Антиплагиат (1214919), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Упомянутый компромисс приводится квыбору шага перестройки лазеров, который равняется 4 нм для измерения ХД.[1]Чтобы достичь э того применяются перестраиваемые лазеры или ж е набор лазеров при шаге 4 нм, чтобы измерить ХД.2)Уменьшение погрешности результатов измерения длины волны лазеровЧтобыуменьшитьвлиянияпогрешностиизмерениядлиныволныоптическогоперестраиваемого лазеров на неопределенность результатов измерений ХД, визлученияопорногои[1]схему классического метода вводится контроль длины волны с минимальной на погрешностью, которая получается за счетприменения измерителя длины волны,средней мощности, ослабления и длины волны для волоконно-оптических систем связи и передачи информации(ГЭТ 170-2011).
Расширенная неопределенность результатов измерений длины волны оптического излученияданной аппаратурой составляет 0,14 пм при коэффициенте охвата 2.3)[1]Сниж ение погрешности измерения фазы сигналаЭто проявляется за счет зависимости от вида используемой аппаратуры при измерении фазы. Рассмотрим 2 видасовершенно разных типа аппаратуры для измерения фазы сигнала и, следовательно, 2 схемы при построении аппаратурыдля измерения ХД, которые основываютсяна фазосдвиговом методе.
Первый - на основе фазометра,[1]суть его состоит в том, что он измеряет разности фаз НЧ сигналов (до 1МГц ) при погрешности 0,1°- 0,6°, и ВЧ сигналов(1000 МГц ) при погрешности 1° - 2°. Вторая схема - на основе векторного анализатора э лектрических ц епей. Он служ итдля анализа ВЧ ц епей (до 110ГГц ) при погрешности измерения фазы 0,3° - 1°. В э том случае появляется возмож ность вповышении частоты модуляц ии, а такж е в гибком ее изменении в зависимости от диапазона значения мер хроматическойдисперсии, наклона дисперсионной кривой, а такж е длины волны ненулевой дисперсии.Рисунок 2.8 - Структурная схема оборудования для измерения ХД на[1]основе фазосдвигового метода с применением фазометра.Рисунок 2.9 - Структурная схемаоборудования для измерения ХД на основе фазосдвигового метода сприменением векторного анализатора.[1]При применении фазометра в качестве аппаратурыизмерения разности фаз, частота модуляции оптического излучения (f) задается[1]внешним задающ им генератором.
Потом излучение, которое модулируется в передающ ем модуле, распадается наизмерительный и опорный канал. Излучение, которое поступает на измерительный канал, проходит через меру ХД иприобретает фазовый сдвиг относительно опорного канала. Затем приемный модуль совершает преобразованиеоптического сигнала 2 каналов в э лектрический, а фазометр в свою очередь совершает измерение разности фаз меж дуизмерительным и опорным каналами на частоте f. Частота модуляц ии в э том случае влияет обратно пропорц ионально напогрешность воспроизведения единиц ы ХД.
Такая величина мож ет достигать больших значений: до 1000 МГц .Применение фазометров на больших частотах мож ет привести к погрешности измерения разности фаз порядка 1. Чтобыуменьшить погрешность измерения разности фаз применяют гетеродинирование. Это помогает добиться сниж ениячастоты, на которой производятся измерения (fp).
В итоге, разность фаз измеряется с погрешностью до 0.1°.Теперь рассмотрим случай, когда применяется векторный анализатор. Частоту модуляц ии в таком случае выбирает саманализатор. Излучение, которое модулируется в передающ ем модуле, распадается на измерительный и опорный канал.Излучение, которое поступает на измерительный канал, проходит через меру ХД и приобретаетфазовый сдвиг относительно опорного канала. Затем приемный модуль преобразует оптический сигнал 2[1]каналов в э лектрический, а векторный анализатор производит измерение разности фаз на частоте f меж дуизмерительным и опорным каналами.Погрешность при измерении разности фаз у самых точных векторных анализаторов выше, чем у НЧ фазометров, иhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.24207038&repNumb=110/1921.06.2016Антиплагиатсоставляет в самом лучшем случае 0,3° в диапазоне от 50 МГц до 8 ГГц .
В таком случае появляется гибкость при выборечастоты модуляц ии измерительного оптического сигнала, потому что в векторный анализатор встроен синтезаторчастоты. Из э того следует, что есть возмож ность в выбореоптимальной частоты измерительного сигнала с целью повышения точности измерения ХД для[1]различных типов ОВ. Использование некоторогосинтезатора частоты в первом варианте построения аппаратуры для измерения ХД[1]затруднительно из-за необходимости внедрения второго канала синтеза частоты, который мож но перестраивать. Такж еследует сказать, что есть трудность в применении гетеродинного метода измерения ХД при больших частотах (более 1ГГц ).
