Способ идентификационных испытаний оптических волокон Российский патент 2023 года по МПК G02B6/42 G01M11/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к средствам испытаний оптических волокон, в частности, к способам идентификационных испытаний оптических волокон для установления их производителя и/или происхождения, а также марки.

Уровень техники

В качестве наиболее близкого аналога выбран известный способ идентификации оптических волокон (ОВ), который заключается в том, что в каждое волокно оптической линии вводят оптический зондирующий сигнал. Последовательно считывают каждый указанный сигнал, прошедший через соответствующее волокно линии, и идентифицируют оптическое волокно в линии на основании полученного сигнала. При этом зондирующий сигнал для каждого волокна линии имеет неповторяющуюся последовательность оптических импульсов, которая характеризует номер оптического волокна в линии (патент RU 2546718, опубликовано 10.04.2015). Данный известный способ обеспечивает повышение достоверности идентификации концов оптических волокон в составе оптического кабеля. Однако данный способ не позволяет определить происхождение оптических волокон, использованных в кабеле.

Сущность изобретения

Изобретение решает задачу идентификации оптических волокон, не имеющих маркировки и подтверждения происхождения, посредством набора идентификационных признаков, в качестве которых используются параметры и свойства оптических волокон.

Достигаемый технический результат заключается в повышении достоверности идентификации оптических волокон неподтвержденного происхождения.

Указанный технический результат достигается тем, что способ идентификационных испытаний оптических волокон состоит в том, что для испытуемого оптического волокна определяют величину спектрального затухания, длину волны отсечки и диаметр модового поля, полученные значения указанных параметров сравнивают с эталонными значениями для известных марок оптических волокон и по совпадению измеренных и эталонных значений идентифицируют марку оптического волокна.

Указанный технический результат достигается тем, что в качестве дополнительных идентификационных признаков используют геометрические параметры, выбранные из группы: диаметр оболочки, некруглость оболочки, неконцентричность сердцевины и оболочки, а также профиль показателя преломления, частота вынужденного рассеяния Мандельштама-Бриллюэна (ВРМБ), хроматическая дисперсия, потери, вызванные макроизгибами, ИК-спектр полимерного защитного покрытия (ЗП), термо-гравиметрический анализ (ТГА) полимерного ЗП, стойкость к воздействию спецфакторов (ионизирующего излучения), профиль показателя преломления ОВ.

Отличительной особенностью изобретения является выбор параметров, сочетание которых позволяет с высокой вероятностью идентифицировать марку волокна, а также его производителя и происхождение.

Перечень фигур чертежей

На Фиг.1 показан пример графика спектрального затухания испытуемого образца.

Осуществление изобретения

Идентификация продукции может осуществляться различными способами.

Основным способом является изучение маркировки, нанесенной на продукцию и получение информации о ее свойствах по каталогами спецификациям.

Данный способ неприменим к оптическим волокнам, которые находятся вне упаковки, например в составе оптического кабеля, поскольку сами оптические волокна не могут маркироваться по причине их малых размеров.

Наиболее распространённым типом оптического волокна (ОВ) является одномодовое ОВ, соответствующее стандарту ГОСТ Р МЭК 60793-2-50.

На рынке представлено множество заводов-производителей ОВ, каждый из которых имеет свою продукцию. Продукция всех известных мировых производителей, присутствующая на рынке должна соответствовать международному стандарту МЭК 60793-2-50, рекомендациям МСЭ-Т серий G.652 – G.657 и требованиям ГОСТ Р МЭК 60793-2-50, более того, ОВ ведущих производителей значительно превосходит эти требования. Вместе с тем, способы достижения соответствия требованиям стандартов – конструкция ОВ и технология его производства каждый из производителей ОВ выбирает сам.

Настоящее изобретение представляет интерес как производителям оптических кабелей, так и их потребителям. В ряде случаев некоторыми производителями оптических кабелей (ОК) применяется более дешёвое ОВ вместо прописанного в документации заказчика более дорогого аналога. При выходе из строя ОК эксплуатирующая волоконно-оптическую линию связи (ВОЛС) организация может направить претензию не только поставщику или производителю ОК, но и заявленному в документации производителю ОВ. В таком случае, производитель ОВ должен доказать, что в ОК было применено ОВ другого производителя. В данном случае речь идёт о задаче идентификации, т.е. достоверного установления марки и производителя конкретного образца оптического волокна.

