Оптический рефлектометр

Представлена полезная модель, содержащая формирователь импульсов ФИ, полупроводниковый источник оптического излучения ИОИ, например, лазер, фотоприемник Ф, выход которого связан со входом усилителя У, оптический разветвитель ОР, вход/выход которого оптически связан с выходным оптическим соединителем ОС рефлектометра, второй выход оптического разветвителя ОР связан с оптическим входом дополнительного фотоприемника ДФ, оптический преобразователь ОП, первый вход которого подключен к выходу формирователя импульсов ФИ, а второй вход соединен с выходом источника оптического излучения ИОИ, выход оптического преобразователя ОП соединен с оптическим разветвителем ОР, дополнительный фотоприемник ДФ, подключенный между выходом оптического разветвителя и входом У, кабельный импульсный рефлектометр, выход которого подключен ко входу формирователя импульсов ФИ, а вход соединен с выходом усилителя У, дополнительный выход оптического разветвителя ОР, соединенный со входом дополнительного фотоприемника ДФ. Возможно применение оптического рефлексометра в области измерительной техники в устройствах-преобразователях, которые позволяют исследовать волоконно-оптические линии связи с помощью обычных кабельных импульсных рефлектометров (КИР), а в частности, к оптико-электронным устройствам для измерения и контроля параметров оптических волокон (оптическим рефлектометрам) и может быть использована при прокладке и эксплуатации волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), определения их типа и местоположения в ВОЛС. 1 илл.

Предлагаемая полезная модель относится к области измерительной техники к устройствам-преобразователям, которые позволяют исследовать волоконно-оптические линии связи с помощью обычных кабельных импульсных рефлектометров (КИР), а в частности, к оптико-электронным устройствам для измерения и контроля параметров оптических волокон (оптическим рефлектометрам) и может быть использована при прокладке и эксплуатации волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), определения их типа и местоположения в ВОЛС.

Известно устройство [Патент на ПМ 44389], содержащее источник оптического излучения, оптически связанный через направленный ответвитель с входным концом исследуемого волоконного световода и со входом фотоприемника, выход которого через аналогово-цифровой преобразователь соединен с первым входом блока памяти, связанного вторым входом с выходом тактового генератора, и индикатор. Устройство также содержит формирователь интервала заполнения, формирователь интервала дифференцирования и управляемый дифференциатор, первый вход которого соединен с выходами блока памяти и первым входом формирователя интервала дифференцирования, второй вход - с выходом формирователя интервала дифференцирования, а выход - со вторым входом формирователя интервала дифференцирования и первым входом индикатора, выход формирователя интервала заполнения соединен со входом источника излучения и вторым входом индикатора, а выход тактового генератора соединен со входом формирователя интервала заполнения.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «Оптический рефлектометр» [Патент 2357220], содержащее блок управления и обработки, один из выходов которого соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с входом источника оптического излучения, оптически связанного с входом Y-образного оптического разветвителя, вход/выход которого связан с выходным оптическим соединителем рефлектометра. Второй выход Y-образного оптического разветвителя связан с оптическим входом фотоприемника, выход которого связан через усилитель с входом блока управления и цифровой обработки, выходы которого связаны с блоком отображения информации. Введены оптоэлектронный модулятор, подключенный между выходом Y-образного оптического разветвителя и фотоприемником, и программируемый генератор задержанных импульсов, входы программного управления которого и вход внешнего запуска связаны с блоком управления и обработки, вход внешнего запуска одновременно связан с входом формирователя импульсов, а его выход связан с управляющим входом оптоэлектронного модулятора.

Однако известные рефлектометры благодаря своей конструкции дорогостоящи в изготовлении.

Задачей полезной модели является создание более совершенной и менее дорогостоящей конструкции.

На Фиг.1 представлена схема оптического рефлектометра.

Схема содержит следующие блоки:

формирователь импульсов ФИ 1;

источник оптического излучения ИОИ 2, например, лазер;

фотоприемник Ф 3;

усилитель У 4;

оптический разветвитель ОР 5;

оптический соединитель ОС 6;

дополнительный фотоприемник ДФ 7;

оптический преобразователь ОП 8;

кабельный импульсный рефлектометр КИР 9.

