Тенденции развития методов и средств измерения ВОЛС

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 5Следующая ⇒

Необходимым является измерение спектральных характеристик, длины волны, и ее спектральной ширины. Реже используются измерения других параметров. Для WDM технологии будут рассмотрены методы измерения оптического спектра.

Измерение оптического спектра представляет собой измерение оптической мощности в зависимости от длины волны и в связи с развивающимися технологиями WDM-уплотнения становится одним из важнейших видов измерений в высокоскоростных ВОСП. Необходимость измерения оптического спектра вызвана также возникающей в волокне и определяемой шириной спектра источника излучения хроматической дисперсией, которая, как было показано выше, проявляется в увеличении длительности передаваемого импульса по мере его распространения по ОВ, что ограничивает ширину полосы пропускания высокоскоростных линий связи.

На рисунке 12.7 представлена обобщенная схема анализатора оптического спектра, согласно которой входной сигнал в виде исследуемого оптического излучения поступает через оптическую систему на фотоприемник, а затем после аналого-цифрового преобразования — на систему управления оптической системы, обработки данных и отображения результатов анализа. Функции данной системы, как правило, выполняет компьютер, причем алгоритмы управления и обработки данных определяются оптической системой OSA.

Рисунок 12.7 - Схема оптического анализатора спектра

Измерение дисперсии, обусловленной поляризационной модой. Возникновение дифференциальной групповой задержки обычно вызывает ряд искажений информационного сигнала, включая увеличение длительности импульса. В этом отношении влияние PMD сходно с влиянием хроматической дисперсии, но есть и существенное различие. Так, хроматическая дисперсия представляет собой относительно стабильное явление, позволяющее определить ее влияние на систему передачи путем сложения дисперсии отдельных участков линии передачи и, как следствие, может быть скомпенсирована соответствующим расположением компенсаторов. В отличие от хроматической дисперсии, PMD на любой длине волны сигнала одномодового ОВ не является стабильной, что, естественно, требует проведения статистической оценки и не позволяет осуществить пассивную компенсацию ее влияния. Таким образом, PMD является фундаментальной характеристикой одномодовых волоконно-оптических компонентов, в которых энергия сигнала одной длины волны делится на две ортогонально поляризованные моды, распространяющиеся с различной скоростью.

Как показали исследования, PMD оказывает весьма существенное влияние на высокоскоростные системы передачи, в связи с чем становится актуальным вопрос ее коррекции на линиях связи. Так, в промышленных ОК коэффициент PMD, как правило, не превышает 0, 5 пс/км, что ограничивает полосу частот передачи значением 40 ГГц на 100 км. Кабели, установленные несколько лет назад, использующие волокно со сплющенной оболочкой, часто обладают более высоким PMD, что делает проблематичным переход к более высоким битовым скоростям. Кроме того, PMD может оказывать влияние на функционирование аналоговых ВОС, в том числе систем кабельного телевидения с высокой четкостью.

Временной метод измерения PMD, к которому относится интерферометрический метод измерения PMD, основан на измерении автокорреляции электрического поля световой волны или взаимной когерентности двух сигналов, излучаемых одним широкополосным источником. Метод основан на прямом измерении временной задержки. Свет от широкополосного LED или источника белого света направляется в оба канала интерферометра, а свет от перемещающегося и фиксированного зеркал накладывается в плоскости детектора. Взаимное влияние возникает, когда длина двух ответвлений различается на величину, меньшую когерентной длины источника, а максимальная видимость имеет место, когда длины каналов идентичны. При этом ширина отклика обратно пропорциональна ширине спектра источника, а амплитуда огибающей фототока является функцией временной задержки, создаваемой движущимся зеркалом и определяемой выражением

τ = 2Δ L/c,

где Δ L— расстояние от зеркала до той точки, в которой оба канала имеют равную длину.

Интерферометрический метод применим к оптическим компонентам как с вырожденными модами, так и к ОВ со связанными модами, где основные состояния поляризации являются функциями длины волны, причем получаемые в результате измерения интерферограммы имеют существенные различия.

Измерение комбинационного рассеивания, обусловленного механическим воздействием на ОВ . В процессе строительства ВОЛС появляются задачи, от правильного решения которых зависит надежность и долговечность сетей. Использование новых технологий и ОК требует постоянной проверки качества строительства.

При прокладке первых ВОК на сетях связи использовались измерители мощности оптического излучения. Однако при массовом строительстве ВОЛС возможности этих приборов оказались недостаточными. Появились новые унифицированные приборы — оптические рефлектометры, позволяющие определять затухание по длине волокна путем анализа рассеянного назад излучения. В настоящее время, когда в эксплуатации находятся десятки тысяч километров ВОЛС, особую актуальность приобретает обеспечение их многолетней надежности. Самым эффективным методом, на котором базируются современные средства измерения параметров для определения надежности ОК, является метод комбинационного рассеяния (бриллюэновское рассеяние). На его основе созданы бриллюэновские рефлектометры (Brillouin Optical Time Domian Reflectometer), позволяющие не только измерять параметры оптических волокон ОВ), но и после специальной математической обработки результатов прогнозировать их механические параметры, в том числе предсказывать обрывы.

ВОК рассчитаны на эксплуатацию в течение 25 лет, причем весь этот срок ОВ должны сохранять свои свойства неизменными. Основное условие — отсутствие механических напряжений в волокнах, уложенных в кабель. Срок службы ОВ определяется процессом роста в них микроскопических трещин. Если волокно подвержено натяжению, то трещина начинает лавинообразно расти и ОВ разрывается.

⇐ Предыдущая 1 234 5 Следующая ⇒