|
Измерение распределения потерь
Рис. 14. Результаты бриллюэновского анализа с помощью торцевого отражения с использованием импульса накачки с линейной разверткой частоты
Наконец, мы провели измерение распределения потерь на FUT с 8-разветвленным PON с использованием предложенной схемы, в которой FUT состоял из различных BFS волокон. На рис. 13 показана конфигурация FUT, где черные и красные секции обозначают волокна ITU-T G. 652.D и G. 657.A, изготовленные различными производителями, которые широко используются в развернутых PON. Таким образом, BFS на ветвях №2, №4, №6 и №8 изменялись в пределах 100 МГц. Длина магистрального волокна составляла 1020 м. Длина ответвлений волокна составляла 900 м (#1), 970 м (#2), 1000 м (#3), 1020 м (#4), 1025 м (#5), 1070 м (#6), 1080 м (#7) и 1100 м (#8). Таким образом, минимальная разница в длине составила 5 м, что соответствует требуемой ширине импульса зонда Δτs ≤ 50 нс. Отличительные потери были добавлены к магистральному волокну (7 дБ), ветви №1 (3,5 дБ) на расстоянии 550 м, №2 (1 дБ) на расстоянии 200 и 450 м и №5 (2 дБ) на расстоянии 600 м от разветвителя. Максимальные потери в 23 дБ были получены на ответвлении №1 и включали потери магистрального волокна и разветвителя. На всех концах ветвей были установлены отражатели с возвратными потерями около 1 дБ. Таким образом, для измерения требовался динамический диапазон ∼24 дБ. Полоса пропускания и скорость развертки были установлены на 500 МГц и 2,0 PHz/s, соответственно, поэтому длительность импульса накачки составляла 250 нс. Пиковая мощность импульсов зондирования и накачки составляла 15 дБм на входном конце магистрального волокна. Отраженный зондирующий импульс был обнаружен и затем усреднен 30000 раз. Интервал дискретизации составлял 10 м. Общее время измерения составило 270 секунд.
На рис. 14 показано измеренное распределение потерь 8-разветвленного PON. Видно, что индивидуальные распределения потерь для каждой ветви были получены одновременно. Также мы подтвердили, что можем успешно компенсировать вариации профилей усиления Бриллюэна в FUT. Было достигнуто пространственное разрешение лучше 10 м.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Мы предложили и продемонстрировали метод измерения на основе Бриллюэна для полной визуализации развернутых PON, используя ERA-BOTDA с импульсом накачки с переключением частоты. Предложенная схема позволяет проводить измерения независимо от распределения профиля усиления вдоль кабелей. Мы реализовали повышенную чувствительность по сравнению с традиционным FSAV и пространственную производительность, контролируемую скоростью развертки, которую мы выявили путем анализа переходной динамики интенсивности акустической волны во время взаимодействия Бриллюэна. Эксперименты с практической реализацией показали, что предложенная методика может быть использована для обслуживания и определения характеристик развернутых PONs.
ССЫЛКИ
K. Tanaka, M. Tateda, and Y. Inoue, “Measuring the individual attenuation distribution of passive branched optical networks,” IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 8, no. 7, pp. 915–917, Jul. 1996.
N. Honda, D. Iida, H. Izumita, and Y. Azuma, “In-service line monitoring system in PONs using 1650-nm Brillouin OTDR and fibers with individ- ually assigned BFSs,” J. Lightw. Technol., vol. 27, no. 20, pp. 4575–4582, Oct. 2009.
H. Takahashi, X. Fan, Y. Koshikiya, and F. Ito, “Individual fault location in PON using pulsed pump-probe Brillouin analysis,” Elect. Lett., vol. 47, no. 25, 1384–1385, 2011.
H. Takahashi, F. Ito, C. Kito, and K. Toge, “Individual loss distribution measurement in 32-branched PON using pulsed pump-probe Brillouin analysis,” Opt. Express, 21, no. 6, 6739–6748, 2013.
ITU, “Optical fibre cable maintenance criteria for in-service fibre testing in access networks,” ITU-T Recommendation L.313/L.66, 2007.
ITU, “Optical fibre maintenance depending on topologies of access net- works,” ITU-T Recommendation L.310, 2016.
T. Horiguchi and M. Tateda, “BOTDA-nondestructive measurement of single-mode optical fiber attenuation characteristics using Brillouin in- teraction: Theory,” J. Lightw. Technol., vol. 7, no. 8, pp. 1170–1176, Aug. 1989.
T. Horiguchi, T. Kurashima, and M. Tateda, “A technique to measure distributed strain in optical fibers,” IEEE Photon. Technol. Lett. vol. 2, no. 5, pp. 352–354, May 1990.
X. Bao, D. J. Webb, and D. A. Jackson, “22-km distributed temperature sensor using Brillouin gain in an optical fiber,” Opt. Lett., vol. 18, no. 7, pp. 552–554, 1993.
C. Kito, H. Takahashi, K. Toge, S. Ohno, and T. Manabe, “Field measure- ment of PON branches with end-reflection assisted Brillouin analysis,” J. Lightw. Technol., vol. 34, no. 19, pp. 4454–4459, Oct. 2016.
H. Takahashi, K. Toge, and F. Ito, “Connection loss measurement by bi- directional end-reflectionassisted Brillouin analysis,” J. Lightw. Technol., vol. 32, no. 21, pp. 4204–4208, Nov. 2014.
H. Takahashi, C. Kito, K. Toge, and T. Manabe, “Centralized measurement of actual splice loss for installed optical fiber cable networks using end- reflection-assisted Brillouin analysis,” in Proc. of the 63rd Int. Wire Cable Symp. Conf., 2014, pp. 87–91.
H. Takahashi, K. Toge, C. Kito, and T. Manabe, “Brillouin-based PON monitoring using frequency-swept pump pulse for gain profile distribution compensation along cables,” in Proc. 2015 Eur. Conf. Opt. Commun., 2015, Paper Tu.1.5.5.
G. P. Agrawal, Nonlinear Fiber Optics, 4th ed. Berlin, Germany: Springer- Verlag, 2007.
M. Nikle`s, L. The´venaz, and P. Robert, “Brillouin gain spectrum char- acterization in single-mode optical fibers,” J. Lightw. Technol., vol. 15, no. 10, pp. 1842–1851, Oct. 1997.
K. Kishida, C.-H. Li, J. P. Or, H. Li, and Z. D. Duan, Eds., “Pulse pre- pump-BOTDA technology for new generation of distributed strain mea- suring system,” in Structural Health Monitoring and Intelligent Infras- tructure, vol. 1. London, U.K.: Taylor & Francis, 2006, pp. 471–477.
S. M. Foaleng, M. Tur, J.-C. Beugnot, and L. The´venaz, “High spatial and spectral resolution long-range sensing using Brillouin echoes,” J. Lightw. Technol., vol. 28, no. 20, pp. 2993–3003, Oct. 2010.
L. The´venaz and S. M. Foaleng, “Distributed fiber sensing using Bril- louin echoes,” in Proc. 19th Int. Conf. Opt. Fiber Sensors, 2008, pp. 70043N–70044.
K. Shimizu, T. Horiguchi, and Y. Koyamada, “Measurement of Rayleigh backscattering in single-mode fibers based on coherent OFDR employing a DFB laser diode,” IEEE Trans. Photon. Technol. Lett., vol. 3, no. 11, 1039–1041, Nov. 1991.
Do'stlaringiz bilan baham: |
