори несправностей - це переважно портативні прилади, придатні для багатомодових і одномодових оптоволоконних систем. Використовуючи технологію OTDR (оптичний рефлектометр у часовій області), він використовується для визначення місця пошкодження волокна, а тестова відстань переважно становить 20 кілометрів. Прилад безпосередньо в цифровому вигляді відображає відстань до точки несправності. Підходить для: глобальної мережі (WAN), систем зв'язку радіусом дії 20 км, оптоволокна до бордюру (FTTC), монтажу та обслуговування одномодових і багатомодових оптоволоконних кабелів і військових систем. В одномодових і багатомодових волоконно-оптичних кабельних системах, щоб знайти несправні з’єднувачі та погані з’єднання, локатор несправностей є чудовим інструментом. Локатор несправностей простий у управлінні, лише одним натисканням клавіші, і може виявляти до 7 кількох подій.
Технічні показники аналізатора спектру
(1) Діапазон вхідних частот Відноситься до максимального діапазону частот, у якому аналізатор спектру може нормально працювати. Верхня і нижня межі діапазону виражаються в Гц і визначаються діапазоном частот скануючого гетеродина. Частотний діапазон сучасних аналізаторів спектру зазвичай коливається від діапазонів низьких частот до діапазонів радіочастот і навіть мікрохвильових діапазонів, наприклад від 1 кГц до 4 ГГц. Частота тут стосується центральної частоти, тобто частоти в центрі ширини спектра відображення.
(2) Ширина смуги роздільної потужності відноситься до мінімального інтервалу спектральної лінії між двома сусідніми компонентами в спектрі роздільної здатності, а одиницею є Гц. Він являє собою здатність аналізатора спектру розрізняти два однакові амплітудні сигнали, які дуже близькі один до одного в заданій нижній точці. Лінія спектру виміряного сигналу, яку видно на екрані аналізатора спектру, насправді є графіком динамічної амплітудно-частотної характеристики вузькосмугового фільтра (схожий на дзвонову криву), тому роздільна здатність залежить від смуги пропускання цієї генерації амплітуди-частоти. Смуга пропускання 3 дБ, яка визначає амплітудно-частотні характеристики цього вузькосмугового фільтра, є смугою роздільної здатності аналізатора спектру.
(3) Чутливість означає здатність аналізатора спектру відображати мінімальний рівень сигналу за заданої смуги роздільної здатності, режиму відображення та інших факторів, що впливають, виражених у таких одиницях, як дБм, дБм, дБв та В. Чутливість супергетеродина аналізатора спектру залежить від внутрішнього шуму приладу. При вимірюванні малих сигналів спектр сигналу відображається над спектром шуму. Щоб легко побачити спектр сигналу зі спектру шуму, загальний рівень сигналу повинен бути на 10 дБ вищим за рівень внутрішнього шуму. Крім того, чутливість також пов'язана зі швидкістю розгортки частоти. Чим вище швидкість розгортки частоти, тим нижче пікове значення динамічної амплітудно-частотної характеристики, тим менше чутливість і різниця амплітуд.
(4) Динамічний діапазон означає максимальну різницю між двома сигналами, що одночасно з’являються на вхідному терміналі, яку можна виміряти із заданою точністю. Верхня межа динамічного діапазону обмежена нелінійними спотвореннями. Існує два способи відображення амплітуди спектроаналізатора: лінійний логарифм. Перевага логарифмічного дисплея полягає в тому, що в межах обмеженого ефективного діапазону висоти екрана можна отримати більший динамічний діапазон. Динамічний діапазон аналізатора спектру, як правило, перевищує 60 дБ, а іноді навіть досягає 100 дБ.
(5) Ширина частотної розгортки (Span) Існують різні назви для ширини спектру аналізу, діапазону, частотного діапазону та діапазону спектру. Зазвичай відноситься до частотного діапазону (ширина спектру) відповідного сигналу, який можна відобразити в межах крайньої лівої та крайньої правої вертикальних ліній масштабу на екрані дисплея аналізатора спектру. Його можна налаштувати автоматично відповідно до потреб тесту або встановити вручну. Ширина розгортки вказує діапазон частот, який відображає аналізатор спектру під час вимірювання (тобто розгортка частоти), який може бути меншим або дорівнювати діапазону вхідних частот. Ширина спектру зазвичай поділяється на три моди. ①Повна розгортка частоти Аналізатор спектру сканує свій ефективний діапазон частот за один раз. ②Частота розгортки на сітку. Аналізатор спектру одночасно сканує лише вказаний діапазон частот. Ширину спектра, представленого кожною сіткою, можна змінити. ③Нульова розгортка Ширина частоти дорівнює нулю, аналізатор спектру не виконує розгортку і стає налаштованим приймачем.
(6) Час розгортки (Час розгортки, скорочено ST) — це час, необхідний для виконання розгортки повного частотного діапазону та завершення вимірювання, також називається часом аналізу. Як правило, чим коротший час сканування, тим краще, але для забезпечення точності вимірювання час сканування має бути відповідним. Основними факторами, пов’язаними з часом сканування, є частотний діапазон сканування, смуга пропускання роздільної здатності та фільтрація відео. Сучасні аналізатори спектру зазвичай мають кілька разів сканування на вибір, і мінімальний час сканування визначається часом відгуку схеми вимірювального каналу.
(7) Точність вимірювання амплітуди Існує абсолютна точність амплітуди та відносна точність амплітуди, обидві з яких визначаються багатьма факторами. Абсолютна точність амплітуди є показником повномасштабного сигналу, на який впливають комплексні ефекти вхідного ослаблення, підсилення проміжної частоти, смуги роздільної здатності, точності масштабу, частотної характеристики та точності самого калібрувального сигналу; точність відносної амплітуди залежить від методу вимірювання, в ідеальних умовах існує лише два джерела помилок, частотна характеристика та точність сигналу калібрування, і точність вимірювання може досягати дуже високого рівня. Прилад необхідно відкалібрувати перед виходом із заводу. Різні помилки були записані окремо та використані для корекції виміряних даних. Точність відображеної амплітуди була покращена.
