СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ В РАЗЪЕМНОМ СОЕДИНЕНИИ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН
METHOD OF DETERMINING REFLECTION COEFFICIENT IN DETACHABLE CONNECTION OF OPTICAL FIBERS

Изобретение относится к волоконно-оптической технике связи и может быть использовано для оперативного определения коэффициента отражения в разъемных соединениях оптических волокон (ОВ), в том числе при выполнении монтажа устройств коммутации линейного тракта волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП), а также аудите состояния разъемных соединений устройств коммутации в рамках проведения планово-профилактических работ в процессе технической эксплуатации ВОЛП.
Известен рефлектометрический способ [1, 2] определения коэффициента от-ажения на стыке ОВ, заключающийся в том, что на ближнем конце к ОВ подключают оптический рефлектометр обратного рассеяния во временной области и измеряют характеристику обратного рассеяния ОВ со стороны ближнего конца (условно в направлении «А →Б»), на которой снимают показания рефлектометра по коэффициенту отражения на исследуемом стыке в направлении «А →Б», затем к ОВ с противоположной стороны подключают рефлектометр, вновь измеряют характеристику обратного рассеяния, по которой снимают показания рефлекто-метра по коэффициенту отражения на исследуемом стыке в направлении «Б →А», после чего определяют результирующее значение коэффициента отражения на исследуемом стыке как среднее арифметическое показаний рефлектометра в направлениях «А →Б» и «Б →А». Данный способ является универсальным и позволяет измерять указанный параметр передачи как разъемных (ОВ оконцованы волоконно-оптическими коннекторами, соединенными в волоконно-оптическом адаптере соответствующего типа), так и неразъемных (сварные соединения и сты-ки, выполненные с помощью механических соединителей) соединений ОВ. Одна-ко при измерении коэффициента отражения на стыке ОВ рефлектометрический способ требует выполнения двусторонних измерений, что увеличивает трудоемкость работ и время их выполнения. Кроме того данный способ не позволят корректно определять коэффициент отражения на стыках ОВ, в случае, если протяженность хотя бы одного из этой пары ОВ составляет менее 400 м [3], и в целом, учитывают максимальную разрешающую способность оптических рефлектометров обратного рассеяния во временной области, не позволяет проводить измерение коэффициента отражения на стыке ОВ, находящемся в мертвой зоне от предыдущей неоднородности, в том числе от подключения переднего разъема ре-флектометра к ОВ [1, 2]. Все это существенно ограничивает, а в ряде случаев – непосредственно исключает возможность применения рефлектометрического способа для определения коэффициента отражения в отдельном разъемном соединении заданного порта оконечного устройства коммутации одного элементарного кабельного участка (ЭКУ) ВОЛП. В частности, при непосредственном подключении оптического рефлектометра через волоконно-оптический патчкорд к тестируемому разъемному соединению порта этого оконечного устройства ком-мутации для оперативного определения коэффициента отражения, например, при проведении монтажа или аудита состояния портов устройств коммутации ЭКУ ВОЛП.
Известен способ оценивания качества разъемного соединения на основе анализа состояния торцевой поверхности феррула волоконно-оптического кон-нектора, заключающийся в том [4], что с помощью комплекта видеодиагностики снимается изображение торца феррула тестируемого коннектора, далее на основе соответствующей методики проводится зонирование этого изображения, напри-мер, в соответствие с ратифицированным измерительным стандартом IEC 61300-3-35 [10], на 4 области – «А» («критическая» – сердцевина), «B» (оболочка), «С» («клеевая» зона – граница оболочка/феррул) и «D» (контактная зона ферула), оценивается площадь загрязнения в пределах каждой зоны, в отдельных случаях так-же идентифицируется характер загрязнения (царапины, сколы, грязь и пр.), после чего на основании результатов проведенного анализа зонированного торца фер-рула на соответствие определенным критериям, например, регламентированным в рамках упомянутого стандарта IEC 61300-3-35 [4], делается заключение о про-хождении («PASS») или, напротив, не прохождении («FAIL») этого исследуемого коннектора тест видеодиагностики. При этом данный способ не предполагает проведение оценивания непосредственно значения коэффициента отражения в разъемном соединении ОВ, выполненном с этим волоконно-оптическим коннек-тором.
Известна модификация предыдущего подхода – способ определения коэффициента отражения в разъемном соединении ОВ [5, 6] на основе анализа изображения торцевой поверхности феррула волоконно-оптического коннектора, заключающийся в том, что также на первом этапе с помощью комплекта видеодиагностики снимается изображение торцевой поверхности феррула, которое затем разбивается на концентрические области с интервалом не менее 2.5 мкм и далее проводится оценка весового коэффициента ограничения поля основной моды, ко-торый представляет собой отношение суммы произведений общей площади за-грязнения торца феррула в пределах i-ой зоны на радиальное распределение поля основной моды к сумме произведений площади i-ой зоны на радиальное распре-деление поля основной моды, которое в данном способе описывается функцией Гаусса, при этом далее полученное значение весового коэффициента сопоставля-ется с предварительно построенной полиномиальной кривой второго порядка с эмпирически подобранными интерполяционными коэффициентами, в результате которого определяется искомое значение коэффициента отражения. Однако дан-ный способ предназначен для определения коэффициента отражения на разъем-ном соединении только одномодовых ОВ (ООВ), что существенно ограничивает область применения способа для разъемных соединений пары ОВ другого типа.