В свою очередь необходимо сказать, что, после калибровки векторного анализатора, появляется возмож ностьполученияпогрешности измерения фазы 0.1°. Это ведет к гораздо меньшей погрешности измерения[1]ХД. Калибровка фазометра представляется трудной задачей, т.к. линия задерж ки мож етбыть длиной 1,5 м (при частоте модуляции 200 МГц), а погрешность определения длины линии задержки[1]составляет 0,4 мм.
Такие условия доставляют трудности при ее изготовлении. Вместе с э тим, при калибровке векторногоанализатора нуж налиния задержки длиной L=40 мм с погрешностью определения длины линии задержки l =10 мкм.В [1]итоге, из вышеперечисленного мож но сказать, что применение векторного анализатора дает более гибк й выборчастоты модуляц ии, что позволяет обеспечивать гораздо меньшую неопределенность результатов измерений ХД придолж ной калибровке векторного анализатора.4) Уменьшение влияния нестабильности температурыУменьшить влияние факторанестабильности температуры на неопределенность результатов измерений ХД[1]мож но тремя способами :- Способ создания активного термостата с небольшим внутренним объемом. Полученный термостат смож ет поддерж иватьпостоянную температуру по всему объему со погрешностью 0,1°С.- Создание пассивного термостата, не позволяющ ий быстро изменяться температуре в ОВ.- С помощ ью применения методики, которая позволяеткомпенсировать изменение фазы путем введения излучения опорного канала в меру.
В [1]такой методике излучения измерительного и опорного каналов проходят э квивалентную длину, которая зависит оттемпературы, и тем самым совершают компенсац ию удлинения ОВ меры.В модифиц ированном методе используется последний методдля[2]уменьшениявлияния нестабильности температуры на неопределенность результатов измерений ХД, а также[1]применяется активный и пассивный термостат для уменьшения влияния температуры окруж ающ ей среды.Всхеме по сравнению с классической участвует компенсация влияния температурной нестабильности меры нанеопределенность результатовизмеренийхроматической дисперсии,атакжеконтрольдлины волны ивозможность регулирования частоты модуляции оптического излучения.Компенсация температурной нестабильности происходит путем введения опорного оптического канала вместе сопорным лазером, излучение которого проходит[1]по ОВ.
Излучения, которое исходят от перестраиваемого лазера и опорного лазера приобретают э квивалентныеизменения фазового сдвига,что приводит к уменьшению суммарной неопределенности результатов измерений[1]ХД.В [2]итоге путем применения такого способа удается совершить компенсац ию изменения оптической длины ОВ.Чтобы уменьшитьнеопределенность результатов измерения ХД, наклона дисперсионной кривой и длины волны нулевой дисперсии[1]была получена возмож ность регулировать частоту модуляц ии интенсивности излучения лазера за счет применениявекторного анализатора для измерения разности фазы. Такж е чтобы уменьшить погрешность измерения разности фаз, ив э том ж е время, уменьшитьнеопределенность результатов измерения ХД, длины волны нулевой дисперсии, наклона дисперсионной кривойнужно сделать калибровку векторного анализатора.Все указанные изменения в структурной схеме[1]модифиц ированного метода дали возмож ность реализовать все достоинства фазосдвигового метода, а такж е устранитьего основные минусы.2.3 Анализ получения дисперсии в схеме модифиц ированного фазосдвигового методаhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.24207038&repNumb=111/1921.06.2016АнтиплагиатПроанализируем подробней прохож дениеоптического излучения и электрических сигналов, а также их изменения в структурной схеме измерения ХД с[1]помощ ью модифиц ированного метода.Перестраиваемый лазер создает оптическое излучение с длиной волны λi и интенсивностью Ii.
При помощ иперестраиваемого лазера происходит сканирование по длине волны. На такой длине волны происходит измерение фазы(задерж ки) сравнительно с опорным лазером. Эта задерж ка определена ХД тестируемого ОВ.Переключение перестраиваемых лазеров дает возмож ность проводить измерения ХД исследуемого ОВ в различныхподдиапазонах оптического спектра.Опорный лазер создает оптическое излучение с интенсивностью I0 и длиной волны λ0. Относительно такой длины волныпроисходит измерение фазы (задерж ки) сигнала .Как только оптическое излучение перестраиваемого и опорного лазера проходит через оптический разветвитель,получившееся излучение выраж ается в виде композиц ии двух излучений с различной интенсивностью и разными длинамиволн:I3=K1λ1I1+K2λ0I2 ,I4=K1λ1I1+K2λ0I2(2.5)где K1λ1 - коэ ффиц иент ответвления первого полюса на длине волны λi при учете собственныхпотерь разветвителя; K2λ0 - коэффициент ответвления второго полюса на длине волны λ0[1]при учете собственных потерь разветвителя.После прохож дения сигналом оптического разветвителя излучение идет на модулятор интенсивности, который построенна базе интерферометра Маха-Цандера.
