Table Of ContentМинистерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
«Белорусский государственный университет
информатики и радиоэлектроники»
Кафедра систем телекоммуникаций
Р
В. Н. Мищенко
И
У
Г
Б
ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОПТИЧЕСКИХ КАБЕЛЕЙ
а
к
Лабораторныей практикум
по дисциплинам «Направляющие системы телекоммуникаций»
т
и «Направляющие системы и пассивные компоненты»
для студентов специальностей
1-45 01 01 «Многокоанальные системы телекоммуникаций»,
1-45 01 02 «Радиосвязь, радиовещание и телевидение»
и
всех форм обучения
л
б
и
Б
Минск БГУИР 2011
УДК 621.315.21+621.317.74(076)
ББК 31.232.3+32.842я7
М71
Р е це н зе н т:
заведующий кафедрой СиУТ
Конопелько В. К.
Р
И
У
Г
Б
а
Мищенко, В. Н. к
М71 Измерение параметров оптических кабелей : лаб. практикум по
е
дисц. «Направляющие системы телекоммуникаций» и «Направляющие
системы и пассивные котмпоненты» для студ. спец. 1-45 01 01 «Много-
канальные системы телекоммуникаций», 1-45 01 02 «Радиосвязь, ра-
диовещание и телевидение» всех форм обуч. / В. Н. Мищенко. –
о
Минск : БГУИР, 2011. – 46 с. : ил.
ISBN 9и78-985-488-657-2.
л
Практикум содержит две лабораторных работы, посвященных измерению
параметров оптических кабелей.
б
Даны справочная информация, указания по выполнению работ, приведены
контрольные вопросы.
и
Б УДК 621.315.21+621.317.74(076)
ББК 31.232.3+32.842я7
ISBN 978-985-488-657-2 Мищенко В. Н., 2011
УО «Белорусский государственный
университет информатики
и радиоэлектроники», 2011
2
СОДЕРЖАНИЕ
Лабораторная работа №1. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ
ОПТИЧЕСКИХ КАБЕЛЕЙ С ПОМОЩЬЮ РЕФЛЕКТОМЕТРА ВЛ-7……..4
1.1. Конструкция и принцип работы рефлектометра ВЛ-7……………......4
1.1.1. Назначение и функциональные возможности
Р
рефлектометра ВЛ-7…………………………………………………….......4
1.1.2. Устройство и принцип работы рефлектометра ………………….8
И
1.1.3. Подготовка рефлектометра к работе …………………………….12
У
1.1.4. Работа с рефлектометром и проведение измерений ……………14
Г
1.2. Указания по выполнению лабораторной работы……………………..26
Б
1.2.1. Описание лабораторного макета…………………………………26
1.2.2. Порядок выполнения работы ………… ………............................27
а
1.3. Содержание отчета……………………………………………………..29
к
1.4. Контрольные вопросы………………………………………………….30
е
Лабораторная работа №2. ИЗМЕРЕНИЕ ЗАТУХАНИЯ
т
ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ КАБЕЛЕЙ ………………………………….31
2.1. Общие сведения. Потери энергии и затухание
о
в волоконно-оптических кабелях ………………………………………….31
и
2.2. Измерение затухания оптических кабелей……..…………………….34
л
2.3. Описание лабораторного макета ……………………………………...37
б
2.4. Указания по выполнению лабораторной работы ……………………40
и
2.4.1. Меры предосторожности при работе с лабораторным макетом…..40
Б
2.4.2. Подготовка к проведению измерений лабораторного стенда….41
2.4.3. Исследование работоспособности и измерение затухания
оптических трактов……………………………………………….41
2.4.4. Проведение исследований характеристик
оптического аттенюатора………………………………………...43
2.5. Содержание отчета……………………………………………………..45
2.6. Контрольные вопросы …………………………………………………45
33
Лабораторная работа №1
ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОПТИЧЕСКИХ КАБЕЛЕЙ
С ПОМОЩЬЮ РЕФЛЕКТОМЕТРА ВЛ-7
Цель работы: изучить устройство и особенности функционирования реф-
лектометра ВЛ-7; получить навыки в измерении основных параметров це-
пей связи. Р
1.1. Конструкция и принцип работы рефлектометра ВИЛ-7
1.1.1. Назначение и функциональные возмоУжности
рефлектометра ВЛ-7
Г
Рефлектометры оптические ВЛ-7 (далее по тексту «рефлектометр»)
Б
предназначены для измерения расстояния до неоднородностей волоконно-
оптических линий, длины оптических волокон (ОВ), затухания в ОВ и их со-
а
единениях. Рефлектометры могут использоваться при монтаже и эксплуата-
к
ции волоконно-оптических систем передачи в лабораторных и полевых усло-
е
виях. Рефлектометры выпускаются в модификациях, указанных в табл. 1.1.
