Принцип работы ОТДР

Работа ОТДР напоминает работу радара. Он посылает короткие световые импульсы и измеряет время, требуемое для получения отражённого сигнала. В случае радара, это может быть импульс, отражённый от корабля или самолёта. В нашем случае ОТДР излучает световой импульс, который распространяется вдоль волокна до тех пор, пока не встретит какое-то препятствие. Возвращённый сигнал состоит из обратно рассеянного света вдоль волокна и света, отражённого от дефектов волокна. ОТДР представляет результаты измерений в форме следа (графика) затухания на дисплее.

Оптический рефлектометр использует эффект Рэлеевского рассеивания и отражения Френеля для измерения характеристик оптического волокна. Путем подачи импульса света по волокну, измерения времени прохождения («time domain» в ОТДР) и силы отражения («reflectometer» в ОТДР) в точках внутри волокна он вычерчивает траекторию характеристик («trace») расстояния по отношению к уровню отраженного сигнала на дисплее.

Траектория может быть сразу же проанализирована, напечатана для анализа в будущем. Обученный оператор может точно определить, где находится другой конец волокна, местонахождение и потери на сварке, потери всего волокна.

При прохождении по материалу (такому, как оптическое волокно) свет сталкивается с материалом другой плотности (таким, как воздух), некоторая часть света до 4% отражается обратно, в сторону источника света, в то время как остальная часть света проходит дальше. Такие изменения в плотности встречаются на концах волокон, на обрывах волокон и (иногда) в местах сварки.

Отражение зависит от величины изменения в плотности материала, характеристикой которого является коэффициент преломления, чем больше коэффициент преломления, тем выше плотность, и угла, под которым свет ударяется о границу между двумя средами. Волокно, отражающее свет, оставляет впечатление среды с откликом в виде прямой линии с постоянным наклоном. Прямая линия представляет обратное рассеяние от неоднородностей волокна. Вдоль следа наблюдаются ступеньки. Ступенька – это мгновенное изменение мощности. Большинство из этих ступенек, видимые вдоль следа ОТДР, представляют сварные сростки. Ступенька также может быть результатом света, отражённого от микроизгиба волокна.

Поскольку исходный импульс становится слабее при прохождении по волокну (в силу Рэлеевского рассеивания, вызывающего потери), возвращенный уровень обратного рассеивания также становится слабее с удалением от ОТДР. Поэтому данные обычно имеют уровни, уменьшающиеся от начала к концу. Но в случае отражения, уровень мощности резко идет вверх до максимального уровня в соответствующей точке данных до этого места, а именно, над уровнем обратного рассеивания, прямо перед ним.

Первая точка данных (рисунок 4.2) высвечивается с левого конца кривой, как начальная точка волокна. Ее вертикальная позиция основана на уровне мощности возвращенного сигнала: чем выше мощность, тем выше расположение кривой на экране. Следующие точки данных размещаются правее. В результате кривая вычерчивается в виде наклонной линии, идущей с верхнего левого угла по направлению к нижнему правому. Наклон линии по­казывает значение потерь на единицу длины (дБ/км). Резкие наклоны означают большее значение километрического затухания. Точки данных, относящиеся к уровню обратного рассеивания, составляют линию. Отражение выглядит в виде резкого подъема над уровнем обратного рассеивания. Внезапный скачок подъема или спуска уровня обратного рассеивания показывает «точку потерь», что говорит либо о месте сварки, либо о точке механического воздействия на волокно, в которой свет выходит наружу.

Оператор может работать с курсорами на экране для выбора любой точки данных на траектории волокна. Когда курсор находится на какой-либо точке данных, на экране высвечивается расстояние до этой точки. ОТДР с двумя курсорами покажет расстояние до каждого курсора и разницу в уровне обратного рассеивания между ними. Результаты измерений выводятся на дисплей.

Дата добавления: 2015-07-11