Файл: Отчет по лабораторной работе 2 Методы измерения вносимого затухания в оптических волокнах.docx
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 71
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Отчет по лабораторной работе №2
Методы измерения вносимого затухания в оптических волокнах
Выполнили:
Николаев А.
Пономарев Н.
Терентьев И.
ИКТЗ -15
Схемы
Схема измерения уровня выходного оптического сигнала излучателя
Схема измерения затухания в катушке с волокном методом разности уровней
Схема измерения затухания в катушке с волокном методом замещения при помощи аттенюатора
Выполнение работы
| Коммутация разъема, соединяющего ИИ с ОВ | |||||
| № коммутации | Мощность Р, мкВт, при , нм | Уровень Y, дБм, при , нм | |||
| = 1310 нм | = 1550 нм | = 1310 нм | = 1550 нм | ||
| 1 | 145,37 | 139,7 | -8,51 | -8,34 | |
| 2 | 145,41 | 137,89 | -8,58 | -8,33 | |
| 3 | 146,33 | 137,57 | -8,59 | -8,32 | |
| 4 | 146,55 | 138,27 | -8,56 | -8,31 | |
| 5 | 146,78 | 137,85 | -8,58 | -8,30 | |
| Среднее значение | 146,088 | 138,256 | -8,564 | -8,32 | |
| СКО | 0,656902 | 0,844796 | 0,032094 | 0,015811 | |
| СКО среднего значения | 0,293775 | 0,377804 | 0,014353 | 0,007071 | |
| Коммутация разъема, соединяющего ОВ с ПИ | |||||
| № коммутации | Мощность Р, мкВт, при , нм | Уровень Y, дБм, при , нм | |||
| 1310 | 1550 | 1310 | 1550 | ||
| 1 | 144,31 | 138,02 | -8,37 | -8,57 | |
| 2 | 144,39 | 137,85 | -8,37 | -8,58 | |
| 3 | 144,25 | 137,73 | -8,37 | -8,58 | |
| 4 | 144,22 | 137,86 | -8,38 | -8,58 | |
| 5 | 144,54 | 137,93 | -8,37 | -8,57 | |
| Среднее значение | 144,342 | 137,878 | -8,372 | -8,576 | |
| СКО | 0,128335 | 0,107098 | 0,004472 | 0,005477 | |
| СКО среднего значения | 0,057393 | 0,047896 | 0,002 | 0,002449 | |
| Первое оптическое волокно L1 = 95 км. | |||||||||||
| № коммутации | Y0, дБм, при , нм | Y1, дБм, при , нм | a, дБ, при , нм | α, дБ/км, при , нм | |||||||
| 1310 | 1550 | 1310 | 1550 | 1310 | 1550 | 1310 | 1550 | ||||
| 1 | -8,34 | -8,51 | -42,16 | -28,02 | 33,82 | 19,51 | 0,356 | 0,205368 | |||
| 2 | -8,33 | -8,58 | -42,13 | -28,04 | 33,8 | 19,46 | 0,355789 | 0,204842 | |||
| 3 | -8,32 | -8,59 | -42,12 | -28,03 | 33,8 | 19,44 | 0,355789 | 0,204632 | |||
| 4 | -8,31 | -8,56 | -42,13 | -28,02 | 33,82 | 19,46 | 0,356 | 0,204842 | |||
| 5 | -8,30 | -8,58 | -42,09 | -28,04 | 33,79 | 19,46 | 0,355684 | 0,204842 | |||
| Среднее значение | -8,32 | -8,564 | -42,126 | -28,03 | 33,806 | 19,466 | 0,355853 | 0,204905 | |||
| СКО | 0,015811 | 0,032094 | 0,0251 | 0,01 | 0,013416 | 0,026077 | 0,000141225 | 0,000274493 | |||
| СКО среднего значения | 0,007071 | 0,014353 | 0,011225 | 0,004472 | 0,006 | 0,011662 | 0,000063157 | 0,000122757 | |||
| Второе оптическое волокно α = 76,09 / 76,51 дБ/км (при λ = 1310/1550 нм) | |||||||||||
