Лабораторный стенд для проведения исследований в волоконно-оптических линиях связи Российский патент 2024 года по МПК G01D5/353 G08B13/186 H04B10/07 

Изобретение относится к области обучающих устройств, а именно к техническим средствам для проведения исследований в волоконно-оптических линиях связи и может использоваться для проведения практических и лабораторных работ по курсу «Волоконно-оптические линии связи», а также других курсах, в которых рассматриваются вопросы измерения затуханий и потерь оптической мощности в волоконно-оптических линиях связи. Стенд может использоваться для проведения исследовательских работ при изучении свойств отражающих поверхностей оптического волокна.

Известен комплект учебно-лабораторного оборудования «Волоконно-оптическая линия связи» («Волоконно-оптическая связь») УП6450.

Комплект учебно-лабораторного оборудования «Волоконно-оптическая связь» предназначен для изучения основных активных и пассивных компонентов волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), исследования стыков и изгибов оптоволокна и получения практических навыков по сборке ВОЛС и работе с измерительным оборудованием.

Лабораторный стенд "Волоконно-оптическая связь" содержит моноблок с набором функциональных блоков: оптические линии связи, устройство задания радиуса волокна, высокоточный позиционер для центрирования волокна, переменный аттенюатор FC, соединительные разъемы, переходные соединители. Недостатком этого устройства является:

Ограничение протяженности моделирования оптической линии связи, не более 1000 м. Малая мобильность и функциональность.

В качестве ближайшего аналога (прототипа) выбран, лабораторный стенд «Волоконно-оптическая линия связи» ВОЛС-02.

Лабораторный стенд представляет собой моноблок. На моноблоке располагается пассивное оптическое оборудование, содержащее одномодовую оптическую линию связи, переменный оптический аттенюатор, переходные оптическими розетками типа SM.

Стенд предназначен для изучения и получения практического навыка работы с волоконно-оптическими линиями связи и измерительным оборудованием в средних и высших учебных заведениях и при подготовке специалистов, занимающихся монтажом и эксплуатацией ВОЛС. Недостатками устройства является ограничение протяженности моделирования оптической линии, не более 2000 м, малая мобильность и функциональность.

Задачей изобретения является проведение практических занятий и лабораторных работ в процессе обучения студентов в рамках освоения курса «Основы волоконно-оптических линий связи (ВОЛС)», расширение функциональных возможностей стенда, за счет технического результата заключающегося в обнаружение затуханий выявлении неисправностей и потерь оптического сигнала в оптической линии, определения местоположения и расстояние до неисправностей оптических элементов в любой точке оптического волокна, моделирование искусственных неисправностей.

Поставленная задача решается за счет лабораторного стенда для измерения затуханий и потерь оптической мощности в волоконно-оптических линиях связи, содержащего моноблок с размещенным на нем пассивным оптическим оборудованием, включающее нормализующие катушки, переменные оптические аттенюаторы, переходные оптические розетки, при этом пассивное оптическое оборудование содержит первую, вторую, третью оптические нормализующие катушки и первый, второй, третий и четвертый переменные аттенюаторы, первую, вторую, третью, четвертую, пятую и шестую оптические розетки, первый и второй оптический кросс, первую и вторую оптические блок-розетки и оптические патчкорды, причем выход первой оптической розетки подключен к входу второй оптической розетки, выход второй оптической розетки подключен к третьему входу первого оптического кросса, выход которого подключен по кабелю ВОЛС ко входу второго оптического кросса, через третий выход которого подключен ко входу третьей оптической розетки, выход которой подключен ко входу второго аттенюатора, выход которого подключен ко входу первого аттенюатора, выход которого подключен ко входу четвертой оптической розетки, выход которой подключен ко входу первой оптической нормализующей катушки, выход которой подключен ко входу первой оптической блок-розетки, выход которой подключен ко входу второй оптической нормализующей катушки, выход которой подключен ко входу второй оптической блок-розетки, выход которой подключен ко входу третьей оптической нормализующей катушки, выход которой подключен ко входу пятой оптической розетки, выход которой подключен к шестому входу второго оптического кросса, выход которого подключен по кабелю ВОЛС к первому оптическому кроссу, шестой выход которого соединен с входом второй оптической розетки, выход которой подключен к шестой оптической розетки.

На фиг. 1 представлена схема лабораторного стенда.

На фиг. 2 представлена рефлектограмма измеренного оптического сигнала.

