Telekommunikatsiya texnologiyalari va kasbiy ta’lim” fakulteti

Optik uzatish liniyalarini o’lchashda qo’llaniladigan reflektometrlar va spektro-analizatorlar va ularda o’lchash usullari.



Reja:

1. 
   Optik uzatish liniyalarini o’lchashda qo’llaniladigan reflektometrlar, ularni o’lchash usullari
   
2. 
   Optik uzatish liniyalarini o’lchashda qo’llaniladigan spektr – analiatorlar, ularning qo’llanilishi
   

Optik vaqt domeni reflektori OTDRning to'liq nomi. Optik tolalarni sinov maydonlarida bu optik tolalarni sertifikatlash va tavsiflash uchun ishlatiladigan juda muhim va keng tarqalgan optoelektronik vositadir. Uning ishlash jarayonida optik vaqt domenini aks ettirish moslamasi tolali kabelga bir qator tolali optik impulslarni yuboradi, tolalar signal chiroqlari orqaga sochilib, tolalar bo'ylab joylashgan joylardan qaytariladi. shisha tolali atribut tufayli, tolalar qo'shma nuqtasi yoki tolalar sinishi. Qaytish impulslarining kuchi vaqt funktsiyasi sifatida o'lchanadi va birlashtiriladi va tolalar uzunligi funktsiyasi sifatida chiziladi. Shu tarzda, OTDR optik tolali kabelning uzunligini, optik tolali kabelning umumiy pasayishini aniqlab, sindirish joyini topishi mumkin. Keyingi matnda biz optik vaqt domeni reflektorining ikkita asosiy funktsiyasini tanishtiramiz.
Optik tolali mahsulotlarni sertifikatlashdan tashqari OTDR muammoli tola zavodini ta'mirlashda ham qo'llaniladi. OTDR sizga kabelni o'rnatish, tugatish sifati bo'yicha har qanday tafsilotlarni aniqlashga imkon beradi va tarmoqning ishlashiga xalaqit beradigan nosozlik nuqtasini ajratish uchun zamonaviy diagnostikani taklif qiladi.
OTDR sinov qurilmasi pasayish bir xilligi va pasayish tezligi, segment uzunligi, ulagichlar va qirralarning joylashishi va kiritilishi yo'qolishi va kabelni o'rnatish paytida yuzaga keladigan keskin burilishlar kabi boshqa xususiyatlarni tavsiflaydi. To'g'ri OTDR aniq yo'qotishlarni sertifikatlash, kanal / xarita ko'rinishi, quvvat o'lchagich imkoniyatlari, foydalanish uchun qulay interfeys va aqlli masofadan boshqarish imkoniyatlari kabi ma'lum funktsiyalarga ega bo'lishi kerak.
FOCC kabi optik-tolali sinov vositalarini ishlab chiqaruvchilar, EXFO AXS-100, EXFO AXS-110-12CD, DVP-321 OTDR, EXFO FTB- o'z ichiga olgan optik tolali tarmoqlarni sinab ko'rish va muammolarni hal qilish uchun eng so'nggi optik vaqt domeni aks ettiruvchi seriyasini ta'minlaydi. 200 OTDR va boshqalar. Ularning barchasi tekshirish, tekshirish, sertifikatlash, muammolarni bartaraf etish uchun juda mos keladi.
TDR-410 reflektometrining maqsadi: TDR-410 reflektometri qulay raqamli impuls lokalizatoridir. Elektr, telekommunikatsiya va telefon kabellaridagi zararni aniqlash va lokalizatsiya qilish uchun mo'ljallangan. TDR-410 reflektometri kabelning uzunligini o'lchashga imkon beradi va har qanday simli kabellarda yoki o'tkazgich aloqalarida 0 dan 4000 m gacha bo'lgan masofadagi nosozlikni aniqlaydi.
TDR-410 reflektometrining asosiy xususiyatlari: Zarar etkazadigan joylarni aniqlash: elektr kabellari, telekommunikatsiya va telefon kabellari, koaksiyal kabellar; Ochiq tutashuvni, qisqa tutashuvni, shuningdek qarshilik qiymatining o'zgarishi bilan bog'liq har qanday zararni aniqlash; Zararni grafik aks ettirish va displeydagi qiymatni ko'rsatish bilan zararlanish nuqtasigacha bo'lgan masofani avtomatik hisoblash.
TDR-410 reflektometrining texnik xususiyatlari: Parametr qiymatlari O'lchash diapazoni 7, 15, 30, 60, 120, 250, 500, 1 km, 2 km, 3 km, 4 km O'lchov oralig'ini tanlash bo'yicha qo'llanma yoki avtomatik Kabelning minimal uzunligi 4 m O'lchov aniqligi tanlangan diapazonning 1% * O'lchov o'lchamlari taxminan. Tanlangan diapazonning 1% 4 km gacha bo'lgan masofada shikastlanishni aks ettirish bilan kamida 3 pikselni o'lchash sezgirligi (yadro diametri 0,6 mm bo'lgan mis kabel uchun) To'lqin tezligi yorug'lik tezligining 0% dan 99% gacha 1% qadam bilan sozlanishi 25, 50, 75 va 100 Ohm oralig'ida tanlanadigan kabelning xarakterli impedansi LCD o'lchamlari 128 x 64 piksel Kuchlanishdan himoya qilish 250 V o'zgaruvchan tok Ikki rangli o'zgaruvchan chastotali ohang generatori 810 Hz - 1110 Hz Tekshirish impulsining amplitudasi +5 V ochiq zanjirda, +1.5 V 50 Ohm yukida Zondlash impulsining davomiyligi diapazonga qarab 3 ns dan 3 mk gacha Pulse yuborish chastotasi soniyada 2 marta skanerlash yoki bitta impuls (diapazonning har bir shkalasi uchun) 6 V quvvat manbai (4 AA gidroksidi batareyalar) Saqlash harorati -20 ° C dan + 70 ° C gacha Ish harorati -10 ° C dan + 50 ° C gacha Olchamlari, mm 165 x 90 x 37 Og'irligi, g 350 IP54 muhofazasini himoya qilish * - O'lchash aniqligi sinovdan o'tkazilayotgan simi uchun tarqalish koeffitsientining aniq qiymati o'rnatilishi va bu koeffitsient kabelning butun uzunligi bo'ylab doimiy bo'lishi sharti bilan taxminan +/- 1% ni tashkil qiladi. Nominal o'lchov aniqligini olish uchun, shuningdek, kuzatilgan signal anomaliyasi bo'yicha kursorni to'g'ri joylashtirish kerak.
Reklektometr optik tolaga kuchli optik impuls signal berib, qaytgan va sochilgan orqaga qaytgan signalni o’lchaydi.Optik impuls lazer diodlar yordamida xosil qilinadi. Qaytgan va sochilgan signal quvvatini o’lchash uchun yuqori sezgirlikga ega fotodiodlardan foydalaniladi.