Сущностью предлагаемого изобретения является расширение области при-менения, а именно возможность определения коэффициента отражения в разъемном соединении как пары однотипных ОВ (например, пары ООВ одной действующей рекомендации ITU-T, или пары многомодовых ОВ (МОВ) одной категории TIA/ISO), так и пар разнотипных ОВ (ООВ разных рекомендаций ITU-T, МОВ разных категорий ISO/IEC, либо пары ООВ-МОВ / МОВ-ООВ, в зависимости от направления передачи оптического излучения с выхода источника), в том числе портов смонтированных оконечных устройства коммутации ЭКУ ВОЛП. Эта сущность достигается за счет того, что, согласно заявляемому способу определения коэффициента отражения в разъемном соединении ОВ, предварительно создают базу данных эталонных изображений торцевой поверхности феррула волоконно-оптического коннектора заданного типа с инсталлированным ОВ соответствующего типа из заданной пары одно- или разнотипных ОВ, каждому из которых присваивается уникальный идентификатор; для каждого эталонного изображения торцевой поверхности феррула волоконно-оптического коннектора с присвоенным уникальным идентификатором определяют действительное значение коэффициента отражения для разъемного соединения этой пары ОВ, при определении которого выполняется условие прохождения теста чистоты всей торцевой поверхности феррула второго коннектора с инсталлированным вторым ОВ из этой пары; эталонными изображениями, присвоенными им идентификаторами и значениями коэффициента отражения заполняют базу данных; снимают изображение торцевой поверхности феррула тестируемого волоконно-оптического коннектора с инсталлированным ОВ, сопоставляют его с эталонными изображениями базы данных торцевых поверхностей феррула волоконно-оптического коннектора с ОВ этого же типа, находят по совокупности соответствующих критериев и при-знаков наиболее близкое к изображению торцевой поверхности феррула тестируемого волоконно-оптического коннектора эталонное изображение из базы данных, ставят ему в соответствие персональный идентификатор этого эталонного изображения и далее соответствующее ему искомое значение коэффициента отражения.
Сопоставление заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ обеспечивает возможность определения коэффициента отражения в разъемных соединениях, в том числе, портов смонтированных оконечных устройства коммутации ЭКУ ВОЛП, пары не только ООВ, но и МОВ, а также разнотипных ОВ – например, ООВ-МОВ или МОВ-ООВ, ООВ неодинаковых рекомендаций ITU-T и МОВ неодинаковых категорий TIA/ISO, с учетом направления пере-дачи оптического излучения. Для этого необходимо сформировать описанную выше специализированную базу данных эталонных изображений торцевой поверхности волоконно-оптических коннекторов с инсталлированным ОВ соответствующего типа с присвоенными уникальными идентификаторами и соответствующими им значениями коэффициента отражения. Изобретение может быть реализовано в любой вычислительной системе, например в ПЭВМ, на сервере и т.п.
ЛИТЕРАТУРА
1. Understanding OTDRs. – GN Nettest, 2000. – 70 p.
2. Листвин, А.В. Рефлектометрия оптических волокон / А.В. Листвин, В.Н. Листвин. – М.: ЛЕСАРарт, 2005. – 208 с.
3. РД 45.180 – 2001. Руководящий документ отрасли. Руководство по прове-дению планово-профилактических и аварийно-восстановительных работ на ли-нейно-кабельных сооружениях связи волоконно-оптической линии передачи.
4. IEC 61300-3-35. International standard, fiber optic interconnecting devices and passive components. Basic test and measurement procedures.
5. Berdinskikh T., Huang S.Y., Tkalec H., Wilson D. H., Zhang F. Standardizing cleanliness for fiber optic connectors cuts costs, improves quality // J. Global SMT & Packaging. – 2006. – 6-7 (June/July). – P. 10-12.
6. Berdinskikh T., Huang S.Y., Hughes M., Tkalec H., Wilson D. Development of cleanliness specification for single-mode connectors with 1.25 and 2.5 mm ferrules [Электронный ресурс]: International Electronics Manufacturing Initiative. IEC Meet-ing, Quebec City, October 16, 2006. – Режим доступа http://thor.inemi.org/webdownload/newsroom/Presentations/IEC_2006/Cleanliness-Specification_IEC_Oct_2006.pdf , свободный. – Загл. с экрана.