Измерительные приборы для волоконной оптики

Тестирование оптических волокон, а также различных оптоволоконных компонентов является неотъемлемой частью их обслуживания и гарантирует эффективность работы. Самый распространенный вид тестирования оптоволоконных компонентов – измерение оптических потерь с помощью приборов, широкий перечень которых приведен на нашем сайте. Для более детальной диагностики используются оптические рефлектометры, позволяющие обнаружить положение дефекта в волокне с пространственным разрешением до 10 мкм, измерители параметров поляризации, способные определять не только состояние поляризации излучения, но и коэффициент затухания поляризации, а также измерять поляризационные потери и дисперсию, и другие устройства.

Измерительное и тестовое оборудование

Правильные установка и юстировка оптического кабеля и волоконно-оптических устройств лишь первая ступень для их эффективной работы. Не менее важным является и дальнейшее обслуживание. Тестирование волоконных устройств включает в себя проведение определенных измерений, перечень которых напрямую зависит от параметров устройства, его расположения, а также выполняемых работ.

Виды тестирования

Существуют три основных вида тестов, которые обычно используются для тестирования волоконно-оптических устройств. Они варьируются от очень простых до достаточно сложных в исполнении. В порядке возрастания сложности выполнения они подразделяются на:

• «Просветка»

Является самым базовым тестом. Она просто проверяет, может ли кабель или устройство передать какой бы то ни было сигнал из одного конца в другой. Данный тест не показывает, сколько света теряется, и не может определить местоположение возможных неисправностей. Для выполнения теста необходимо просто отсоединить оба конца устройства от любого оборудования и «просветить» фонариком или другим видимым источником света. Если устройство способно передавать сигнал, будет видна маленькая точка света в центре разъема с другой стороны. Если ее нет, то где-то есть разрыв.

• Измерение затухания (Потерь)

Является следующим по сложности после «просветки». Этот тест показывает точно, сколько света теряется внутри волоконно-оптического устройства. Для этого требуются источник света, измеритель оптической мощности и «эталонный» кабель.

Измерение затухания представляет собой пропускания света известной интенсивности через устройство, и точное измерение интенсивности на выходе. Разница и будет потерями или ослаблением.

Основные этапы:

• Проверьте наличие измерителя оптической мощности и источника света.
• Очистите коннекторы.
• Используя пару коротких кабелей с известным затуханием («эталонные кабели»), соединенных вместе, подключите измеритель оптической мощности к источнику света.
• Зафиксируйте уровень мощности, указанный на измерителе оптической мощности. Это число является «эталонным» значением передачи.
• Подсоедините устройство, которое вы хотите проверить, между двумя эталонными кабелями. Зафиксируйте значение на измерителе оптической мощности.
• Вычтите «эталонное» значение передачи, определенное в п.2 из значения на измерителе оптической мощности. Полученное значение и есть вносимое ослабление. 

Информация, полученная с помощью этого измерения, может быть полезна при устранении проблем с парой волоконно-оптических устройств, которые не могут получить сигнал друг от друга, но волокно проходит тест на «просветку». Каждое волоконно-оптические устройств, как правило, содержит в своем руководстве пользователя уровень передачи и минимальный уровень приема сигнала. Если взять уровень передачи устройства на одном конце кабеля и вычесть из него потери вносимые устройством или кабелем, то в результате получится уровень сигнала на приемнике. Этот уровень должен быть больше или равен чувствительности приемного устройства.

Для упрощения проведения этого измерения существуют более сложное оборудование, которое сразу настроено так, чтобы определять вносимые потери измеряемого кабеля или оптоволоконного устройства без использования «эталонного» кабеля и, соответственно, сокращая время на данный вид тестирования.

• Измерение с помощью оптического рефлектометра

Является наиболее сложным измерительным оборудованием волоконно-оптических устройств. Рефлектометр - это прибор, которое посылает короткий импульс (обычно 1 нс) в кабель и измеряет, какая часть этой энергии отражается обратно. Рефлектометр отображает результат измерений относительно количества времени, прошедшего с момента испускания импульса и до получения любых отражений.

Информация, полученная с помощью этого измерения, может быть использована в устранении проблем в длинных волоконно-оптический кабелях, поскольку оно не только показывает сколько кабель вносит ошибок, но и где находится их причина.

В настоящее время, рефлектометры имеют пространственное разрешение порядка 10 мкм, что позволяет с большой точностью определять положение дефекта кабеля, а их высокая чувствительность дает возможность выявить даже самые незначительные места потерь. Помимо этого, существуют рефлектометры с мультиплексированием с частотным разделением каналов, что позволяет в 10-40 раз увеличить скорость сбора данных по сравнению с обычными рефлектометрами. 

Для многих применений помимо данных о пропускании и потерях внутри оптического кабеля или оптоволоконных устройств важны и их поляризационные параметры. Для получения этой информации используется целый класс оборудования – измерители поляризации. Они позволяют проводить спектр различных измерений: 

• Состояние поляризации;
• Коэффициент затухания поляризации;
• Поляризационные потери;
• Поляризационная дисперсия;
• Перекрестные поляризационные помехи;
• Создание поляризационных эффектов для проверки влияния на них тестируемых устройств.

Кроме того, некоторые анализаторы поляризации способны раскладывать состояние поляризации входного светового пучка на параметры Стокса и по ним проводить контроль сохранения поляризации.

Для удобства проведения тестирования и измерений параметров оптоволоконных устройств и компонентов в последнее время стало появляться оборудование, которое объединяет в себя, полностью или частично, приведенные выше виды тестирования. Например, оптические векторные анализаторы предназначены для измерения всех параметров одномодовых волоконно-оптических компонентов:

• Вносимые потери;
• Обратные потери;
• Потери от поляризации;
• Хроматическая дисперсия;
• Импульсная характеристика.

Это позволяет составлять комплексную характеристику тестируемого устройства.

Компания «Специальные Системы. Фотоника» является специализированным поставщиком волоконно-оптических рефлектометров, векторных анализаторов, датчиков и систем мониторинга, измерителей оптических потерь, мощности и параметров поляризации, а также другого измерительного и тестового оборудования от ведущих производителей, таких как General Photonics, Luna, FiberPro и др.