1- rasm. OTDR blok sxemasi.

Optik reflektometr (Optical Time Domain Reflectometers - OTDR) Optik tolali kabellarni xarakteristikalarini, undagi nuqsonlarni kabeldagi signaldagi yo’qotishlarni aniqlash uchun ishlatiladi. Bundan tashqari optik tolaning xar bir qismida foydali signalning so’nish darajasini aniqlashga imkon beradi. Optik impulsning asosiy qismi oldinga xarakatlanadi, lekin optik toladigi mikronuqsonlarda yorug’likning oz qismi turli tomonlarga sochiladi. Sochilgan yorug’likning bir qismi orqa tomonga xam sochiladi va reflektometrga etib keladi. Yorug’likning orqaga qaytgan qismi teskari sochilish deb nomlanadi. Teskari sochilish miqdorini o’lchash orqali, optik tola bo’ylab borayotgan signalning susayishiga olib keladigan nuqsonlarni aniqlaydi. Impls optik tola bo’ylab xarakatlanib borgan sayin signal susayib boradi, bu optik toladagi payvatlash joylardagi, bukilish va boshqa nuqsonlarda sochilish sababli sodir bo’ladi.

Optik reflektometrlar o’lchash natijalarni grafik (reflektogramma) sifatida ko’rsatadi. Bunda qaytgan va sochilgan yorug’likning kabel uzunligiga bog’liqligi ko’rsatiladi. Ko’pchilik reflektometrlar xodisalar xarakteristikalarini va joylashishini jadvalini shakllantiradilar.