т
Рабочие условия эксплуатации рефлектометров: температура окру-
жающего воздуха от мионус 10 до плюс 50o С; относительная влажность воз-
духа до 90 % при 30иo С; атмосферное давление от 70 до 106,7 кПа (от 537 до
800 мм рт. ст.). л
Длибна волны оптического излучения на выходе рефлектометра отлича-
ется от изначений, указанных в табл. 1.1 не более чем на ±20 нм. Диапазоны из-
меряемых расстояний: 5, 10, 20, 40, 80, 120 км для одномодовых рефлектомет-
Б
ров; 5, 10, 20, 40*, 80* км для многомодовых рефлектометров. Диапазоны, отме-
ченные значком *, предназначены для измерений на длине волны 1300 нм.
Рефлектометр допускает возможность установки значений длитель-
ности зондирующих импульсов, отмеченных в табл. 1.1, при двух динамиче-
ских диапазонах измерения затухания – первом и втором (табл. 1.3, 1.4).
4
Отклонения длительностей зондирующих импульсов от значений,
указанных в табл. 1.2, не превышают: ±40 % для длительности импульса
10 нс; ±30 % для длительности импульса 30 нс; ±10 % для остальных дли-
тельностей импульсов.
Таблица 1.1
Основные модификации рефлектометров ВЛ-7
Модификация Тип ОВ Номинальное значение Динамический диапазон иРзме-
рефлектометра длины волны рения затухания
И
ВЛ-7/ SL35 1310/1550 нм
ВЛ-7/ SL30 одномодовое 1310нм первый уровень
У
ВЛ-7/ SL05 1550 нм Г
ВЛ-7/ SM35 одномодовое 1310/1550 нм второй уровень
Б
ВЛ-7/ SM30 одномодовое 1310 второй уровень
ВЛ-7/ SM05 одномодовое 1550 нм второй уровень
ВЛ-7/ ME83 многомодовое 850/1310 нма первый уровень
ВЛ-7/ ME80 50/125 мкм 850 первый уровень
к
ВЛ-7/ ME03 1310 первый уровень
е
ВЛ-7/ MА83 многомодовое 850/1310 нм первый уровень
ВЛ-7/ MА80 62,5/125 мкм т 850 первый уровень
ВЛ-7/ MА03 1310 первый уровень
о
Пределы допускаемого значения основной абсолютной погрешности
и
измерения расстояний составляют
л
∆L = ±(dl + dL + 3·10-5 ·L), (1.1)
б
где dl = 0,5 м;
и
dL – разрешение (интервал дискретизации сигнала обратного рассеяния),
Б
определяемое установленным диапазоном измеряемого расстояния,
м (величина dL может принимать значения 0,32; 0,64; 1,3; 2,5; 5,1;
7,6 м);
L – длина ОВ, м.
Значения динамического диапазона измерения затухания при отно-
шении сигнал/шум, равном 1 (ОСШ = 1), соответствуют табл. 1.3, 1.4, 1.5.
Значения динамического диапазона измерения затухания для многомодовых
5
рефлектометров определяются при количестве усреднений, равном 64. Зна-
чения динамического диапазона измерения затухания для одномодовых реф-
лектометров определяются при количестве усреднений, равном 32.
Таблица 1.2
Модификации оптических рефлектометров ВЛ-7
Р
Длительности зондирующих импульсов, нс
Одномодовые рефлектометры 10, 30. 100, 300, 1000. 2500, 5000И, 10000*)
Многомодовые рефлектометры 10, 30, 100, 300, 1000
У
Примечание *) Длительность импульса 10000 нс устанавливается только в рефлектометрах
динамического диапазона 1-го уровня ВЛ-7 / SL35, ВЛ-7 / SL30, ВЛ-7 / SL05
Г
Б
Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении зату-
хания составляют не более ±(0,05·а), дБ, где а – измеряемое затухание, дБ.
а
Величины мертвой зоны по затуханию и мертвой зоны по отражению при
к
минимальной длительности зондирующего импульса и коэффициенте отра-
е
жения не более минус 40 дБ должны соответствовать табл. 1.6.
т
о Таблица 1.3
Значения динамического диапазона измерения затухания одномодовых
и
рефлектометров с динамическим диапазоном первого уровня
л
Модификация реф- Длина волны, нм Длительность импульса, нс
б
лектометра
100 1000 10000
и
Динамический диапазон не менее, …дБ
Б
ВЛ-7/SL35 1310 13,0 19,5 27,0
ВЛ-7/SL35 1550 11,0 17,5 25,0
ВЛ-7/SL30 1310 13,0 19,5 27,0
ВЛ-7/SL05 1550 11,0 17,5 25,0
Управление работой рефлектометра, отображение и хранение изме-
ренной информации осуществляется с помощью кнопок на верхней панели
рефлектометра. Измеренная информация отображается на встроенном черно-
6
белом дисплее. В приборе можно запомнить и сохранить до 125 рефлекто-
грамм с помощью персонального компьютера, связь с которым осуществля-
ется через порт USB посредством соединительного кабеля, поставляемого в
комплекте с рефлектометром.