| № коммутации | Y0, дБм, при , нм | Y1, дБм, при , нм | a, дБ, при , нм | α, дБ/км, при , нм | |||||||
| 1310 | 1550 | 1310 | 1550 | 1310 | 1550 | 1310 | 1550 | ||||
| 1 | -8,34 | -8,51 | -35,4 | -24,18 | 27,06 | 15,67 | 0,356 | 0,205368 | |||
| 2 | -8,33 | -8,58 | -35,44 | -24,27 | 27,11 | 15,69 | 0,355789 | 0,204842 | |||
| 3 | -8,32 | -8,59 | -35,37 | -24,26 | 27,05 | 15,67 | 0,355789 | 0,204632 | |||
| 4 | -8,31 | -8,56 | -35,42 | -24,26 | 27,11 | 15,7 | 0,356 | 0,204842 | |||
| 5 | -8,3 | -8,58 | -35,37 | -24,24 | 27,07 | 15,66 | 0,355684 | 0,204842 | |||
| Среднее значение | -8,32 | -8,564 | -35,4 | -24,242 | 27,08 | 15,678 | 0,355853 | 0,204905 | |||
| СКО | 0,015811 | 0,032094 | 0,03082207 | 0,036331804 | 0,028284 | 0,016432 | 0,000141 | 0,000274 | |||
| СКО среднего значения | 0,007071 | 0,014353 | 0,013784049 | 0,016248077 | 0,012649 | 0,007348 | 0,000063157 | 0,000123 | |||
| № волокна | Y1, дБм, при , нм | a, дБ, при , нм | α, дБ/км, при , нм | |||
| 1310 | 1550 | 1310 | 1550 | 1310 | 1550 | |
| 1 | -42,12 | -28,03 | 33,3 | 19,25 | 0,437 | 0,251 |
| 2 | -35,41 | -24,21 | 26,7 | 15,5 | 0,35 | 0,202587 |
| Длина волны, нм | Y0, дБм | Ymax, дБм | Ymin, дБм | Amin , дБ | Amaxizm , дБ | Aminizm, дБ | Amax, дБ |
| 1310 | -8,34 | -11,75 | -68,72 | 3,0 | 60 | 3,41 | 60,38 |
| 1550 | -8,54 | -11,94 | -68,89 | 3,20 | 60,15 | 3,4 | 60,35 |
Ответы на контрольные вопросы
1. Источник излучения генерирует электромагнитную волну определенной частоты и мощности. Его основная функция - передача сигнала на определенное расстояние.) Позволяет на одном оптическом выходе иметь излучение с длинами волн =1310 и 1550 нм. Кроме того, возможен режим поочередного переключения длины волны ИИ с =1310 на 1550 нм и обратно. Излучение ИИ может быть непрерывным (частота модуляции f = 0 Гц) с постоянной мощностью или модулированным с частотами f = 270, 1000 или 2000 Гц.
На передней панели ИИ находятся 6 клавиш:
1к – включение/ выключение питания;
2к – включение длины волны ч = 1310 нм;
3к – включение длины волны ч=1550 нм;
4к – выбор частоты модуляции f = 0, 270, 1000 или 2000 Гц;
5к – включение режима поочередного переключения длин волн ИИ с
ч = 1310 на 1550 нм и обратно;
6к – включение режима передачи информации об установленной длине волны ИИ.
Нажатие клавиш производится щелчком мыши на выбранной клавише.
На передней панели ИИ находятся 9 светодиодных индикаторов:
1и – индикатор включения прибора на постоянную работу (режим экономии электроэнергии отключен);
2и – два индикатора, показывающих, какой источник включен;
3и – четыре индикатора частоты модуляции источника;
4и – индикатор режима поочередного переключения длин волн ИИ с Ч =1310 на 1550 нм и обратно;
5и – индикатор включения режима передачи информации об установленной длине волны ИИ.
