Пояснительная записка (1214924), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Известно из опыта эксплуатации векторного анализатора,модуляторов, высокочастотных усилителей, что нелинейность измерительнойаппаратуры после соответствующей калибровки всей измерительной системысоставит не более 0,06°.Данные оценки позволяет определить составляющую неопределенностирезультатов измерения ХД вследствие влияния неопределенности результатовизмерения фазы.Таким образом, в данном параграфе была оценена составляющаянеопределенности результатов измерения ХД вследствие влияниянеопределенности результатов измерения фазы, минимизировано влияниетемпературного дрейфа оптической длины ОВ на неопределенностьрезультатов измерений фазы за счет оптимального выбора длины волныизлучения опорного лазера.В таблице 2.3 приведены все составляющие, которые влияют нанеопределенность результатов ХД.40Таблица 2.3 - Таблица значений составляющих неопределенностиНеопределенностьрезультатовизмеренийФазы Частоты Длины волны За счет влияниядополнительныхдисперсийСоставляющиенеопределенностиНеопределенностьрезультатов измеренияфазы векторныманализаторомТемпературный дрейфдлины исследуемогоОВНелинейностьизмерительногооборудованияНеопределенностьрезультатов установкичастоты модуляцииНеопределенностьрезультатов измерениядлины волны опорноголазераНеопределенностьрезультатов измерениядлины волныперестраиваемоголазераПМД дисперсия 2огопорядка ОВНеопределенностьаппроксимацииФазовый шумгенератораШум усилителейРасширенная неопределенностьЗначение0,05°0,060,58*−0,07 пм0,07 пм0,03 пс/нм0,1 пс/нм0,34+0,0004D413 ИТОГОВЫЙ АНАЛИЗ ДЛЯ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮМЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ ХРОМАТИЧЕСКОЙ ДИСПЕРСИИИсходя из анализа, сделанного в первых двух разделах, а именно анализосновных методов измерения ХД, а также модифицированного фазосдвиговогометода, можно составить таблицу, которая включает в себя все рассмотренныеметоды измерения ХД.Таблица 3.1 - Обобщающая таблица для всех методов измерения ХДМетодДостоинстваНедостаткиМодифицированныйфазосдвиговыйИзмерение временираспространенияимпульса в волокнеРефлектометрическийФазосдвиговыйДифференциальнофазосдвиговыйФазоводальнометрическийИнтерферометрическийС использованиемнелинейных методовПогрешность,пс/нм0,34Трудность в реализацииНаиболее прост вреализацииНизкая стоимостьДостаточно прост вреализацииОдинаковая точностьизмерения больших ималых значений ХДМалый шаг измерений подлине волныСложнее в реализации,чем фазосдвиговыйСложнее в реализации,чем фазосдвиговыйОчень быстрыеизмеренияВысокая точностьДиапазон длин волн - от1000 до 1700 нм.Ограниченноеколичество точекизмерения1) Есть проблемы привычислении большихзначений ХД2) Постоянная частотамодуляции излучения3) Высокая стоимость1) Шаг измеренийдолжен быть более 10 нм2) Фиксированнаяразность между шагами20151,51,51,51) Огромная база длядлинных ОВ2) Сложность процессаюстировки3) Сложность вобработкеРезультатов измеренийСложности в реализацииПроизводит измерениялишь вблизи нулевойдисперсии0,0001542Проанализировав все методы, предлагаю рекомендацию по использованиюметодов измерения ХД:1) Фазосдвиговый классический метод, как было описано в 1 разделе,является лучшим из всех, но уступает лишь модифицированному.Для оценки погрешности этим методом экспериментальным путем возьмемсоответствующее оборудование и волокно.Оборудованиедляизмерениядисперсиифазосдвиговымметодом:универсальная измерительная система EXFO FTB-400, анализатор ХД EXFOFTB-5800, лазер EXFO FLS-5800 CD/PMD Analyzer Source.
В качестве мерыизмерения ХД будет катушка с волокном длиной 5км.Рисунок 3.1 - EXFO FTB-400С помощью этой системы можно измерить ХД в диапазоне от 1530 до 1640нм, построить график ХД, а также групповой задержки. Хроматическаядисперсия на графике показывается в виде значений пс/(нм/км).43Рисунок 3.2 - EXFO FLS-5800 CD Analyser sourceБыли проведены три испытания измерения ХД и построены три графикаХД.Рисунок 3.3 - Первый график при измерении ХД волокна длиной 5 км44Рисунок 3.4 - Второй график при измерении ХД волокна длиной 5 кмРисунок 3.5 - Третий график при измерении ХД волокна длиной 5 кмХроматическая дисперсия в ОВ длиной 5км на длине волны 1550 нм длякаждого испытания:1 = 17.019 ∗ 5 = 85,095 пс/нм2 = 17.358 ∗ 5 = 86,79 пс/нм(3.1)3 = 16.894 ∗ 5 = 84,47 пс/нмРазброс значений ХД составляет 2.29 нм, что удовлетворяет описанию в45оборудовании.Таким образом, фазосдвиговый метод можно применять при измерении ХДв волоконах в диапазоне 1530-1640 нм.