Таблица 1.4
Р
Значения динамического диапазона измерения затухания одномодовых
рефлектометров с динамическим диапазоном второго уровня
И
Модификация реф- Длина волны, нм Длительность импульса, нс
лектометра У
100 1000 5000
Динамический диапаГзон не менее, … дБ
ВЛ-7/SM35 1310 17,0 24,0 30,0
1550 16,5 Б23,0 29,0
ВЛ-7/SМ30 1310 17,0 24,0 30,0
ВЛ-7/SМ05 1550 16,5 23,0 29,0
а
Возможна установка оптических разъемов других типов. Питание
к
рефлектометра может осуществляться от: четырех аккумуляторов типа АА с
е
суммарным напряжением (4,8 ± 0,4) В; сети переменного тока с напряжением
т
(230 ± 23) В и частотой (50,0 ± 0,4) Гц через блок питания FW75550/12, вхо-
о
дящий в комплект поставки.
и Таблица 1.5
Значения диналмического диапазона измерения затухания многомодовых
рефлектометров с динамическим диапазоном первого уровня
б
Длительность импульса, нс
Модификациия Длина Тип ОВ 10 100 1000
рефлектометра волны, нм Динамический диапазон, дБ
Б
ВЛ-7/МЕ83 850 Многомодовое 8,1 13,5 21,0
1300 50/125 мкм 8,1 13,5 21,0
ВЛ-7/МА83 850 Многомодовое 9,1 14,5 22,0
1300 62,5/125 мкм 9,1 14,5 22,0
ВЛ-7/МЕ80 850 Многомодовое 50/125 мкм 9,8 15,2 22,7
ВЛ-7/МА80 850 Многомодовое 62,5/125 мкм 10,8 16,2 23,7
ВЛ-7/МЕ03 1300 9,8 15,2 22,7
Многомодовое 50/125 мкм
ВЛ-7/МА03 1300 10,8 16,2 23,7
Многомодовое 62,5/125 мкм
7
Таблица 1.6
Величина мертвой зоны по затуханию и мертвой зоны по отражению
Модификация рефлектометра Величина мертвой зоны, м
по затуханию по отражению
ВЛ-7 / SL35, ВЛ-7 / SL30, ВЛ-7 / SL05 13,0 3,0
ВЛ-7 / SM35, ВЛ-7 / SM30, ВЛ-7 / SM05 7,5 2,5
ВЛ-7 / МЕ83, ВЛ-7 / МЕ80, ВЛ-7 / МЕ03 12,0 3,0
ВЛ-7 / МА83, ВЛ-7 / МА80, ВЛ-7 / МА03
Р
И
Многомодовые ОВ подключаются к рефлектометру через оптический
разъем типа ST, а одномодовые – через разъем типа FC. У
Время установления рабочего режима не более двух минут. Время
Г
непрерывной работы – не менее 6 часов при работе от аккумуляторов типа
Б
АА емкостью 2200 mАч; не менее 8 часов при работе от блока питания. Га-
баритные размеры рефлектометра – не болаее 220 x 111 x 36 мм. Масса реф-
лектометра – не более 1 кг. Средняя наработка рефлектометра на отказ – не
к
менее 5000 ч. е
т
1.1.2. Устройство и принцип работы рефлектометра
о
и
Рефлектометр выполнен в малогабаритном прямоугольном метал-
л
лическом корпусе. Внешний вид рефлектометра показан на рис. 1.1.
На пебредней панели корпуса расположен черно-белый дисплей. На
верхнейи торцевой панели находятся:
Б– три кнопки управления рефлектометром;
– оптический разъем для подключения измеряемого оптического волокна;
– разъем USB для соединения с компьютером.
На нижней торцевой панели находятся:
– разъем =12 В для подключения сетевого источника питания;
– светодиод =12 В для индикации подключения сетевого источника
питания;
8
– светодиод ЗАР для индикации процесса заряда аккумуляторов.
Р
И
У
Г
Б
а
к
е
т
Рис. 1.1. Внешний вид рефлектометра ВЛ-7
о
и
Принцип работы рефлектометра основан на измерении сигнала обрат-
л
ного рассеяния и отраженных сигналов, возникающих при прохождении по
оптическому воблокну оптического импульса. Эти сигналы регистрируются
оптическими приемником, преобразуются в цифровую форму и многократно
усредняБются. Измеренные данные обрабатываются программой рефлекто-
метра и выводятся на экран в виде рефлектограммы.
Структурная схема рефлектометра представлена на рис. 1.2. Она со-
держит:
– блок управления, предназначенный для управления работой рефлек-
тометра;
– блок вычислений, предназначенный для анализа измеренных данных;
9
Р
И
У
Г
Б
а
к
е
т
о
и
л
б Рис. 1.2. Структурная схема рефлектометра
и
Б– черно-белый дисплей, предназначенный для отображения результатов
измерения и текущего режима работы;
– блок памяти, предназначенный для хранения измеренных рефлекто-
грамм;
– блок сопряжения и разъем USB для осуществления связи с ПК;
– оптический передатчик ОПд, предназначенный для генерации зонди-
рующих оптических импульсов;
10