2. Приемник оптического излучения позволяет проводить измерения:
- уровня мощности оптического излучения, дБм;
- мощности оптического излучения, мкВт;
- затухания в волоконнооптическом тракте и в пассивных компонентах волоконнооптических линий связи, дБ.
Результат измерения в мкВт пропорционален величине постоянного
напряжения Uf поступающего на вход АЦП:
где Sλ – токовая чувствительность фотодиода. В связи с тем, что чувствительность всех квантовых фотоприемников, в том числе и p-i-nфотодиодов, сильно зависит от длины волны излучения для исключения этой погрешности необходимо выполнить условие Sλ·Kλ = const для любой длины волны λ измеряемого излучения.
3. Оптический аттенюатор предназначен для внесения в волоконно-оптический тракт на данной длине волны известного регулируемого затухания от a = 3 до 60 дБ с разрешающей способностью dа = 0,05 дБ. Воспроизводимость установленной величины затухания +-0,1 дБ. Максимальный входной уровень ОА, при котором сохраняются параметры ОА, составляет +20 дБм (100 мВт). Затухание устанавливается при помощи вращающейся рукоятки 1, которая позволяет изменять затухания в указанных пределах за 20 оборотов.
4. Измерение методом разности уровней:
- Соединяются ИИ с ПИ коротким оптическим патчкордом. Производятся многократные измерения уровней выходной оптической мощности излучателей ПИ Y0 на двух длинах волн в дБм при отключении и повторном подключении патчкорда к разъему ИИ. Результаты измерений записываются.
- Соединяются ИИ с ПИ первым измеряемым оптическим волокном
- Производятся многократные измерения уровней выходной оптической мощности излучателей ПИ Y1 на двух длинах волн в дБм при отключении и повторном подключении патчкорда к разъему ИИ. Результаты измерений записываются.
- Рассчитывается затухание первого оптического волокна а и коэффициент затухания a
- Соедините ИИ с ПИ вторым измеряемым оптическим волокном
- Производятся многократные измерения уровней выходной оптической мощности излучателей ПИ на двух длинах волн в дБм при отключении и повторном подключении патчкорда к разъему ИИ.
- Рассчитывается затухание a по и длину второго оптического волокна L2.
Метод замещения:
- Соединить ИИ с ПИ первым оптическим волокном.
- Измерить уровень выходящей из первого волокна оптической
мощности на двух длинах волн.
- Вместо первого волокна подключить короткими патчкордами ОА
(команда «соединить двумя поводками через аттенюатор») и, изменяя его
затухание, добейтесь таких же показаний ПИ, которые были получены в п. 2 для двух длин волн.
Метод сравнения уровней основан на сравнении уровней мощности на различных участках оптической линии, в то время как метод замещения заключается в замене определенных участков линии на аттенюаторы и измерении изменения уровня мощности, что позволяет рассчитать коэффициент затухания и длину оптических волокон. Метод замещения более точен, но требует тщательной настройки аттенюаторов и может быть более сложным в использовании. Метод сравнения уровней проще в использовании, но может быть менее точным, особенно при наличии шумов и других искажающих факторов.
5. Для выполнения многократных измерений вносимого затухания в оптических волокнах используется несколько методов, включая метод сравнения уровней, метод замещения и метод разности уровней.
Для метода сравнения уровней соединяют ИИ с ПИ коротким оптическим патчкордом и производят многократные измерения уровней выходной оптической мощности излучателей ПИ на двух длинах волн. Затем ИИ соединяют с ПИ первым измеряемым оптическим волокном и снова производят многократные измерения уровней выходной оптической мощности на двух длинах волн. По полученным данным рассчитывают коэффициент затухания первого оптического волокна и затухания второго оптического волокна, а также его длину.
Для метода замещения необходимо измерить уровень выходящей из первого волокна оптической мощности на двух длинах волн, затем подключить короткими патчкордами ОА и изменяя его затухание, добиться таких же показаний ПИ, которые были получены на первом этапе. По полученным данным рассчитывается коэффициент затухания и длина оптического волокна.