Лабораторный стенд для измерения затуханий и потерь оптической мощности в волоконно-оптических линиях связи, содержит моноблок 16 с размещенным на нем пассивным оптическим оборудованием, включающим нормализующие катушки, переменные оптические аттенюаторы, переходные оптические розетки. Пассивное оптическое оборудование содержит первую оптическую нормализующую катушку 1, вторую оптическую нормализующую катушку 2 и третью оптическую нормализующую катушку 3. Первый аттенюатор 6, второй аттенюатор 7. Первую 10, вторую 11, третью 12, четвертую 13, пятую 14 и шестую 15 оптические розетки. Первый 8 и второй 9 оптические кроссы. Первую 4 и вторую 5 оптические блок-розетки и оптические патчкорды (позиции на фиг. не обозначены). Выход первой оптической розетки 10 подключен к входу второй оптической розетки 11. Выход второй оптической розетки 11 подключен к входу первого оптического кросса 8, выход которого подключен по кабелю ВОЛС ко входу второго оптического кросса 9, через выход которого подключен ко входу третьей оптической розетки 12. Выход третьей оптической розетки 12 подключен ко входу второго аттенюатора 7, выход которого подключен ко входу первого аттенюатора 6. Выход первого аттенюатора 6 подключен к входу четвертой оптической розетки 13, выход которой подключен к входу первой оптической нормализующей катушки 1. Выход первой оптической нормализующей катушки 1 подключен к входу первой оптической блок-розетки 4, выход которой подключен к входу второй оптической нормализующей катушки 2, выход которой подключен к входу второй оптической блок-розетки 5. Выход второй оптической блок-розетки 5 подключен к входу третьей оптической нормализующей катушки 3. Выход третьей оптической нормализующей катушки 3 подключен к входу пятой оптической розетки 14, выход которой подключен к входу второго оптического кросса 9, выход которого подключен по кабелю ВОЛС к первому оптическому кроссу 8, выход которого соединен с входом второй оптической розетки 11, выход которой подключен к шестой оптической розетке 15.

Одиночно оптический зондирующий импульс (сигнал) подается на вход смоделированной оптической линии на вход первой оптической розетки 10, с выхода которой сигнал подается на вход второй оптической розетки 11, с выхода которой сигнал поступает на вход первого оптического кросса 8, с выхода которого сигнал поступает по оптическому кабелю на вход второго оптического кросса 9, с выхода которого сигнал поступает на вход третьей оптической розетки 12, с выхода которой сигнал поступает на вход второго переменного аттенюатора 7, с выхода которого сигнал поступает на вход первого переменного аттенюатора 6, с выхода которого сигнал поступает на четвертую оптическую розетку 13, с выхода которой сигнал поступает на вход первой оптической нормализующей катушки 1, с выхода которой сигнал поступает на вход первой оптической блок-розетки 4, с выхода которой сигнал поступает на вход второй оптической нормализующей катушки 2, с выхода которой сигнал поступает на вход второй оптической блок-розетки 5, с выхода которой сигнал поступает на вход третьей оптической нормализующей катушки 3, с выхода которой сигнал поступает на вход пятой оптической розетки 14, с выхода которой сигнал поступает на вход второго оптического кросса 9, с выхода которого сигнал по оптическому кабелю поступает к первому оптическому кроссу 8, с выхода которого сигнал поступает на вход второй оптической розетки 11, с выхода которой сигнал поступает на вход шестой оптической розетки на разъем «Выход» 15.

Общая протяженность моделируемой оптической линии составляет не более 3000 м.

Измерение оптического затухания производится с помощью оптического рефлектометра, присоединенного только к одному (любому) концу оптоволоконной линии.

Измерение потерь оптической мощности производятся способом с помощью оптического рефлектометра, подключенного к двум концам оптической линии.

Результат измерений выводится на экран рефлектометра в виде рефлектограммы, на которой отображаются все возможные затухания в виде графической картинки с определением расстояния до каждого их них в метрах.

Пассивное оборудование коммутируется между собой с помощью патчкордов, на концах, которых установлены коннекторы типа FC или SC, причем коммутация выполняется коннекторами соответствующими коннекторам пассивного оборудования.

Моделирование искусственно вносимых затуханий в оптической линии производится на лабораторном стенде с применением пассивного оптического оборудования, включающим нормализующие катушки типа SC не более трех, переменные оптические аттенюаторы не более двух типа SC или FC, переходные оптические розетки типа SC или FC. При этом нормализующие катушки могут быть оконечены пигтейлами как SC или FC типа. Все оптические компоненты должны иметь полировку оптического волокна типа UPC.