Изобретение основано на сравнении измеренных характеристик продукции с известными эталонными значениями этих характеристик.

Способ состоит в том, что для испытуемого оптического волокна определяют величину спектрального затухания, длину волны отсечки и диаметр модового поля. Полученные значения указанных параметров сравнивают с эталонными значениями для известных марок оптических волокон и по совпадению измеренных и эталонных значений идентифицируют марку оптического волокна.

В качестве дополнительных идентификационных признаков используют геометрические параметры, выбранные из группы: диаметр оболочки, некруглость оболочки, неконцентричность сердцевины и оболочки, частота ВРМБ, хроматическая дисперсия, потери, вызванные макроизгибами, ИК-спектр ЗП, ТГА полимерного ЗП, стойкость к воздействию спецфакторов, профиль показателя преломления ОВ.

Измерение идентификационных параметров проводят в нормальных климатических условиях (НКУ) согласно ГОСТ 20.57.406:

- температура воздуха от 15 до 35°C;

- относительная влажность воздуха от 45 до 80 %;

- атмосферное давление от 84 до 106 кПа (от 630 до 800 мм. рт. ст.).

Измерение спектрального затухания проводят на образце длиной не менее 5 км методом обрыва, например, по ГОСТ Р МЭК 60793-1-40, Метод А.

Волоконную длину волны отсечки (λс) определяют на длине образца 2 ± 0,2 метра, например, по ГОСТ Р МЭК 60793-1-44, Метод С.

Диаметр модового поля определяют на длине образца 2 ± 0,2 метра, например, по ГОСТ Р МЭК 60793-1-45, Метод В.

Допускается проводить испытания по определению волоконной длины волны отсечки и диаметра модового поля на одном образце.

Дополнительные идентификационные параметры:

Диаметр оболочки, некруглость оболочки, неконцентричность сердцевины и оболочки определяют на длине образца не менее 1 м согласно ГОСТ Р МЭК 60793-1-21.

Хроматическую дисперсию определяют на длине образца не менее 10 км по ГОСТ Р МЭК 60793-1-42, Метод D.

Потери, вызванные макроизгибами определяют согласно ГОСТ Р МЭК 60793-1-47 путём наматывания 1 витка образца ОВ на оправки радиусами 10 мм, 7,5 мм и 5 мм и измерения прироста оптических потерь согласно ГОСТ Р МЭК 60793-1-40, Метод А или ГОСТ Р МЭК 60794-1-46, Метод А на длинах волн 1550 нм и 1625 нм.

Стойкость к воздействию спецфакторов определяют согласно ГОСТ Р МЭК 60793-1-54 или методике ЖКНЮ.ИЦ9707.01.0001-ПМИДН.

Профиль показателя преломления измеряется методом преломления в ближнем поле согласно ГОСТ Р МЭК 60793-1-20, метод А на образце ОВ длиной не менее 2 м.

Частота ВРМБ измеряется при помощи бриллюэновского анализатора (BOTDA) или бриллюэновского рефлектометра (BOTDR) на образцах ОВ, смотанных в бухту длиной не менее 50 м, которые были выдержаны в НКУ не менее 24 ч, после чего испытуемый образец ОВ подключают к анализатору и измеряют частоту ВРМБ, при этом регистрируют значение температуры, при которой находится образец, с точностью не менее ± 1°С.

ТГА проводится согласно ГОСТ 29127 на образце ОВ массой не более 500 мг.

Молекулярную структуру ЗП определяют согласно ГОСТ Р 57941 по ИК-спектру, полученному с применением метода многократного нарушенного полного внутреннего отражения (МНПВО).

Полученные результаты измерений параметров сравнивают с библиотекой измерений эталонных образцов.

При соответствии всех измеряемых параметров образца ОВ данными одного из эталонных образцов с учётом погрешности измерений, делается вывод о том, что испытуемый образец относится к той же категории и марке ОВ, что и эталонный образец. На этом основании делается заключение, что испытуемый образец произведён той же фирмой, что и эталонный образец или изготовлен из заготовки той же фирмы, из которой был изготовлен эталонный образец.

