OPTIČNI REFLEKTOMETER V ČASOVNEM PROSTORU

OPTIČNI REFLEKTOMETER V ČASOVNEM PROSTORU

UVOD:

Optična vlakna so pogosto več 10 do 100 kilometrov dolga. To pomeni, da če se zveza med 100km oddaljenima krajema prekine, ne vemo kje pride do prekinitve zveze. Vlakna so ponavadi položena pod zemljo kar še bolj oteži naše delo. Obstaja pa zelo praktičen način za iskanje napak v optični povezavi. Meritvam, ki jih izvedemo, da napako najdemo imenujemo reflektometerska meritev. Izvedemo jo tako, da v vlakno usmerimo signal in merimo čez koliko časa se ta vrne. Ker nam je poznana hitrost signala po vlaknu, čas ki smo ga izmerili preprosto prepolovimo in iz tega izračunamo oddaljenost. 
Poslani signal pa se ne odbija samo od konca vlakna, del se ga odbije tudi priu zvarih in konektorjih, ki jih lahko vidimo na spodnji skici:

OTDR je priprava, ki nam omogoča izvedbo reflektometerske meritve. Vsebuje  optičnih impulzov, smerni sklopnik, optični sprejemnik in prikazovalnik rezultata meritve. Edino, kar nas pri OTDR omejuje je domet, saj more signal, ki ga pošlje prepotovati dvakratno razdaljo. Najmočnejši odboj od drugega konca vlakna tako vrne komaj 4% vpadne svetlobe, predvsem zaradi Rayleighovega sipanja. 

Ilustracija vaje:

S pomočjo rayleighovega sipanja, ki je skozi vlakno dokaj konstanto, se da na logaritemski skali zelo jasno odčitati, glede na slabljenje, kje se nahajajo spoji.

NAVODILA VAJE:

Vse laserske diode imajo pozitivni pol napajanja na ohišju, krmilimo laserski oddajnik z negativnimi impulzi z amplitudo okoli ‐1,5V. Na laserski oddajnik hkrati pripeljemo enosmerno napajanje. Enosmerni izvor nastavimo tako, da skozi laser teče tok, ki je le nekoliko nižji od pragovnega toka laserja. S tem se izognemo motečemu šumu laserja. Kot sprejemnik uporabimo PIN‐FET modul, ker ima zadosti veliko ojačenje, da lahko naravnost krmili osciloskop brez dodatnih ojačevalnih stopenj. Merilnik na PIN‐FET modulu se v tej vaji ne odkloni, ker deluje laser le v ozkih impulzih, povprečna moč pa je zelo nizka. Smiselno jakost signalov zato poiščemo na osciloskopu.
Na na osciloskopu tri impulze. Prvi impulz je odboj na konektorjih sklopnika oziroma presluh sklopnika. Drugi impulz je na konektorskem spoju, ki povezuje oba svitka vlakna in je zaradi dobrega sklopa običajno majhen. Če konektorski spoj malo odvijemo, vidimo povečanje drugega impulza na osciloskopu. Tretji impulz pa je odboj na prostem koncu drugega svitka vlakna. Če prosti FC konektor približamo in natančno usmerimo v zrcalo, lahko tudi opazimo povečanje odboja.

MERITVE ,IZRAČUNI in ODGOVORI:

Slika iz osciloskopa:

Dolžino posameznega koluta vlakna, bomo izračunali po formuli s = v*t

Hitrost je enaka hitrosti svetlobe v steklu, torej 3*10^8 / 1,5 = 2*10^8

Izmerili smo čas 6,4 us, kar pomeni da je do konca vlakna svetloba potrebovala 3,2 us.

Pot je torej 3,2 * 10^-6 * 2*10^8 = 620m 

V našem primeru je ločljivost 24,8 m (4%). 

KOMENTAR:

OTDR predstavlja zelo preprosto rešitev za dokaj težaven problem. Čas in trud, ki bi ga porabili za detekcijo napak, če nam OTDR nebi bil na voljo je nepredstavljivo večji kot sedaj. 

Napake v rezultatih, so lahko zgolj posledica napačnega odčitavanja vrednosti.