Politechnika Wrocławska	Laboratorium Systemów Teletransmisji
Wykonali:	Ćwiczenie nr: 4 Temat: Analiza reflektogramów torów światłowodowych.
Data wykonania: 16.10.2009	Prowadzący: mgr J. Poręba

1. Wstęp.

Analizy reflektogramów optycznych dokonywaliśmy za pomocą programu FMTAP 3.0.

2. Pomiary.

2.1. Wyznaczenie struktury wewnętrznej toru.

Zlokalizowane zdarzenia występujące w torze światłowodowym oraz ich odległości od początku toru zebrano w tabelach:

- A->B (lab.11); 1310 nm; Tab.1;

- A->B (lab.12); 1550 nm; Tab.2;

- B->A (lab.13); 1310 nm; Tab.3;

- B->A (lab.14); 1550 nm; Tab.4;

Tab.1. Kierunek A-B 1310 nm.

Numer zdarzenia	Odległość [km]	Splice Loss [dB]	Refl. Loss [dB]	Typ zdarzenia
1	0,886	0,64	-38,6	złącze rozłączne
2	1,519	0,70	-30,1	złącze rozłączne
3	5,944	0,25	--	spaw
4	6,250	0,08	--	spaw
5	6,311	1,05	-27,6	złącze rozłączne
6	10,757	0,06	--	spaw
7	14,968	0,19	--	spaw
8	17,681	0,21	--	spaw
9	17,803	0,41	-31,1	złącze rozłączne
10	19,863	0,10	--	spaw
11	23,595	0,84	-25,7	złącze rozłączne
12	24,941	0,10	--	spaw
13	26,736	1,06	-31,1	złącze rozłączne
14	30,335	18,3	-16,1	koniec linii

Tab.2. Kierunek A-B 1550 nm.

Numer zdarzenia	Odległość [km]	Splice Loss [dB]	Refl. Loss [dB]	Typ zdarzenia
1	0,885	0,59	-36,4	złącze rozłączne
2	1,518	4,17	-30,1	złącze rozłączne
3	5,953	0,22	--	spaw
4	6,259	0,15	--	spaw
5	6,321	1,24	-27,7	złącze rozłączne
6	14,988	0,15	--	spaw
7	17,690	0,29	--	spaw
8	17,813	0,48	-31,5	złącze rozłączne
9	23,604	0,73	-26,0	złącze rozłączne
10	26,745	0,96	-31,8	złącze rozłączne
11	30,334	15,92	-16,2	koniec linii

Tab.3. Kierunek B-A 1310 nm.

Numer zdarzenia	Odległość [km]	Splice Loss [dB]	Refl. Loss [dB]	Typ zdarzenia
1	0,886	0,49	-28	złącze rozłączne
2	2,691	0,12	--	spaw
3	4,486	1,08	-32,7	złącze rozłączne
4	6,332	0,09	--	spaw
5	7,627	0,79	-26,7	złącze rozłączne
6	9,330	0,08	--	spaw
7	11,349	0,12	--	spaw
8	13,419	0,51	-29,8	złącze rozłączne
9	20,536	0,16	--	spaw
10	24,594	0,09	--	spaw
11	24,911	1,15	-29,6	złącze rozłączne
12	29,571	0,36	--	spaw
13	29,703	0,82	-28,7	złącze rozłączne
14	30,325	18.22	-15,4	koniec linii

Tab.4. Kierunek B-A 1550 nm.

Numer zdarzenia	Odległość [km]	Splice Loss [dB]	Refl. Loss [dB]	Typ zdarzenia
1	0,885	0,32	-28,8	złącze rozłączne
2	2,690	0,08	--	spaw
3	4,485	1,07	-33,0	złącze rozłączne
4	7,626	0,63	-26,7	złącze rozłączne
5	9,339	0,09	--	spaw
6	11,368	0,06	--	spaw
7	13,428	0,41	-30,2	złącze rozłączne
8	16,303	0,08	--	spaw
9	20,556	0,22	--	spaw
10	24,553	0,09	--	spaw
11	24,910	1,31	-29,7	złącze rozłączne
12	28,091	0,15	--	spaw
13	29,560	1,58	--	spaw
14	29,712	0,83	-29,4	złącze rozłączne
15	30,345	18,99	-15,2	koniec linii

- Tłumienność przejścia spawów nie może przekraczać wartości 0,15 dB,

- Tłumienność przejścia złączy rozłącznych nie może przekraczać wartości 0,5 dB,

- Reflektancja nie może być większa niż -35dB.

