Методика измерения оптического затухания в классических ВОЛС и активных PON сетях

Затухание (потери) оптического сигнала – это параметр, который показывает насколько уменьшился уровень сигнала на выходе оптической линии в сравнении с уровнем на ее входе.  Измеряется затухание в деци Беллах (дБ). В зависимости от того, в каких единицах измерения выражены входной и выходной уровень сигнала, для вычисления затухания используются различные формулы. Более подробно об этом описано в статье «Взаимозависимость между мощностью и затуханием».

В связи с тем, что чаще всего мощность сигнала измеряется в дБм, затухание определяется по формуле:

Рисунок 1 – Формула для определения затухания оптического сигнала

Исходя их формулы,  делаем вывод, что для определения затухания в линии, достаточно и необходимо знать мощность сигнала на входе в линию (Pвх) и мощность сигнала на выходе из нее (Pвых).

Что же такое мощность сигнала на входе в линию и чем она отличается от выходной мощности передатчика? Ответ очень прост. Выходная мощность передатчика – это действительно паспортная величина, которая указывается в соответствующих документах. Она учитывает мощность используемого лазера (или светодиода) и средние потери на разъеме. Для оценки характеристик прибора – этого вполне достаточно. Однако ввиду того, что обе эти характеристики не постоянны

• потери на разъеме зависят от его качества полировки, чистоты, усилия коммутации и др.
• мощность лазера уменьшается в следствие старения

для измерений паспортное значение выходной мощности использовать нельзя. Именно поэтому, мощность сигнала на входе в линию (Рвх) необходимо измерять. Для этого:

1. Соедините источник и измеритель оптической мощности патч кордом, как показано на рисунке. Перед соединением следует произвести чистку коннекторов патч корда и адаптеров измерительных приборов при помощи специальных приспособлений.
2. 

Рисунок 2 – Определение опорного уровня оптического сигнала

2. включите источник и измеритель мощности, установите рабочую длину волны, на которой будут проводится измерения. (850нм, 1300нм, 1310нм, 1490нм, 1550нм, 1625нм)
3. Запишите показания измерителя мощности. Измеренное значение также называют опорной мощностью оптического сигнала. Учитывая то, что потери на коннекторе источника уже учтены в значении опорной мощности, а потери на коннекторе измерителя равны нулю, – можно считать, что измеренное значение – это истинное значение мощности оптического сигнала на входе в оптическую линию.

Рисунок 3 – Порты источника (слева) и измерителя (справа) оптической мощности без адаптеров FC, SC, ST, LC

На рисунке 3 изображены порты измерительных приборов: источника и измерителя мощности. Порт источника (UCI) выполнен в виде металлической ферулы диаметром 2,5 мм. В этом случае соединение волокон выполняется путем совмещения ферулы измерительного прибора с ферулой коннектора. Естественно, даже небольшая погрешность в совмещении приведет к дополнительным потерям на соединении. Порт измерителя мощности (SOC) представляет собой свето чувствительную площадку, диаметром примерно 2 мм. При подключении коннектора к измерителю мощности, непосредственного контакта с площадкой не возникает, вместе с тем все излучение без потерь попадает в измеритель мощности. 

4. Отключите патч корд от порта измерителя мощности и подключите его ко входу измеряемой линии. (Во избежание изменения вносимых потерь на соединении патч корда и источника, это соединение нарушать не рекомендуется).
5. Подключите измеритель мощности к выходу линии при помощи дополнительного патч корда, запишите показания мощности на выходе линии – P вых
6. По формуле, приведенной на рисунке 1, рассчитайте потери в оптической линии. Рассчитанное значение будет включать в себя:

• потери на первом и последнем коннекторе (и других имеющихся на линии коннекторах)
• потери на линейных участках ВОЛС
• потери на сварных соединениях

Измерение потерь рекомендуется проводить в направлениях А-Б, Б-А с последующим вычислением среднего значения по формуле

Рисунок 4 – Формула определения среднего значения потерь на участке ВОЛС

Среднее значение определяется вследствие неравномерности затухания в различных направлениях из-за неоднородности диаметров оптического волокна.

Рисунок 5 – Измерение потерь в направлениях А-Б и Б-А при помощи оптических тестеров

Вследствие различных диаметров сердцевин оптического волокна, потери сигнала распространяющегося слева направо будут меньше, чем в обратном направлении. Различие же диаметров волокон обусловлено процессами производства оптического волокна, которые более подробно описаны в статье “Производство оптических волокон”

Для повышения удобства выполнения двусторонних тестов, используют оптические тестеры. Они в одном корпусе совмещают и источник и измеритель мощности, а иногда еще и измеритель ORL. 

Рисунок 6 – Двустороннее измерение потерь в оптической линии при помощи тестеров

В случае измерения потерь в работающей PON сети, измерения проводятся на длине волны 1625нм. Кроме того, перед ONT устанавливаются фильтры, отсекающие сигналы на этой длине волны.

Рисунок 7 – Измерение оптических потерь в активной PON сети

Измерение затухания классической оптической линии (видео)

Вебинар на тему “Методики измерения параметров в классических ВОЛС и PON”

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ:

• Сварочные аппараты для оптоволокна
• Оптические рефлектометры
• Оптические тестеры
• Инструменты для чистки оптических коннекторов, разъемов, волокон