Также этот метод позволяет измерятьХД в транспортных сетях связи, в системах передачи SDH до STM-16 (2,5Гбит/с), STM-64 (10 Гбит/с) и STM-256 (40 Гбит/с) для внутристанционныхсоединений. Кроме того, в оптических сетях доступа, например PON, а также влокальных сетях для поддержки Gigabit Ethernet и 10 Gigabit Ethernet длявнутренних и кампусных (до 40 км) линий.2) Рефлектометрический метод является самым дешевым методом, но в тоже время обладает высокой погрешностью измерения.
Этот метод следуетиспользовать при больших значениях ХД, при измерении многомодовыхволокон. Таким образом, рефлектометрический метод наиболее оптимален влокальных вычислительных сетях и в линиях с низкой скоростью передачиданных.3) Интерферометрический метод имеет много недостатков и ограничений,которые ему не позволяют измерять ХД в современных оптическо-волоконныхлиниях. Поэтому этот метод следует использовать в лабораторных условиях,т.к. длина измеряемого образца не может быть более 1м.4)Модифицированныйвысокоточнымметодом,фазосдвиговыйкоторыйметодиспользуетсяявляетсявкачественаиболееэталона.Погрешность при измерении этим методом не более 0,34 пс/нм. Поэтому дажеесли требуется посчитать ХД на небольшом участке, этот метод позволяетрассчитать значение до второго знака после запятой.46ЗАКЛЮЧЕНИЕВ данной работе был проделан анализ методов измерения хроматическойдисперсии, рассмотрены все достоинства и недостатки каждого метода.Определен лучший метод для измерения хроматической дисперсии модифицированный фазосдвиговый метод.
В этом методе устраняются тенедостатки, которые были в классическом фазосдвиговом методе. Былирассмотрены значения погрешности для модифицированного метода, а такжевыяснены все источники неопределенности при измерении ХД.Также предложена рекомендация по применению методов измерения ХД вконтексте различных сетей и в зависимости от себестоимости оборудованияизмерения хроматической дисперсии.47БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК1. Глущенко А.Г., Головкина М.В. Физические основы волоконной оптики.Конспект лекций.
- Самара: ГОУВПО ПГУТИ, 2009. - 144 с.2. Кингсепп А.С., Локшин Г.Р., Ольхов О.А. Основы физики. Курс общейфизики. Т.1. Механика. Электричество и магнетизм. Колебания и волны.Волновая оптика // Под ред. А.С. Кингсепа -. Москва, Физматлит. - 2001.3. Волоконно-оптическая техника. Современное состояние и новыеперспективы // Под редакцией С. А. Дмитриева, Н.
Н. Слепов, М: Техносфера,2010. - 608 с.4. ITU-T Recommendation G.652 Characteristics of a single-mode optical fibrecable, 03.1993.5. ITU-T Recommendation G.653 Characteristics of a dispersion-shifted singlemode optical fibre cable, 03.1993.6. ITU-T Recommendation G.655 Characteristics of a non-zero dispersion shiftedsingle mode-optical fibre cable, 10.1996.7. IEC 61744 Calibration of fibre optic chromatic dispersion test sets.8. Листвин A.B., Листвин B.H., Швырков Д.В. Оптические волокна длялиний связи. - Вэлком. - 2002.9.
IEC 60793-1-42 Optical fibres - Part 1-42: Measurement methods and testprocedures - Chromatic dispersion.10. ANSI/TIA-455-175 Chromatic Dispersion Measurement of Optical Fiber bythe Differential Phase-Shift.11. IEC/TR 61282-7 Fibre optic communication system design guides - Part 7:Statistical calculation of chromatic dispersion.12. ANSI/TIA-455-169 Chromatic Dispersion Measurement of OpticalFibers by the Phase-Shift Method.13.
TIA/EIA-455-168-A Chromatic Dispersion Measurement of MultimodeGraded-Index and Single-Mode Optical Fibers by Spectral Group DelayMeasurement in the Time Domain.14. Глазов А.И., Иванов В.С., Кравцов В.Е., Пнев А.Б., Тихомиров С.В.48Метрологическое обеспечение измерений параметров волоконнооптическихсистем передачи информации // Измерительная техника. - 2010 . -№7.-с.
43.15. Cohen, Leonard G., "Comparison of single mode fiber dispersionmeasurement" Journal of Lightwave Technology, 1985, LT-3 (5), pp. 958-96616. Марьенков А.А., Ивкович A.B., Гринштейн М.Л. Анализ источниковпогрешностиизмеренияфазовымметодомхроматическойдисперсииодномодовых волоконных световодов. - Радиотехника и электроника. -1991,вып. 20, с.44-48.17. Григорьев В.В., Лазарев В.А., Митюрев А.К., Пнев А.Б., ТихомировС.В., Оптико-электронная измерительная система мониторинга деформации наоснове наноразмерных волоконно-оптических периодических структур //конференция по волоконной оптике. - г. Пермь.
- 2009г.18. С. В. Тихомиров, В. В. Григорьев, В. Е. Кравцов, А. К. Митюрёв, А. Б.Пнев.Методыисредстваметрологическогообеспеченияизмеренийхроматической и поляризационной модовой дисперсий в ВОЛС // Вестникметролога. -2011.- №2. - с. 2-5.19. Рабинович С.Г. Погрешности измерений // Л: Энергия. - 1978. - 262 с.20. Резак Е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