Rysunki Rys.1. oraz Rys.2. przedstawiają strukturę toru światłowodowego badaną odpowiednio od zakończenia A oraz B dla długości fali 1310 nm, Rys.3. obrazuje porównanie i uśrednienie zdarzeń względem odległości od punktu A (odległości zdarzeń badanych od końca B zostały przeliczone względem końca A). Strukturę dla długości fali 1550 nm przedstawiają rysunki Rys.4. –Rys.6.

Rys.1. Pomiar A->B (Początek w punkcie A); 1310 nm.

Rys.2. Pomiar B->A (Początek w punkcie B); 1310 nm.

Rys.3. Uśrednione (Początek w punkcie A); 1310 nm.

Rys.4. Pomiar A->B (Początek w punkcie A); 1550 nm.

Rys.5. Pomiar B->A (Początek w punkcie B); 1550 nm.

Rys.6. Uśrednione (Początek w punkcie A); 1550 nm.

2.2. Wyznaczenie tłumienności jednostkowej zastosowanego włókna dla długości fali

1310 nm oraz 1550 nm.

Tłumienność jednostkową obliczymy jako średnią tłumienności jednostkowych dla poszczególnych odcinków. Do obliczeń skorzystano ze wzoru 1) a wyniki spisano w tabelach Tab.5.-Tab.8.

1)

Tab.5. Tłumienność jednostkowa średnia A-B 1310nm.

αi [dB/km]	li [km]	αi *li [dB]
0,301	0,633	0,1905
0,339	4,425	1,5
0,399	0,306	0,122
0,340	4,446	1,511
0,331	4,211	1,393
0,339	2,713	0,919
0,321	2,060	0,661
0,350	3,732	1,306
0,337	1,346	0,453
0,287	1,795	0,515
0,324	1,805	0,584
αśr=0,333	27,472	9,158

Tab.6. Tłumienność jednostkowa średnia A-B 1550nm.

αi [dB/km]	li [km]	αi *li [dB]
0,166	0,632	0,104912
0,195	4,436	0,86502
0,130	0,296	0,03848
0,206	8,667	1,785402
0,220	2,702	0,59444
0,169	5,792	0,978848
0,221	3,141	0,694161
0,170	3,589	0,61013
αśr=0,1938	29,255	5,6713

Tab.7. Tłumienność jednostkowa średnia B-A 1310nm.

αi [dB/km]	li [km]	αi *li [dB]
0,324	1,805	0,584
0,333	1,795	0,597
0,316	1,846	0,583
0,320	1,295	0,414
0,322	1,703	0,548
0,340	2,019	0,686
0,324	2,070	0,670
0,347	7,118	2,469
0,361	4,058	1,464
0,381	0,316	0,120
0,357	4,660	1,663
0,301	0,622	0,187
αśr=0,341	29,307	9,99191

Tab.8. Tłumienność jednostkowa średnia B-A 1550nm.

αi [dB/km]	li [km]	αi *li [dB]
0,170	1,805	0,306
0,177	1,795	0,317
0,193	3,141	0,606
0,184	1,713	0,315
0,184	2,029	0,373
0,196	2,060	0,403
0,178	2,876	0,511
0,195	4,252	0,829
0,194	3,997	0,775
0,204	3,181	0,648
0,220	1,468	0,322
0,166	0,632	0,104
αśr=0,191	28,949	5,5163

Uśrednione wartości tłumienności jednostkowych dla danych długości fal wynoszą:

- λ=1310nm α =0,337 dB/km;

- λ=1550nm α =0,192 dB/km.

Tłumienność toru nie powinna przekraczać wartości obliczonych wg wzoru 2):

a_{tk k} l_opt + n₁ 0,08 + n₂ 0,5 [dB] 2)

a_tk -tłumienność toru światłowodowego na odcinku regeneratorowym, mierzona między

półzłączkami na przełącznicach sąsiednich stacji regeneratorowych, w dB,

a_k -tłumienność jednostkowa gotowego kabla, w dB/km,

l_opt -długość optyczna kabla OTK wraz z zapasami kabla i włókien w złączach, w km,

n₁ -liczba złączy spajanych kabla światłowodowego na odcinku regeneratorowym, w szt.,

n₂ -liczba złączy światłowodowych rozłącznych na odcinku regeneratorowym, w szt.

Za _k podstawiamy średnie _śr.

Tab.9. Sprawdzenie tłumienności toru.

Relacja	[dB/km]	lopt [km]	akt [dB] obliczone	akt [dB] odczytane
A->B 1310 nm	0,343	29,4796	13,6715	15,71
A->B 1550 nm	0,204	29,582	9,354728	14,91
B->A 1310 nm	0,337	29,541	13,51532	16,34
B->A 1550 nm	0,200	29,551	9,5502	6,45

2.3. Tłumienności przejścia poszczególnych spawów oraz połączeń rozłącznych dla obu długości fali świetlnej.

Wartości podane są w kolumnie Splice Loss, w tabelach Tab.1.-Tab.4. wyniki niespełniające norm oznaczono .

2.4. Tłumienności odbiciowe poszczególnych zdarzeń odbiciowych dla obu długości fali świetlnej.

Wartości reflektancji (tłumienność odbiciowa z przeciwnym znakiem) podane są w kolumnie Refl. Loss, w tabelach Tab.1.-Tab.4. wyniki niespełniające norm oznaczono .

2.5. Rzeczywista wartość współczynnika załamania światła.

Szukaną wartość możemy wyznaczyć z równania 3).

3)

-l_p -długość pomiarowa;

-n_p -pomiarowy współczynnik załamania światła (n_p =1.49);

-l_r -długość rzeczywista (l=1990.2m);

-n_r -rzeczywisty współczynnik załamania światła.

Lab.21 (1310nm , t= 20ns)

Lab.22 (1310nm , t= 50ns)

Lab.23 (1310nm , t= 100ns)

Lab.24 (1550nm , t= 20ns)

Lab.25 (1550nm , t= 50ns)

Lab.26 (1550nm , t= 100ns)

Dla przykładu z pliku lab21 (1310nm, t= 20ns) obliczenia wyglądają następująco:

l_p =1958,7m

	lab.21	lab.22	lab.23	lab.24	lab.25	lab.26
lp	1958,7	1958	1957,7	1959,7	1960,7	1959,7
nr (pomiarowo)	1,4664	1,4657	1,4657	1,4672	1,4679	1,4672
nr (obliczone)	1,466417	1,465893	1,465668	1,467166	1,467914	1,467166

2.7. Długości stref martwych: zdarzeniowej DZ_e i tłumieniowej DZ_l.

Dla pliku lab31 udało nam się określić martwą strefę tłumieniową: DZ_l=60,2m. bezpośrednio z reflektogramu, a martwą strefę zdarzeniową policzyliśmy z Twierdzenia Talesa i wynosi: DZ_e=9,956m

Dla pliku lab32 udało nam się określić martwą strefę tłumieniową: DZ_l=52m. bezpośrednio z reflektogramu, a martwą strefę zdarzeniową policzyliśmy z Twierdzenia Talesa i wynosi: DZ_e=14,322m

Dla pliku lab33 martwą strefę zdarzeniową oraz tłumieniową policzyliśmy z Twierdzenia Talesa i wynoszą: DZ_l=61,643m , DZ_e=25,093m

3. Wnioski.

Analizowane reflektogramy toru światłowodowego pozwoliły nam zapoznać się ze zjawiskami towarzyszącymi rozchodzeniu się światła w linii. Dla danego toru, przy dwóch długościach fali świetlnej oraz badaniu z obu końców udało nam się wykryć większość niejednorodności włókna. Połączenia rozłączne łatwo odróżnić od spawów (zgięć) występującym na ich powierzchni odbiciem. Niektóre zdarzenia były niemożliwe do wykrycia, ponieważ pokrywały się z innymi lub występowały martwych strefach, co udało się zniwelować badaniem z obu końców linii światłowodowej. Badany tor nie spełnia norm, ponieważ występuje w nim za dużo złączy i spawów przekraczających warunki nominalne.

Tłumienność jednostkowa jest znacznie mniejsza dla większej długości fali świetlnej.

Rzeczywista wartość współczynnika załamania światła jest mniejsza od założonej w pomiarach.