ДИАГНОСТИКА ПОВРЕЖДЕНИЙ В ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ЛИНИЯХ ПЕРЕДАЧ

Вестник магистратуры. 2019. № 3-2

ISSN 2223-4047

УДК 621. 317: [621.391.63: 681.7.068]

Д.Ю. Черевань

ДИАГНОСТИКА ПОВРЕЖДЕНИЙ В ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ЛИНИЯХ ПЕРЕДАЧ

В данной работе затрагиваются причины сокращения срока службы оптического кабеля, а соответственно, и актуальность возникновения ранней диагностики повреждений оптического волокна. Определены возможные причины появления механических напряжений внутри оптического волокна. Рассмотрен принцип построения бриллюэновскогорефлек-тометра.

Ключевые слова: оптическое волокно, натяжение, оптический рефлектометр, бриллюэновское рассеяние света, бриллюэновская рефлек-тометрия.

Важным достоинством волоконно-оптических линий связи является их потенциальная долговечность. Однако для обеспечения долголетней работы необходимы соответствующие условия и главное из них — отсутствие механических напряжений в волокне. Повышенное натяжение волокна в кабеле вызывает деградацию его прочностных характеристик, что в конце концов приводит к разрыву волокна. Даже незначительное натяжение волокна может привести к многократному уменьшению его срока службы. Поэтому надежность волоконно-оптических линий связи невозможно оценить, не имея достоверной информации о натяжении волокна в кабеле.

Возможные причины появления механических напряжений внутри оптического волокна:

-нарушение технологического процесса производства оптоволоконного кабеля;

-нарушение норм, регулирующих процессы прокладки оптического кабеля;

- суточные перепады температуры окружающей среды;

- различного рода деформации грунта;

- просаживание канализационных ходов телефонной линии;

- обледенение подвесных кабелей;

- просаживание фундаментов высотных зданий, мостов, эстакад и прочих инженерных сооружений.

Обычные оптические рефлектометры не в состоянии определить натяжение волокна, поскольку величина оптических потерь при возникновении напряжений в волокне, как правило, остается в пределах нормы вплоть до момента наступления необратимых изменений в волокне. Для решения этой задачи были разработаны бриллюэновские рефлектометры (Brillouin Optical Time Domain Reflectometer), которые не только измеряют оптические свойства, но и на их основе позволяют прогнозировать обрыв волокна.

Для измерения распределения натяжения вдоль волокна необходимы приборы, выполняющие одновременно функции оптического импульсного рефлектометра и оптического анализатора спектра. Схема построения такого прибора представлена ниже.

Как показано на рисунке с одной стороны в волокно вводится излучение лазера накачки с частотой fH, а с другой стороны излучение зондирующего лазера с частотой fc. После прохождения через акустооп-тический модулятор (АОМ) частота излучения накачки становится равной f + Af, где Af - смещение частоты, создаваемое акустооптическим модулятором. Далее излучение накачки модулируется по амплитуде с помощью электроабсорбционного модулятора (ЕОМ), усиливается с помощью оптического усилителя мощности (EDFA) и вводится в тестируемое волокно.

© Черевань Д.Ю., 2019.

Научный руководитель: Горлов Николай Ильич - доктор технических наук, профессор, Сибирский Государственный Университет телекоммуникаций и информатики, Россия.

ISSN 2223-4047

Вестник магистратуры. 2019. № 3-2

f„+Af

JL

EDFA

DFB-LD * AOM EOM

- FC

Тестируемое волокно

Зондирующий сигнал

I

DFB-LD

Фильтр

Микропроцессор

Фотоприемник

c

Рис. 1. Оптическая схема бриллюэновского анализатора

Коэффициент бриллюэновского усиления зависит от состояния поляризации излучения накачки и сигнала. Максимальное усиление достигается, когда эти состояния одинаковы в месте взаимодействия этих волн (на ширине импульса накачки). Из-за двулучепреломления волокна эти состояния поляризации изменяются вдоль волокна, вообще говоря, случайным образом и их вариации приводят к замираниям отклика фотоприемника. Для того, чтобы устранить эти замирания перед оптическим усилителем устанавливается фарадеевский вращатель (FC), периодически изменяющий состояние поляризации проходящего через него излучения.

Во встречном направлении в волокно вводится излучение от зондирующего лазера с частотой fc. Это излучение усиливается при взаимодействии с импульсной накачкой за счет эффекта SBS, проходит через волокно и направляется с помощью оптического ответвителя на вход фотоприемника. Узкополосный оптический фильтр, установленный перед фотоприемником, не пропускает на фотоприемник сигнал реле-евского рассеяния (на частоте fH +Af).

Библиографический список

1. Листвин А.В., Листвин В.Н. Рефлектометрия оптических волокон - М.: ЛЕСАРарт. 2005. - 208 с., ил..

2.Н.Ю.Ситнов. Исследование методов ранней диагностики волоконно-оптических линий передачи// Автореферат; Новосибирск, 2011. 26 с.

ЧЕРВАНЬ ДАРЬЯ ЮРЬЕВНА - бакалавр, Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, Россия.