2-rasm. OTDR yordamida olingan reflektogramma

Yo’qotishlarni o’lchaydigan oddiy qurilmalardan reflektometrlarning afzalligi shundaki, ular optik toladagi sochilishlar va yo’qotishlar joyini aniqlay oladi. Kabelning xar bir segmentidagi yo’qotishlarni aniqlash imkoniyatiga ega. Buning natijasida yomon segment va payvandlash joyini aniqlashga imkon beradi. Reflektometrning afzalligi va kulayligi, uni kabelning fakat bir tamonidan ulanishidir. Xozirgi paytda reflektometrlar optik tolali tarmoqlarning sifatini nazorat qilish ulardagi nuqsonlarni bartaraf qilish uchun muxim o’rin tutadi.

Spektr analizatori nima? Ushbu mahsulot bilan siz kundalik hayotda hech qachon duch kelmaysiz, bu juda aniq qurilma va juda qimmat. Ushbu maqolada ushbu qurilmalarning umumiy maqsadi va qo'llanilishini ko'rib chiqamiz. Qisqacha aytganda, spektr analizatori amplitudaga javob beradigan chastota-tanlangan voltmetr sifatida tavsiflanadigan qurilma bo'lib, u sinusoidal to'lqinning rms qiymatini ko'rsatish uchun sozlangan. Va bu faqat qisqacha gap, aslida hamma narsa juda murakkab va qiziqarli. 
Spektr analizatori ushbu parametrning to'g'ridan-to'g'ri qiymatini ko'rsatishi mumkin bo'lsa-da, bu qurilma quvvat o'lchaganini ko'rmaydi. Agar sinusoidal to'lqinning o'rtacha va maksimal qiymatini va qarshilik kattaligini bilsak, biz uni quvvat qiymatini ko'rsatishga sozlashimiz mumkin. Raqamli texnologiyalarni rivojlantirish orqali zamonaviy spektr analizatorlari keng imkoniyatlarga ega. 
Ushbu qurilmaning maqsadini tushunish uchun spektr analizatori tomonidan qanday o'lchanganligini ko'rib chiqish kerak. Qurilmaning nomidan spektrni o'lchashga xizmat qilishini tushunishingiz mumkin. Va bu nimani anglatadi? Spektrum - sinusoidal shakldagi to'lqinlar majmuasi bo'lib, u ma'lum birlashuvlar ostida vaqt sohasi bo'yicha ko'rib chiqilayotgan signalni berishi mumkin. Ideal holda, signal bir klassik sinusoidga o'xshaydi. Amalda, spektrli analizator yordamida chastota sohasidagi signal uzatish ikki to'lqindan iborat bo'lib, ikkinchi harmonikani va hokazolarni o'z ichiga olishi mumkin. Vaqt domenida pulsning old qismini va uning pasayishini, shuningdek, signalning emissiya va moylarini o'lchash osondir . Chastotana domenidagi spektr analizatori tomonidan signallarni o'lchash, simsiz aloqa davrlarini loyihalashda zarurdir. Ushbu qurilma yordamida faqat tashqaridan va parazit nurlanish aniqlanishi va keyinchalik yo'q qilinishi mumkin. Yuqorida aytib o'tilganidek, qurilma signalning qo'shimcha harmonikasini aniqlab olish imkonini beradi va radio uzatish asbobidagi ushbu parametr juda katta ahamiyat kasb etadi, chunki qo'shimcha harmoniklar ishg'ol etilgan chastotalarda tushishi va shovqinni keltirib chiqarishi mumkin.
Bundan tashqari, ushbu qurilma tovush spektrining analizatori vazifasini bajaradi. Bu nimani anglatadi? Ba'zida shovqinni oddiy signal sifatida o'lchash kerak. Har qanday qurilma yoki faol o'choq shovqin hosil qiladi. Bunday shovqin koeffitsienti va signal-shovqin nisbati o'lchovlari qurilmaning muhim xarakteristikalari va tizimning umumiy ko'rsatkichi hisoblanadi. 
Spektr analizatori, radio dizaynerlar uchun mo'ljallangan asboblarni tekshirish va disk ruxsati uchun kerak. Bunday qurilmaning narxi juda katta va keng doirada o'zgarib turadi. Masalan, eng oddiy qurilmalardan biri (Rigol DSA815) taxminan 50-60 ming so'm turadi, ammo professional spektrli analizator (Agilent Technologies) uchun 750-800 ming rubl to'lash kerak bo'ladi. Uy stüdyosu uchun radio-amatör bunday qurilma sotib olishning iloji bo'lmasa-da, faqat radioelektronika uskunalarini ishlab chiqarish bilan shug'ullanadigan korxonalar yoki laboratoriyalar uchun zarur.


