Основным элементом источника излучения служит лазерный диод

Источники оптического излучения OTDR выбираются, исходя из решаемой задачи. Они могут быть как многомодовыми, так и одномодовыми, и иметь разные длины волн. В настоящее время вы­пускаются OTDR с источниками на одну, две, три и даже четыре длины волны. Такие наборы позволяют детально исследовать оп­тическую линию, выявляя ее мельчайшие неоднородности

Основным элементом источника излучения служит лазерный диод, спектральная ширина излучения которого минимальна. Из­лучателем управляет импульсный генератор. Мощность световых импульсов, излучаемых в волокно, варьируется от 1 мВт до 1 Вт в зависимости от длительности импульса. Импульсы излучаются с частотой в несколько килогерц. Оператор может менять длитель­ность импульса от 2 нс до 20 мс при выборе оптимальных парамет­ров измерений для решения определенной задачи. Длительность им­пульса лимитируется временем полного возврата предыдущего импульса до момента излучения следующего. Время приема отра­женных импульсов зависит от длины оптической линии. Для кор­ректного определения этого параметра OTDR оператор должен пра­вильно установить диапазон длины оптического волокна.

OTDR измеряет разницу во времени между генерируемым и вхо­дящим отраженным импульсом. Для увеличения точности резуль­татов и исключения случайных событий, опробование импульсами одного и того же участка оптического волокна проводится много­кратно с последующим усреднением полученных результатов. Со­временные рефлектометры для получения наиболее точных резуль­татов и исключения влияния случайных шумов обрабатывают от 56000 до 128000 точек данных, поэтому OTDR должен содержать достаточно мощный процессор для быстрой обработки всей инфор­мации. Результирующая информация о задержке входящего им­пульса по сравнению с исходящими преобразуется в расстояние, используя индекс преломления волокна. Значение индекса прелом­ления должно быть введено оператором перед началом измерений волокна. Иначе результаты тестирования будут неверными.

Отображение результатов тестирования оптической линии про­изводится в графическом виде. На дисплее отображается рефлектограмма, где по вертикальной оси откладывается затухание в дБ, а по горизонтальной — расстояние в метрах или километрах.

Рис. 12.4 Пример рефлектограммы

12.3 Характеристики оптических рефлектометров

Основными метрологическими характеристиками рефлектометров являются:

· Динамический диапазон,

· Мертвая зона

· Разрешение,

· Точность,

· Длина волны.

12.3.1 Динамический диапазон

Динамический диапазон — одна из главных характеристик OTDR, так как она определяет максимально различимые длины волокна. Чем выше динамический диапазон, тем точнее будет рефлектограм­ма (с наименьшим шумом), и тем лучше будет обнаружение неоднородностей. Динамический диапазон относительно трудно определить, так как нет стандартных методов вычислений, исполь­зуемых всеми производителями.

Один из методов его определения дан в рекомендации IEC 61746. Динамический диапазон для OTDR определяется путем измерения разницы между экстраполярной точкой рефлектограммы ближ­него конца волокна (взятой на пересечении экстраполярной трас­сы и оси затухания) и пиковым уровнем шумов после окончания волокна (рис. 12.5).

· Уровень шумов считается достигнутым, когда более 98% точек измерения относятся к шумам.

· Динамический диапазон выражается в децибеллах (дБ).

· Усреднение результатов производится в течение 3-х минутного периода.

• Такое значение динамического диапазона рекомендуется также и Bellcore.

Рис. 12.5 Динамический диапазон OTDR

Некоторые производители используют другие методы опреде­ления динамического диапазона OTDR, что делает сравнение этих величин крайне затруднительным:

• RMS ( метод квадратного корня ). Динамический диапазон — разница между экстраполярной точкой рефлектограммы на ближнем конце волокна (взятом на пересечении между экстра­полярной трассой и осью затухания) и действующим значением уровня шумов, определяемым, как квадратный корень пиково­го значения. Разница с IEC 61746 составляет 1,56 дБ.
• Метод обнаружения конца. Динамический диапазон по этому ме­тоду определяется, как разница между точкой, отстоящей на 4% от вершины Френелевского отражения в начале волокна, и дей­ствующим уровнем шумов. Это значение примерно на 12 дБ выше, чем значение в рекомендации IEC 61746.
• Уровень вершины плюс 0,3 дБ. Динамический диапазон — это раз­ница между передним концом отраженной рефлектограммы и вершиной, которая на 0,3 дБ выше пикового уровня шумов.

12.3.2 Мертвая зона

Назначение OTDR — прием и измерение сигналов, отраженных от неоднородностей оптического волокна. Как уже упоминалось выше, фотоприемник в идеале одинаково хорошо должен отображать как низкоуровневые сигналы Релеевского рассеяния, так и всплески об­ратного сигнала, отраженные от границ с резким перепадом коэф­фициента распространения, т. е. результаты Френелевского отраже­ния, мощность которых на несколько порядков выше. На практике изготовление фотоприемника со столь высоким динамическим диа­пазоном невозможно. Поэтому при получении сигнала Френелевс­кого отражения, который более чем в 4000 раз больше сигнала об­ратного рассеяния, фотодиод насыщается. Фотоприемнику требуется определенное время для восстановления своих свойств, и в этот пе­риод становится невозможным выполнение каких-либо измерений. Длина волокна, которая не определяется в момент насыщения фо­топриемника, называется мертвой зоной (рис. 12.6).