1105140425

Miernictwo światłowodowe

WSTĘP

Jakość światłowodu lub kabla światłowodowego w czasie wytwarzania oraz gotowego produktu jest oceniana na podstawie pomiarów i zgodności parametrów projektowanych z otrzymanymi. Wśród metod pomiarowych można wyróżnić między-operacyjne pomiary technologiczne oraz pomiary katalogowe a także badawcze pomiary laboratoryjne. Istnieje także cały szereg innych rodzajów pomiarów jak: eksploatacyjne - dokonywane w celu monitoringu zmian parametrów pracy systemu światłowodowego w czasie, gwarancyjne - ustalane przez producenta systemu, awaryjne - związane z zaistniałymi uszkodzeniami światłowodu i elementów optoelektronicznych, i inne. Niektóre z tych pomiarów używają tych samych metod, ale stosują adaptowany sprzęt i charakteryzują się odmiennymi warunkami pracy metrologicznej (np. w warunkach polowych i laboratoryjnych a także produkcyjnych czy eksploatacyjnych).

Ustalono w tym zakresie liczne standardy międzynarodowe dotyczące zakresów parametrów, rodzajów światłowodów oraz stosowanych metod pomiarowych. Obowiązujące nas przepisy tworzone są w problemowym Komitecie Technicznym telekomunikacji światłowodowej Międzynarodowej Komisji Elektrotechniki - IEC. W kraju przepisy te są tłumaczone i opracowywane przez Komisje Problemowe dotyczące techniki światłowodowej Polskiego Komitetu Normalizacyjnego (Zespół Informatyki i Telekomunikacji Biura PKN) i posiadają symbol EN. Właśnie obecnie prowadzone są w kraju bardzo szerokie prace adaptacyjne dotyczące całkowitego przejścia na normy EN, także w zakresie telekomunikacji światłowodowej i optoelektroniki. Autor niniejszego opracowania ma przyjemność uczestniczyć we fragmencie tych prac.

Parametry światłowodu podlegające pomiarom można zebrać w kilka ogólnych grup: geometryczne, optyczne, mechaniczne i fizyko-chemiczne. W ramach takich grup mówimy między innymi o charakterystykach refrakcyjnych, transmisyjnych tłumienia i dyspersji, odcięcia modowego, pola modowego, warunkach pracy jednomodowej, jednopolaryzacyjnej i wielomodowej, wytrzymałości mechanicznej, odporności na działanie nominalnego środowiska pracy i wielu innych. Do pomiaru tych charakterystyk stosowane są standaryzowane metody optyczne takie jak: pomiary mocy optycznej całkowitej i jej rozkładu przestrzennego, reflektometria optyczna, pomiary stanu polaryzacji fali - polarymetria, mikroskopia klasyczna i interferencyjna, refraktometria, spektroskopia, spektrofotometria, densytometria, pomiary nieliniowe przy wysokim poziomie mocy pobudzającej, i inne.

Obecnie wiele z tych metod współpracuje z systemem komputerowym automatyzującym akwizycję danych w postaci bazy i przeprowadzającym obróbkę danych, ocenę błędów pomiarowych i dokonujących prezentacji danych w wielu standardowych postaciach. Oprócz tego, coraz częściej, współpracujący system komputerowy pozwala na sterowanie systemem pomiarowym i precyzyjne ustawianie parametrów procesu poprzez standaryzowany graficzny interfejs użytkownika, za pośrednictwem przeglądarki www. Przykład takiego systemu, opracowanego przez zespół PERG w Instytucie Systemów Elektronicznych, jest przedstawiony na serwerach http://nms.ise.pw.edu.pl. http://pergx.ise.pw.edu.pl. gdzie x= 1,2. ..

Celem niniejszej pracy jest dokonanie ogólnego przeglądu współczesnych zagadnień związanych z pomiarami światłowodów w trakcie produkcji oraz jako gotowego wyrobu technicznego w aspekcie ich zastosowania w systemach teletransmisyjnych. W odróżnieniu od obszaru telekomunikacji światłowodowej, często odrębne metody pomiarów i testowania są stosowane w odniesieniu do światłowodów przeznaczonych na czujniki i niektóre rodzaje fotonicznych elementów funkcjonalnych.

W kraju istnieje co najmniej kilka badawczych laboratoriów metrologicznych techniki światłowodowej zlokalizowanych bądź przy ośrodkach produkcyjnych, bądź przy zespołach badawczych fotoniki szkół wyższych. Istnieją także zespoły pomiarowe utrzymywane przez firmy telekomunikacyjne i operatorów, których celem są pomiary eksploatacyjne. Przy resortowym Instytucie Łączności działa laboratorium pomiarowe o uprawnieniach homologacyjnych w zakresie telekomunikacji światłowodowej. W Instytucie Systemów Elektronicznych Politechniki Warszawskiej działa laboratorium Miernictwa Optoelektronicznego.