Принимается, что спектральное затухание испытуемого образца ОВ соответствует эталонному образцу, если график спектрального затухания измеряемого образца совпадает с графиком затухания эталонного образца с погрешностью не превышающей ± 0,005 дБ/км, при этом все значения затухания на длинах волн, приводимых в нормативной документации (НД), измеряемого образца находятся в пределах значений, установленных в НД на эталонный образец.

Длина волны отсечки испытуемого образца ОВ соответствует эталонному образцу, если полученное значение для испытуемого образца находится в пределах значений, установленных в НД на эталонный образец с погрешностью, не превышающей ± 50 нм.

Диаметр модового поля испытуемого образца ОВ соответствует эталонному образцу, если полученное значение для испытуемого образца находится в пределах значений, установленных в НД на эталонный образец с погрешностью, соответствующей погрешности прибора, но не более ± 0,05 мкм.

В случае несовпадения по одному из измеряемых параметров с данными одного из эталонных образцов, производят повторное измерение не совпавшего параметра.

Если при повторном измерении получено совпадение с эталонным образцом, делается вывод о том, что испытуемый образец относится к той же категории и марке оптического волокна, что и эталонный образец. Следовательно, данный испытуемый образец произведён той же фирмой, что и эталонный образец или изготовлен из заготовки той же фирмы, из которой был изготовлен эталонный образец.

Если при повторном измерении не получено совпадение с эталонным образцом, делается вывод о том, что в библиотеке результатов измерений нет данных по испытуемому образцу. Следовательно, испытуемый образец не может быть отнесён ни к одной из марок ОВ, имеющихся в библиотеке результатов измерений эталонных образцов.

При несоответствии измеряемых параметров с данными эталонных образцов, делается вывод о том, что в библиотеке результатов измерений нет данных по испытуемому образцу. Следовательно, испытуемый образец не может быть отнесён ни к одной из марок ОВ, имеющихся в библиотеке результатов измерений эталонных образцов.

Примеры осуществления изобретения.

На испытания с целью определения производителя был передан образец оптического волокна без сопроводительной документации и на поставочной катушке без маркировки.

Проведенные измерения установили следующие значения идентификационных параметров образца:

- спектральное затухание показано на Фиг.1;

- волоконная длина волны отсечки: 1300.92 нм;

- диаметр модового поля: 9.082 мкм.

Сравнение полученных значения известными эталонными значениями позволило установить, что испытуемый образец является оптическим волокном категории G.652.B согласно рекомендациям МСЭ-Т, производитель – фирма Corning.

Изобретение относится к средствам испытаний оптических волокон. Способ состоит в том, что из испытуемого оптического волокна изготавливают испытательный образец. Для полученного образца определяют величину спектрального затухания, длину волны отсечки и диаметр модового поля. Полученные значения указанных параметров сравнивают с эталонными значениями для известных марок оптических волокон и по совпадению измеренных и эталонных значений идентифицируют марку оптического волокна. Технический результат: повышение достоверности испытаний. 7 з.п. ф-лы.

1. Способ идентификационных испытаний оптических волокон, состоящий в том, что для испытуемого оптического волокна определяют величину спектрального затухания, длину волны отсечки и диаметр модового поля, полученные значения указанных параметров сравнивают с эталонными значениями для известных марок оптических волокон и по совпадению измеренных и эталонных значений идентифицируют марку оптического волокна.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве дополнительных идентификационных признаков используют геометрические параметры, выбранные из группы: диаметр оболочки, некруглость оболочки, неконцентричность сердцевины и оболочки.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве дополнительного идентификационного признака используют частоту вынужденного рассеяния Мандельштама-Бриллюэна (ВРМБ).

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве дополнительного идентификационного признака используют хроматическую дисперсию.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве дополнительного идентификационного признака используют потери, вызванные макроизгибами.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве дополнительного идентификационного признака используют ИК-спектр полимерного защитного покрытия.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве дополнительного идентификационного признака используют термогравиметрический анализ (ТГА) полимерного защитного покрытия.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве дополнительного идентификационного признака используют профиль показателя преломления ОВ.