.

Имея величину коэффициента отражения, можно рассчитать величину мощности отраженного и пройденного сигналов для n-ого количества разъемных соединений. Пусть мощность входного сигнала P_вх=1 мВт.

Тогда для 1 соединения:

P_вых1=0,96 мВт, Р_отр1=0,04 мВт,

где P_вых и Р_отр величины мощностей выходного и отраженного сигналов соответственно.

Для 2 соединений:

P_вых2=(1- )* P_вых1=0,9216 мВт,

Р_отр2= P_вых1* *(1- )=0,0368 мВт.

Для 3 соединений:

P_вых3=(1- )* P_вых2= 0,8847 мВт,

Р_отр3= P_вых2* *(1- )*(1- )=0,0340 мВт.

Для 4 соединений:

P_вых4=(1- )* P_вых3=0,8153 мВт,

Р_отр4= P_вых3* μ *(1- μ )*(1- μ ) *(1- μ )=0,0313 мВт.

Для 5 соединений:

P_вых5=(1- )* P_вых4=0,7827 мВт,

Р_отр5= P_вых4* μ *(1- μ )*(1- μ ) *(1- μ ) *(1- μ )= 0,0277мВт.

Для 6 соединений:

P_вых6=(1- )* P_вых5=0,7213 мВт,

Р_отр7= P_вых6* μ *(1- μ )*(1- μ ) *(1- μ ) *(1- μ ) *(1- μ ) = 0,0235 мВт.

Для 7 соединений:

P_вых7=(1- )* P_вых6=0,6924 мВт,

Р_отр6= P_вых5* μ *(1- μ )*(1- μ ) *(1- μ ) *(1- μ ) *(1- μ ) = 0,0255 мВт.

Таким образом, можно вычислить общее количество отраженного сигнала в линии с шестью коннекторами

При совпадении фаз отраженных сигналов выполнится условие интерференционного максимума, что приведет к взаимному усилению сигнала, распространяющегося в обратном направлении, то есть к появлению MPI. Для рассчитанного примера эта мощность составляет более 20% от исходной. Попадание этого сигнала в источник оптического излучения приведет к возрастанию фоновых шумов, изменению температурного баланса источника, неустойчивости его работы, и наложение отраженного сигнала друг на друга [1].

1. Подготовка и проведение измерений MPI и выходной мощности оптического сигнала

   1. Измеритель многолучевой интерференции MPI

Анализатор многолучевой интерференции EXFO MPI-800 (рисунок 1) в настоящий момент не имеет аналогов на рынке. Он является комбинацией измерителя MPI, лазерного источника DFB и измерителя мощности. Источник излучения с распределенной обратной связью и детектор обеспечивают точное измерение MPI в диапазоне от -55 дБ до -20 дБ. MPI-800 имеет три рабочих режима и объединяет в себе измеритель MPI, измеритель мощности и источник излучения [9].

Рисунок 1 – Анализатор многолучевой интерференции EXFO MPI-800

Это делает прибор MPI-800 идеальным инструментом для измерения параметров волокон и оптических компонентов систем связи в полевых условиях [9].

1. Измерение MPI, выходной мощности оптического излучения и анализ результатов

Для выявления закономерностей появления многолучевой интерференции был произведен ряд экспериментов по наращиванию волоконно-оптической линии связи путем последовательного присоединения оптических шнуров длиной 1,5 м. Схема установки, для проведения измерений MPI и выходной мощности оптического сигнала изображена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема установки для проведения измерений

MPI измерялся посредством портативного многолучевого интерферометра, содержащего откалиброванный одномодовый источник излучения с перестраиваемой мощностью на длине волны 1310 нм. Выбор длины волны обусловлен тем, что тестируемая оптоволоконная линия имеет не большую длину, для которой подходит окно прозрачности 1310 нм. К источнику и приемнику оптического излучения подключаются коннекторы с полировкой типа АРС, которые обеспечивают минимальное обратное отражение. Линия соединена посредством коннекторов типа UPC, PC и SPC предварительно очищенных безворсовой салфеткой, смоченной спиртом.

Изменяя количество разъемных соединений, были получены следующие результаты, отображенные в таблице 1.

Таблица 1 – Результаты измерения MPI

Значение low означает, что значение MPI настолько мало, что не может быть фиксировано прибором.

При проведении измерений уровень MPI колеблется в некоторых пределах. Это связано с тем, что тестирование проводится в режиме реального времени, и переотраженные сигналы предыдущих импульсов складываются с последующими и MPI растет.

Построим гистограмму зависимости MPI от количества разъемных соединений для max и min значений (рисунок 3)

Рисунок 3 – Гистограмма зависимости MPI от количества разъемных соединений для max и min значений

Как видно из графика, при подключении третьего коннектора MPI начинает несколько превышать уровень -55 дБ, что можно считать пороговым условием появления MPI. При дальнейшем увеличении количества разъемных соединений MPI плавно растет, как растет и диапазон значений MPI. Наличие коннектора k=6 дает резкое увеличение MPI. Это связано с большим количеством переотражений сигнала в ОВ.

Многолучевой интерферометр MPI-800 может быть использован как стандартный измеритель мощности. Проводились испытания по измерению выходной оптической мощности с шагом в 0,5 дБм и опорной мощностью в 1 мВт, результаты которых приведены в таблице 2, где k – это количество разъемных соединений:

Таблица 2 – Результаты измерений выходной оптической мощности

Продолжение таблицы 2

Проанализировав полученные значения, можно увидеть, что выходная мощность отличается от входной примерно на одну и ту же величину для каждого количества коннекторов (таблица 3), которая совпадает с нулевой мощностью в дБм.