Исследования оптической линии проводится на основании приведенных типовых примерах по моделированию искусственно вносимых неисправностей.

Пример 1 «Соединение пассивных компонентов в оптическую линию с минимальным количеством потерь и затуханий». Коннекторы оптических компонентов предварительно очищаются от пыли и грязи и соединяются в оптическую линию. При отсутствии пыли грязи в местах оптических соединений результаты затуханий и потерь будут минимальными.

Пример 2 «Соединение пассивных компонентов в оптическую линию при искусственном обрыве первой (второй, третьей) нормализующей катушки». Обрыв соединения нормализующей катушки и патчкорда способствует увеличению воздушного зазора в местах соединения коннектора первой (второй, третьей) оптической нормализующей катушки с элементами цепи. В результате чего, появляется затухание оптического сигнала, пропорциональное величине воздушного зазора.

Пример 3 «Соединение пассивных компонентов в оптическую линию при искусственном обрыве соединения в первой (второй, третьей и т.д.) оптической розетке». Обрыв соединения оптической розетки с патчкордом способствует увеличению воздушного зазора в местах соединения коннектора и оптической розетки. В результате чего, появляется затухание оптического сигнала, пропорциональное величине воздушного зазора.

Пример 4 Изменение затухания в оптическом аттенюаторе происходит при изменении внутреннего воздушного зазора первого (второго) переменного оптического аттенюатора. Затухание увеличивается при увеличении внутреннего воздушного зазора в первом (втором) переменном оптическом аттенюаторе.

Изобретение позволяет производить все виды измерений на волоконно-оптической линии связи с моделированием различных участков, протяженностью трассы не более 3000 м, что существенно отличается от аналогов и позволяют расширить диапазон измерений и функциональность устройства.

Изобретение относится к области оптики и применяется как лабораторный стенд для проведения исследований в волоконно-оптических линиях связи и может использоваться для проведения практических и лабораторных работ. Волоконно-оптическая линия связи состоит из последовательно соединенных пассивных оптических элементов при помощи оптических патчкордов. Оптическая линия связи конструируется (моделируется) при помощи нормализующих катушек, оптических розеток, оптического кросса, оптических аттенюаторов, последовательно соединенных между собой оптическими патчкордами, при этом суммарная протяженность оптической линии не превышает 3000 метров. Результат измерений выводится на экран рефлектометра в виде рефлектограммы, на которой отображаются все возможные затухания в виде графической картинки с определением расстояния до каждого из них в метрах. Технический результат - уменьшение времени, затрачиваемого на измерение затуханий и потерь оптической мощности. 2 ил.

Лабораторный стенд для проведения исследования в волоконно-оптических линиях связи, содержащий моноблок с размещенным на нем пассивным оптическим оборудованием, включающим нормализующие катушки, переменные оптические аттенюаторы, переходные оптические розетки, отличающийся тем, что стенд содержит рефлектометр, пассивное оптическое оборудование включает первую, вторую, третью оптические нормализующие катушки и первый, второй переменные аттенюаторы, первую, вторую, третью, четвертую, пятую и шестую оптические розетки, первый и второй оптический кросс, первую и вторую оптические блок-розетки и оптические патчкорды, причем выход первой оптической розетки подключен ко входу второй оптической розетки, выход второй оптической розетки подключен к третьему входу первого оптического кросса, выход которого подключен по кабелю ВОЛС ко входу второго оптического кросса, через третий выход которого подключен ко входу третьей оптической розетки, выход которой подключен ко входу второго аттенюатора, выход которого подключен ко входу первого аттенюатора, выход которого подключен ко входу четвертой оптической розетки, выход которой подключен ко входу первой оптической нормализующей катушки, выход которой подключен ко входу первой оптической блок-розетки, выход которой подключен ко входу второй оптической нормализующей катушки, выход которой подключен ко входу второй оптической блок-розетки, выход которой подключен ко входу третьей оптической нормализующей катушки, выход которой подключен ко входу пятой оптической розетки, выход которой подключен к шестому входу второго оптического кросса, выход которого подключен по кабелю ВОЛС к первому оптическому кроссу, шестой выход которого соединен с входом второй оптической розетки, выход которой подключен к шестой оптической розетке, при этом в случае измерения оптического затухания рефлектометр присоединяют только к одному концу оптоволоконной линии, а в случае измерения потерь оптической мощности оптический рефлектометр подключают к двум концам оптоволоконной линии.