Измерение ВОЛС методом обратного рассеяния с использованием OTDR: Методические указания к лабораторной работе по дисциплине “Волоконно-оптические линии связи”

функцией внутренних характеристик волокна: коэффициента рассеяния, диаметра волокна и числовой апертуры. Для обеспечения точных результатов измерений импульсные рефлектометры должны также  подходить к тестируемому волокну и по длине волны, и по диаметру сердцевины волокна. Поэтому, у многих оптических рефлектометров имеются модульные источники света, позволяющие каждый раз выбирать источник света, подходящий для данной конкретной задачи.

В большинстве случаев рефлектометры используются для обнаружения повреждений в кабелях и  для оптимизации соединений. Однако они весьма полезны  при проверке оптических волокон и поиска в них производственных дефектов.

2. Работа оптических рефлектометров

Главной целью измерений, проводимых с использованием оптических рефлектометров, является определение импульсной характеристики тестируемого волокна. Типичная рефлектограмма приведена на рис.2

рис.2

Вертикальная шкала определяет уровень рассеянного (отраженного) сигнала в логарифмических  единицах. Горизонтальная  ось соответствует расстоянию от рефлектометра до тестируемой области волокна. Расстояние, которое проходит световой импульс в волокне за 1 нс составляет 0,2 м. Так как в оптическом рефлектометре реально измеряется время,  то расстояние определяется пересчетом с масштабным коэффициентом примерно равным 10 мкс/км, учитывающим, что свет проходит по волокну путь до тестируемой точки дважды: в прямом и обратном направлении.

Потери, измеряемые рефлектометром,  определяются затуханием сигнала при распространении в прямом и обратном направлении и, следовательно, вдвое превышают потери при однократном прохождении сигнала по тестируемому участку (точно так же, как время, измеряемое рефлектометром, вдвое превышает время необходимое для однократного прохождения тестируемого участка). По этому вертикальная шкала построена с масштабным коэффициентом             

                                                     ,                                                    (1)                               

где  – мощность рассеянного света от участков волокна вблизи приемника излучения, - мощность рассеянного света от тестируемого участка, регистрируемая приемником излучения.

Если у волокна имеется разъем или соединение, то сигнал будет ослабевать и при прохождении через него. В этом случае рефлектометр зафиксирует снижение мощности, свидетельствующее о потере части света при соединении волокон. Если это соединение или этот разъем отражает свет, то на рефлектограмме это отражение будет отображено как всплеск над уровнем обратно отраженного сигнала.  Рефлектометр можно прокалибровать таким образом, чтобы по таким всплескам можно было определять оптические потери при отражении. Конец волокна на рефлектограмме будет выглядеть как переход обратно отраженного сигнала в шум. Если конец волокна сколот или отполирован, то на рефлектограмме над уровнем обратно рассеянного сигнала появится еще один всплеск. Это позволит измерить полную длину тестируемого волокна.

На рис.2 приведена типичная рефлектограмма на которой показаны сигналы от основных элементов оптической системы связи.

Наклонная прямая характеризует обратное рассеяние в самом волокне