Optik tola va kabellar, ularning turlari, tavsif va parametrlari. Optik tola bo’ylab yorug’lik yorug’lik nurinig tarqalish qonuniyatlari. Optik tolaning asosiy parametrlarini o’lchash.

Reja:

1. 
   Optik tola va kabellar, ularning turlari, tavsif va parametrlari
   
2. 
   Optik tola bo’ylab yorug’lik yorug’lik nurinig tarqalish qonuniyatlari
   
3. 
   Optik tolaning asosiy parametrlarini o’lchash
   

Optik tolalar shisha yoki plastmassadan tayyorlanadi. Ularning ko'pchiligi taxminan inson sochining diametriga to'g'ri keladi va ular bir necha mil uzunlikda bo'lishi mumkin. Nur tolaning markazi bo'ylab bir uchidan ikkinchisiga uzatiladi va signal berilishi mumkin. Ko'pgina ilovalarda optik tolali tizimlar metall o'tkazgichlardan ustundir. Ularning eng katta afzalligi - tarmoqli kengligi. Yorug'likning to'lqin uzunligi tufayli metall o'tkazgichga qaraganda ancha ko'p ma'lumotni o'z ichiga olgan signalni uzatish mumkin, hatto koaksiyal o'tkazgich ham. Boshqa afzalliklarga quyidagilar kiradi:

• Elektr izolyatsiyasi — Optik tolalitopraklama ulanishi kerak emas. Transmitter ham, qabul qiluvchi ham bir-biridan ajratilgan va shuning uchun tuproqli pastadir muammolari yo'q. Bundan tashqari, uchqun yoki elektr toki urishi xavfi yo'q.

• EMIdan ozodlik — Optik tolalar elektromagnit parazitlardan (EMI) immunitetga ega va ular boshqa shovqinlarni keltirib chiqaradigan nurlanishni o'zlari chiqarmaydi.

• Kam quvvat yo'qotilishi - bu kabelning uzoqroq ishlashiga va kamroq takroriy kuchaytirgichlarga ruxsat beradi.

• Engilroq va kichikroq — tolalar ekvivalent signal o'tkazuvchanligiga ega bo'lgan metall o'tkazgichlarga qaraganda kamroq og'irlikka ega va kamroq joy talab qiladi.

Mis sim taxminan 13 marta og'irroq. Elyafni o'rnatish ham osonroq va kanal uchun kamroq joy talab qiladi.

Optik tolalarni qo'llashning asosiy sohalaridan ba'zilari:

• Aloqa — Ovoz, maʼlumot va video uzatish optik tolali qurilmalarning eng keng tarqalgan qoʻllanilishi boʻlib, ularga quyidagilar kiradi:

– Telekommunikatsiya
– Mahalliy tarmoqlar (LAN)
– Sanoat boshqaruv tizimlari
– Avion tizimlar
– Harbiy qoʻmondonlik, boshqaruv va aloqa tizimlari
Optik tola uchta asosiy konsentrik elementdan iborat: yadro, qoplama va tashqi qoplama (1-rasm).

1-rasm. Optik tolali aloqa kabel


Yadro odatda shisha yoki plastmassadan tayyorlanadi, ammo ba'zida istalgan uzatish spektriga qarab boshqa materiallar ishlatiladi. Yadro tolaning yorug'lik o'tkazuvchi qismidir. Qoplama odatda yadro bilan bir xil materialdan tayyorlanadi, ammo sinishi biroz pastroq (odatda taxminan 1% pastroq). Ushbu indeks farqi tolaning uzunligi bo'ylab indeks chegarasida umumiy ichki aks ettirishga olib keladi, shunda yorug'lik tola bo'ylab o'tadi va yon devorlardan o'tib ketmaydi.
Qoplama odatda tolani jismoniy muhitdan himoya qilish uchun plastik materialning bir yoki bir nechta qatlamini o'z ichiga oladi. Ba'zida qo'shimcha jismoniy himoya qilish uchun qoplamaga metall qoplamalar qo'shiladi. Optik tolalar odatda yadro, qoplama va qoplamaning tashqi diametri sifatida berilgan o'lchamlari bilan belgilanadi. Masalan, 62,5/125/250 62,5 mkm diamli yadroli, 125 mkm diametrli qoplamali va 0,25 mm diametrli tashqi qoplamali tolaga ishora qiladi.
Optik tola - bu odatda plastik yoki shishadan yasalgan uzun tola bilan birga harakatlanadigan yorug'lik impulslari yordamida ma'lumotlarni uzatish bilan bog'liq texnologiya. Metall simlar optik tolali aloqada uzatish uchun afzallik beriladi, chunki signallar kamroq zarar bilan tarqaladi. Optik tolalar ham elektromagnit parazitlardan ta'sirlanmaydi. Optik tolali kabel yorug'likning umumiy ichki aksini qo'llashdan foydalanadi. Elyaflar shunday ishlab chiqilganki, ular quvvat talabiga va uzatish masofasiga qarab optik tola bilan birga yorug'likning tarqalishini osonlashtiradi. Bir rejimli tola uzoq masofalarga uzatish uchun ishlatiladi, ko'p rejimli tola esa qisqa masofalar uchun ishlatiladi. Ushbu tolalarning tashqi qoplamasi metall simlarga qaraganda yaxshiroq himoyaga muhtoj. Optik tolalarning turlari sinishi indeksiga , ishlatiladigan materiallarga va yorug'likning tarqalish usuliga bog'liq.
Sinishi indeksiga ko'ra tasniflash quyidagicha:

• 
  Bosqich ko'rsatkichi tolalari: U qoplama bilan o'ralgan yadrodan iborat bo'lib, u yagona sinishi indeksiga ega.
  
• 
  Graded indeksli tolalar: optik tolaning sinishi indeksi tolalar o'qidan radial masofa ortishi bilan kamayadi.
  

Amaldagi materiallarga qarab tasniflash quyidagicha:

• 
  Plastik optik tolalar: polimetilmetakrilat yorug'likni uzatish uchun asosiy material sifatida ishlatiladi.
  
• 
  Shisha tolalar: U juda nozik shisha tolalardan iborat.
  

Yorug'likning tarqalish usuliga qarab tasniflash quyidagicha:

• 
  Yagona rejimli tolalar: Bu tolalar signallarni uzoq masofalarga uzatish uchun ishlatiladi.
  
• 
  Ko'p rejimli tolalar: Bu tolalar signallarni qisqa masofaga uzatish uchun ishlatiladi.
  

Yadroning tarqalish usuli va sinishi ko'rsatkichi to'rt turdagi optik tolalarni quyidagi tarzda birlashtirish uchun ishlatiladi:

• 
  Bosqichli indeks-bir rejimli tolalar
  
• 
  Baholangan indeks - Yagona rejimli tolalar
  
• 
  Bosqich indeksi - Ko'p rejimli tolalar
  
• 
  Baholangan indeks - Ko'p rejimli tolalar
  

Optik tola to'liq ichki aks ettirish printsipi asosida ishlaydi. Yorug'lik nurlari katta hajmdagi ma'lumotlarni uzatish uchun ishlatilishi mumkin, ammo bu erda muammo bor - yorug'lik nurlari to'g'ri chiziqlar bo'ylab tarqaladi. Shunday qilib, bizda hech qanday egilishsiz uzun tekis sim bo'lmasa, bu afzallikdan foydalanish juda zerikarli bo'ladi. Buning o'rniga, optik kabellar shunday yaratilganki, ular barcha yorug'lik nurlarini ichkariga egadi (TIR yordamida). Yorug'lik nurlari doimiy ravishda tarqalib, optik tolali devorlardan sakrab o'tadi va ma'lumotlarni uchidan uchiga uzatadi. Yorug'lik signallari ishlatiladigan materialning tozaligiga qarab, progressiv masofalarda yomonlashsa ham, metall kabellardan foydalanishga qaraganda yo'qotish ancha past bo'ladi. Optik tolali relay tizimi quyidagi komponentlardan iborat:

• 
  Transmitter - U yorug'lik signallarini ishlab chiqaradi va ularni uzatish uchun moslash uchun kodlaydi.
  
• 
  Optik tola - yorug'lik impulsini (signal) uzatish uchun vosita.
  
• 
  Optik qabul qiluvchi - u uzatilgan yorug'lik impulsini (signal) qabul qiladi va foydalanishga yaroqli bo'lishi uchun ularni dekodlaydi.
  
• 
  Optik regenerator - uzoq masofalarga ma'lumotlarni uzatish uchun zarur.
  

Optik tolali aloqaning afzalliklari

• 
  Iqtisodiy va tejamkor
  
• 
  Yupqa va yonmaydigan
  
• 
  Kamroq quvvat sarfi
  
• 
  Signalning kamayishi
  
• 
  Moslashuvchan va yengil