Представлена полезная модель, содержащая формирователь импульсов ФИ 1, полупроводниковый источник оптического излучения ИОИ 2, например, лазер, фотоприемник Ф 3, выход которого связан со входом усилителя У 4, оптический разветвитель ОР 5, вход/выход которого оптически связан с выходным оптическим соединителем ОС 6 рефлектометра, второй выход оптического разветвителя ОР 5 связан с оптическим входом дополнительного фотоприемника 7 ДФ, оптический преобразователь ОП 8, первый вход которого подключен к выходу формирователя импульсов ФИ 1, а второй вход соединен с выходом источника оптического излучения ИОИ 2, выход оптического преобразователя ОП 8 соединен с оптическим разветвителем ОР 5, дополнительный фотоприемник ДФ 7, подключенный между выходом оптического разветвителя и входом У 4, кабельный импульсный рефлектометр 9, выход которого подключен ко входу формирователя импульсов ФИ 1, а вход соединен с выходом усилителя У 4, дополнительный выход оптического разветвителя ОР 5, соединенный со входом дополнительного фотоприемника ДФ 7.

Оптический рефлектометр работает следующим образом. Измерительный импульс от кабельного импульсного рефлектометра КИР 9 через формирователь импульсов ФИ 1 поступает на оптический преобразователь ОП 8 (выполняющий функцию оптического модулятора), который формирует оптический импульс от источника непрерывного оптического излучения ИОИ, например, лазерного источника света 2. Сформированный оптический импульс поступает на направленный оптический разветвитель ОР 5, к одному из выходов которого подключается через оптический соединитель ОС 6 исследуемая линия связи. Отраженные сигналы от нерегулярностей ВОЛС (от сколов, трещин, мест спайки волокон, мест обрыва волокна и т.п.) выделяются на другом выходе оптического разветвителя ОР 5, и поступают в фотоприемник Ф 3.

Полученный сигнал проходит через усилитель У 4, который обеспечивает соответствие уровня напряжения сигнала, поступающего с выхода фотоприемника Ф 3, с допустимым диапазоном входного напряжения кабельного импульсного рефлектометра КИР 9. Сигнал, поступающий с выхода усилителя У 4, отображаются на экране индикатора КИР 9 в виде рефлектограммы.

По рефлектограмме, зная диэлектрическую проницаемость среды распространения, известную по используемой в ВОЛС марке оптического волокна, а следовательно скорость распространения света в ВОЛС, можно определить расстояния до нерегулярностей по следующей формуле /Листвин А.В., Листвин В.Н. Рефлектометрия оптических волокон. - М.: ЛЕСАРарт, 2005. - 208 с. (стр.47)/:

где c - скорость света в вакууме;

T - время запаздывания импульса;

n - групповой показатель преломления оптического волокна.

Тип нерегулярностей определяется исходя из формы графика рефлектограммы на отрезке длины, соответствующем данной нерегулярности.

Для улучшения согласования на коаксиальном входе-выходе КИР 9 используется схема с формированием дополнительного разрешающего импульса, который генерируется формирователем импульсов ФИ 3 после поступления на его вход сигнала с выхода кабельного импульсного рефлектометра КИР 9. Разрешающий импульс подается на вход усилителя У 4, который на время своей длительности осуществляет прохождение сигнала с выхода усилителя У 4 на вход КИР 9. Длительность разрешающего импульса равна времени одного измерения.

Так как формирование измерительного оптического импульса вносит временные задержки, то при отображении результатов на экране КИР 9 сложно определить точку начала исследуемого оптического волокна. Для устранения данного недостатка в схему добавлен дополнительный фотоприемник ДФ 7. Измерительный импульс, приходя на вход оптического разветвителя ОР 5, поступает далее не только в исследуемое оптическое волокно, но также подается на вход ДФ 7. Затем сигнал с выхода ДФ 7 суммируется с выходным сигналом фотоприемника Ф 3, который содержит информацию о распределении нерегулярностей в исследуемом оптическом волокне, что в результате приводит к появлению на индикаторе рефлектометра импульса, соответствующего точке начала ВОЛС.

Оптический рефлектометр, содержащий формирователь импульсов ФИ, источник оптического излучения ИОИ, фотоприемник Ф, выход которого связан со входом усилителя У, оптический разветвитель ОР, вход/выход которого оптически связан с выходным оптическим соединителем ОС рефлектометра, второй выход оптического разветвителя ОР связан с оптическим входом фотоприемника Ф, отличающийся тем, что дополнительно введены кабельный импульсный рефлектометр КИР, выход которого подключен к формирователю импульсов ФИ, оптический преобразователь ОП, первый вход которого подключен к выходу формирователя импульсов ФИ, а второй вход соединен с выходом источника оптического излучения ИОИ, выход оптического преобразователя ОП соединен с оптическим разветвителем ОР, дополнительный выход которого соединен с дополнительным фотоприемником ДФ, подключенным между выходом оптического разветвителя ОР и входом усилителя У, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов ФИ, а выход усилителя У соединен с кабельным рефлектометром.