Этот модулятор регулируется с помощ ью гармонического генератора с частотойf, встроенным в векторный анализатор.Чтобы вывести модулятор на рабочий реж им (рабочую точку), в котором глубина модуляц ии выраж ается максимальнымзначением, а гармонические искаж ения становятся минимальными, требуется напряж ение, которое нуж но подать наэ лектрический разъем модулятора. Напряж ение создается блоком, который устанавливает рабочую точку, обеспечиваетустойчивую глубину модуляц ии, а такж е наименьшие гармонические искаж ения при модуляц ии оптического сигнала.Синусоидальная форма ВЧ сигнала при модуляц ии найдена из наилучшего соотношения сигнал/шум основной гармоникии наименьших гармонических искаж ений в случае усиления сигнала в ОЭП в приемном модуле, что в свою очередь,позволяет уменьшить погрешность измерения ХД.
После прохож дениямодулятора интенсивность оптического излучения представляет собой сумму 2[1]составляющ их.It = K1λ1∙K3λ1I12∙(1+cosπ∙Vbias∙E(f)∙Vp∙cos2πftVπ+K2λ0∙K4λ0I22∙(1+cosπ∙Vbias∙E(f)∙Vp∙cos2πftVπ(2.6)где K4λ0- коэффициент ослабления оптического излучения на длине волны λ0; K3λ1 - коэффициент ослабленияоптического излучения на длине волны [1]λi; E(f) - амплитудно-частотная характеристика модулятора; Vp - модулирующ ее напряж ение высокой частоты, котороеподается на модулятор; Vbias - напряж ение смещ ения модулятор; Vπ - полуволновое напряж ение модулятора; f - частотымодуляц ии, Гц ;Затем промодулированное оптическое излучение поступает на ОВ. После прохож дения ОВ на выходе оптическоеизлучение приобретает изменениетемпературной нестабильности ОВ.вследствиеряда э ффектов: ХД, воздействия ПМД 2-ого порядка и влиянияВследствие э того на выходе из ОВ интенсивность излучения будет выраж аться как:I(t)=I1K1λiK3λiK5λi2(1+cosπVbiasE(f)cos(2πft+φ1Tλi+φ1Cλi+φ1PMλi)VpVπ++K2λ0K4λ0I2K6λ02(1+cosπVbiasE(f)cos(2πft+φ2Tλ0+φ2Cλ0+φ2PMλ0)VpVπ(2.7)где φ1C , φ2Cλ0 - набеги фаз оптического излучения при влиянии ХД на длинах волн λi и λ0 соответственно;φ1Tλi, φ2Tλ0 набеги фаз оптического излучения за счет температурной нестабильности на длинах волн λi и λ0 соответственно; φ1PMλi, φ2PMλ0 - набеги фаз оптического излучения на за счет ПМД 2-ого порядка длинах волн λiи λ0 соответственно; K5λ1 коэ ффиц иент ослабления оптического излучения на длине волны λi в тестируемом ОВ; K6λ0 -коэффициент ослабления оптического излучения на длине волны λ0 в тестируемом[1]ОВ;После прохож дения ОВ излучение идет в приемный блок.
Там спектральный демультиплексор разбивает оптическоеизлучение на 2 канала: опорное излучение итестируемое оптическое излучение.На двух выходах спектрального демультиплексора интенсивности оптического излучения:[1]It=I1K1λiK3λiK5λiK7λi2**(1+cosπVbiasE(f)cos(2πft+φ1Tλi+φ1Cλi+φ1Cλi+φ1PMλi+φ1PMλi)VpVπ++K2λ0K4λ0I2K6λ0K8λ02**(1+cosπVbiasE(f)cos(2πft+φ2Tλ0+φ2Cλ0+φ2Cλ0+φ2PMλ0+φ2PMλ0)VpVπ(2.8)где K7λi - коэ ффиц иент ослабления оптического излучения на длине волны λi в спектральном демультиплексоре; K8λ0 -коэффициент ослабления оптического излучения на длине волны λ0 в спектральном демультиплексоре; φ1 Cλi -http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.24207038&repNumb=112/1921.06.2016Антиплагиатнабег фазы оптического излучения на длине волны [1]λi за счет ХД в спектральном демультиплексоре; φ1PMλi -набег фазы оптического излучения на длиневолныλi; засчетПМД2-огодемультиплексоре; φ2 Cλ0 - набег фазы оптического излучения на длине волны λ0порядкавспектральном[1]из-за ХД в спектральном демультиплексоре; φ2PMλ0 -набег фазы оптического излучения на длине волны λ0вследствие ПМД 2-ого порядка в спектральномдемультиплексоре;[1]Каж дый канал спектрального демультиплексора проводит излучение на на оптико-э лектронный преобразователь соспектральной чувствительностью S, амплитудно-частотной и фазово-частотной характеристикой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
