Измерение потерь на отражение

Величина потерь на отражение очень важна при построении линий связи имеющих быстродействие более 500 Мбит/с. Как правило, такие линии строятся на одномодовых оптических кабелях. В качестве излучателей передающих оптических модулей используются быстродействующие полупроводниковые лазеры, работающие в одномодовом режиме. При наличии обратного отражения одномодовый режим работы лазера нарушается, связь может оказаться неустойчивой. Потери на отражение определяются по формуле:

где Pr - интенсивность отраженного излучения;

Pin - интенсивность излучения на выходе оптического полюса измеряемого компонента.

Знак минус в формуле намеренно отсутствует, что ведёт к отрицательным значениям для потерь на отражение. Лучшими характеристиками обладают соединители с более низкими вносимыми потерями (ближе к 0 дБ) и более низкими (более отрицательными) потерями на отражение.

Основным фактором, вносящим вклад в обратное отражение, является френелевское отражение вследствие воздушного зазора S между торцами волокон. Наиболее общее выражение для коэффициента отражения имеет вид [1]:

где n1 - показатель преломления сердцевины волокна, n - показатель преломления среды в зазоре. Непараллельность торцов приводит к разным значениям зазора S для разных участков сердцевины. В этом случае происходит усреднение по осцилляциям синуса, а потери на отражение определяются как

Для уменьшения обратных отражений применяют специальные меры. Значительное уменьшение зазора достигается при сферической поверхности торцов, что позволяет обеспечить физический контакт волокон (physical contact, PC). Существует три градации физического контакта, отличающиеся уровнем потерь на обратное отражение: РС -30 дБ, SuperPC менее -40 дБ, UltraPC менее -50 дБ.

Наиболее эффективным способом борьбы с обратными отражениями является использование оптических соединителей со скошенными торцами наконечников (angled PC, APC). При скошенном торце даже, если не будет физического контакта, сильный отражённый сигнал не распространяется обратно по сердцевине волокна, а попадает в оболочку. За счет скоса торца наконечников на 8 градусов удается снизить потери на отражение до -70 дБ.

Измерение коэффициента обратного отражения может быть проведено рефлектометром. Амплитуда импульса отражённого сигнала характеризует коэффициент обратного отражения и потери на отражение. Недостатком метода является невысокий динамический диапазон измерений, связанный с тем, что сигнал имеет импульсную форму и, следовательно, занимает широкий спектр частот. Чем шире спектр измерительного сигнала, тем соотношение сигнал/шум измерителя меньше.

Измеритель потерь на отражение, структурная схема которого представлена на рис. 19, свободен от отмеченного недостатка так как использует более узкополосный измерительный сигнал, представляющий собой оптическое излучение, формируемое полупроводниковым источником, промодулированное по интенсивности задающим генератором, вырабатывающим синусоидальное напряжение [2].

Генератор синусоидальных сигналов модулирует интенсивность излучения полупроводникового источника излучения. Это излучение проходит ответвитель и разветвитель. Ответвитель установлен таким образом, что одна десятая часть излучения направляется на вход опорного фотоприемник. Опорный фотоприемник необходим для оперативного отслеживания нестабильности мощности источника оптического излучения в процессе проведения измерений. Разветвитель предназначен для регистрации излучения обратного рассеяния от объекта контроля. Для регистрации измертельного сигнала служит основной фотоприемник. Для повышения динамического диапазона измерний используется узкополосный усилитель с синхронным детектором. Эквивалентная полоса пропускания такого усилителя составляет доли герц. Обработка измерительных сигналов, преобразованных в цифровую форму аналого-цифровыми преобразователями (АЦП) осуществляется микропроцессорным блоком обработки.

Пусть необходимо измерить потери на отражение оптического разъемного соединителя. Для измерения потерь на отражение производится три измерения. При первом измерении регистрируется мощность из выходного полюса контролируемого соединителя Ро, см. рис. 20.

Второе измерение, см. рис. 21, необходимо для регистрации оптической мощности отразившаяся от границы раздела двух сред - выходного полюса измеряемого соединителя и иммерсионной жидкости, Pu. При этом в сигнале будет присутствовать фоновая мощность Pф, включающая отражения от промежуточных соединителей и часть мощности прямого канала ответвителя за счёт конечного значения переходного затухания. Pr1 = Pu + Pф. Для измерения отраженной мощности понадобится вспомогательный оптический шнур, соединяющий оптический вход со вторым оптическим выходом.

Третье измерение производят при состыкованном соединителе, см. рис. 22. При этом регистрируется оптическпая мощность отразившаяся от границы раздела двух сред - выходного полюса соединительного кабеля и иммерсионной жидкости, Pu, фоновая мощность Pф, мощность отразившаяся от контакта наконечников соединителя Р'. Pr2 = Pu + Pф + Р'.

Разность показаний измерений, проведенных по схемам на рис. 21 и 22, даёт значение мощности, отразившейся от места стыка в измеряемом соединителе. Р' = Pr2 - Pr1.

Коэффициент потерь на отражение находится из отношения полученной разности к мощности из выходного полюса контролируемого соединителя Ро. Обычно этот коэффициент выражается в децибелах.

1. Убайдулаев Р.Р. Волоконно-оптические сети. М., "Эко-трендз", 1998 г.

2. Яковлев М.Я., Фаловский В.Ф., Цуканов В.Н. Результаты выполнения работ по ОКР "КОНТАКТ - ВТУЛКА", Специальная техника средств связи, вып.1, 1999 г.

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: