W takcie pierwszych zajęć laboratoryjnych z Telekomunikacji kolejowej dokonywane były światłowodowe pomiary torów transmisyjnych. Wszystkie pomiary wykonywane były przy użyciu mini reflektometru OTDR AGILENT TECHNOLOGIES E6000C (reflektometr optyczny, używany do pomiarów włókien światłowodowych).

Reflektometr to elektroniczny przyrząd pomiarowy używany do pomiarów długości lub tłumienności kabli miedzianych lub włókien światłowodowych stosowanych w sieciach telekomunikacyjnych.

Na podstawie pomiarów uzyskaliśmy pięć krzywych reflektometrycznych dla różnych parametrów. Poniżej zostanie zaprezentowana przykładowa krzywa reflektometryczna:

Pierwszą część ćwiczenia stanowił pomiar metodą reflektometryczną włókien o przełącznicach ODF1 i ODF2. W przełącznicy ODF1 znajdowały się włókna z naniesionymi nieciągłościami w postaci odpowiednio dobranych wartości tłumienia spawów. W przełącznicy ODF 2 znajdują się zaś światłowody wyprowadzone z bębnów o konkretnej długości włókien. Badany światłowód ma długość około 1,2 km.

Pierwszy pomiar został wykonany dla następujących nastaw zadanych przez prowadzącego: pulsewidth: 100 ns; wavelength: 1310 nm; indeks refrakcji: 1,4675. Na reflektogramie zaznaczone zostały poszczególne zdarzenia. Długość światłowodu w danym pomiarze wynosiła 1,215 km. Została wyraźnie zaznaczona strefa martwa zdarzeń. Trochę mniej widoczna jest strefa martwa tłumienności. Zaobserwowane zostały cztery spawy, których tłumienia zobrazowane są na krzywej reflektometrycznej. Wartość ich tłumienności wynosi około 0,2 dB (0,284 dB, 0,204 dB, 0,226 dB, 0,126 dB). Poszczególne wartości załączone są na drugiej stronie raportu pomiarowego. Odbicie Fresnela od złączki ma wartość około 2,2 dB. Dynamika reflektometru ma wartość około 10 dB. Reflektancja na początku przewodu ma wartość -24,86 bB, na końcu zaś -45,14 dB. Wraz ze wzrostem długości tłumienność rośnie. Na końcu przewodu wynosiła ona 2,198 dB.

Poniżej zostaną zaprezentowane wyniki pomiarów wraz z reflektogramem.

Drugi pomiar został wykonany dla następujących nastaw zadanych przez prowadzącego: pulsewidth: 100 ns; wavelength: 1550 nm; indeks refrakcji: 1,4681. Na reflektogramie zaznaczone zostały poszczególne zdarzenia. Długość światłowodu w danym pomiarze wynosiła 1,215 km. Została wyraźnie zaznaczona strefa martwa zdarzeń. Trochę mniej widoczna jest strefa martwa tłumienności. Zaobserwowanych zostało sześć spawów, których tłumienia zobrazowane są na krzywej reflektometrycznej. Wartość ich tłumienności wynosi 0,03 dB, 0,327 dB, 0,385 dB, 0,322 dB, 0,278 dB, 0,427 dB. Poszczególne wartości załączone są na drugiej stronie raportu pomiarowego. Odbicie Fresnela od złączki ma wartość około 3,2 dB. Dynamika reflektometru ma wartość około 10 dB. Reflektancja na początku przewodu ma wartość -25,37 bB, na końcu zaś -44,28 dB. Wraz ze wzrostem długości tłumienność rośnie. Na końcu przewodu wynosiła ona 4,225 dB.

Poniżej zostaną zaprezentowane wyniki pomiarów wraz z reflektogramem.

Trzeci pomiar został wykonany dla następujących nastaw zadanych przez prowadzącego: pulsewidth: 100 ns; wavelength: 1550 nm; indeks refrakcji: 2. Na reflektogramie zaznaczone zostały poszczególne zdarzenia. Długość światłowodu w danym pomiarze wynosiła 0,892 km. Została wyraźnie zaznaczona strefa martwa zdarzeń. Trochę mniej widoczna jest strefa martwa tłumienności. Zaobserwowanych zostało siedem spawów, których tłumienia zobrazowane są na krzywej reflektometrycznej. Wartość ich tłumienności wynosi 0,161 dB, 0,325 dB, 0,435 dB, -0,190 dB, 0,156 dB, 0,248 dB, 0,417 dB. Poszczególne wartości załączone są na drugiej stronie raportu pomiarowego. Odbicie Fresnela od złączki ma wartość około 3,5 dB. Dynamika reflektometru ma wartość około 10 dB. Reflektancja na początku przewodu ma wartość -25,37 bB, na końcu zaś -44,33 dB. Wraz ze wzrostem długości tłumienność rośnie. Na końcu przewodu wynosiła ona 3,608 dB.

Poniżej zostaną zaprezentowane wyniki pomiarów wraz z reflektogramem.

Czwarty pomiar został wykonany dla następujących nastaw zadanych przez prowadzącego: pulsewidth: 10 ns; wavelength: 1550 nm; indeks refrakcji: 1,4681. Na reflektogramie zaznaczone zostały poszczególne zdarzenia. Długość światłowodu w danym pomiarze wynosiła 1,215 km. Została wyraźnie zaznaczona strefa martwa zdarzeń. Trochę mniej widoczna jest strefa martwa tłumienności. Nie zaobserwowano spawów, gdyż została zmniejszona szerokość impulsów wysyłanych z minireflektometru we włókno. System zakończył skanowanie włókna po 130 metrach. Poszczególne wartości załączone są na drugiej stronie raportu pomiarowego. Odbicie Fresnela od złączki ma wartość około 4,5 dB. Dynamika reflektometru ma wartość około 10 dB. Reflektancja na początku przewodu ma wartość -25,37 bB, na końcu zaś -41,94 dB.

Poniżej zostaną zaprezentowane wyniki pomiarów wraz z reflektogramem.

Piąty pomiar został wykonany dla następujących nastaw zadanych przez prowadzącego: pulsewidth: 10 µs; wavelength: 1550 nm; indeks refrakcji: 1,4681. Strefa martwa zdarzeń i strefa martwa tłumienności nie została wyraźnie wykazana na reflektogramie. Nie zaobserwowano spawów, gdyż została zwiększona szerokość impulsów wysyłanych z minireflektometru we włókno. Poszczególne wartości załączone są na drugiej stronie raportu pomiarowego. Odbicie Fresnela od złączki nie zostało wyraźnie zaznaczone. Reflektancja na początku przewodu ma wartość -25,37 bB.

Poniżej zostaną zaprezentowane wyniki pomiarów wraz z reflektogramem.

WNIOSKI - CZĘŚĆ 1

Po pomiarach metodą reflektometryczną włókien w przełącznicach ODF1 i ODF2 można przedstawić następujące wnioski:

Zmiana długości fali lasera spowodowała zmianę czułości minireflektometru. Im długość fali lasera jest większa, tym urządzenie jest bardziej czułe przez co została wykryta większa liczba spawów (przy 1310 nm - cztery spawy, przy 1550 nm - sześć spawów). Położenie spawów także zostało określone dokładniej niż w przypadku fali o długości niższej. Zmiana współczynnika refrakcji (załamania) spowodowała zmniejszenie odległości na jakiej reflektometr przeprowadził pomiar. Im większy współczynnik refrakcji, tym „zakres odległościowy” działania urządzenia jest mniejszy. Zmniejszenie szerokości impulsów wysyłanych z reflektometru we włókno zwiększyło rozdzielczość urządzenia, przez co niemożliwe było zaobserwowanie zmiany tłumienności włókna. Zwiększenie szerokości impulsów spowodowały zwiększenie dynamiki przy pomiarze długich włókien. Znalezienie charakterystycznych elementów na krzywej reflektometrycznej jest bardzo trudne.

Drugą część ćwiczenia stanowił pomiar strat mocy optycznej czyli tłumienności wtrąceniowej. Za pomocą kabla referencyjnego FC/PC zwierane było laserowe źródło światła Stacji 2 (dwa okna). Dodtakowo został wykonany pomiar dla kabla ze złączem jednomodowym E2000/APC.

Elementem aktywnym w mierniku mocy optycznej jest fotodioda InGaAs lub germanowa. Miernik mocy wyposażony jest we wzmacniacz prądu stałego, przetwornik analogowo-cyfrowy, układ obróbki i wyświetlania wyników i wymienne adaptery (FC/PC, i E2000). Moc sygnału jest wskazywana w skali logarytmicznej jako poziom mocy bezwzględnej w dBm, względnej w dBr, lub liniowej w mW, pW, nW. Podstawowe parametry mierników mocy: dynamika, zakres pomiarowy, mierzone długości fal, liniowość.

Tłumienie włókna referencyjnego przyjmowało następujące wartości:

Wartość tłumienia	Długość fali
- 2,37 dBm	1310 nm
- 2,44 dBm	1550 nm

Tłumienie dla fali o długości 1550 nm przyjmowało następujące wartości:

Wartość tłumienia	Złącze
- 11,40 dBm	FC/PC
- 13,79 dBm	FC/PC
- 55,44 dBm	E2000

Tłumienie dla fali o długości 1310 nm przyjmowało następujące wartości:

Wartość tłumienia	Złącze
- 15,60 dBm	FC/PC
- 18,11 dBm	FC/PC
- 57,29 dBm	E2000

WNIOSKI - CZĘŚĆ 2

Tłumienie włókna referencyjnego jest dość niskie (około 2,40 dBm). Wartości są zbliżone do siebie dla obu długości fal (1310 nm i 1550 nm). Im długość fali jest większa, tym strata mocy optycznej jest niższa (ma to związek ze zmianą czułości miernika mocy optycznej). Dla przykładu: dla złącza FC/PC i fali o długości 1550 nm - 11,40 dBm, zaś dla złącza FC/PC i fali o długości 1310 nm - 15,60 dBm Zdecydowanie większa strata mocy optycznej jest w przypadku użycia złącza E2000 (np. dla fali o długości 1550 nm - 55,44 dBm) niż w przypadku złączy FC/PC (np. dla fali o długości 1550 nm - 11,40 dBm).

18

---