Тренажер для имитации характеристик кабельных линий связи Советский патент 1992 года по МПК G09B23/18 

Изобретение относится к тренажерам для обучения методам измерения характеристик кабельных линий связи, в частности для обучения измерению полиризационной дисперсии в одномодовых волоконных световодах методом частотной модуляции, и может быть использовано как в учебных целях, так и для объективной оценки квалификации специалистов.

Известен тренажер для обучения методам поиска повреждений кабельных линий связи, содержащий имитатор кабеля, преобразователь оптических сигналов в электрические, регулируемую линию задержки, преобразователь электрических сигналов в оптические. Недостатком этого тренажера являются низкие функциональные возможности, что не позволяет использовать его в

качестве средства обучения измерению поляризационной дисперсии в одномодовых волоконных световодах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому следует считать тренажер для обучения методам поиска повреждений кабельных линий связи, содержащий двунаправленный ртветвитель, первый преобразователь электрического сигнала в оптический и последовательно соединенные преобразователь оптического сигнала в электрический и первая регулируемая линия задержки.

Недостатком прототипа являются низкие функциональные возможности, что не позволяет использовать его в качестве средства обучения измерению поляризационVI

CJ Јь

О

ной дисперсии в одномодовых волоконных световодах.

Цель изобретения - обеспечение имитации величины поляризационной дисперсии в одномодовых волоконных световодах.

Поставленная цель достигается тем, что в известный тренажер, содержащий двунаправленный ответвитель, первый преобразователь электрического сигнала в оптический и последовательно соединенные преобразователь оптического сигнала в электрический и первая регулируемая линия задержки, введены первый поляризатор, выход которого подключен к первой ветви двунаправленного ответвителя и последовательно соединенные вторая регулируемая линия задержки, второй преобразователь электрического сигнала в оптический и второй поляризатор, выход которого подключен к второй ветви двунаправленного ответвителя, выход преобразователя оптического сигнала в электрический подключен к входу второй регулируемой линии задержки, а выход первой регулируемой линии задержки через первый преобразователь электрического сигнала в оптический подключен к входу первого поляризатора.

Сущность изобретения состоит в том, что с введением первого и второго поляризаторов, второй регулируемой линии задер- жки, второго преобразователя электрического сигнала в оптический с их связями появляется возможность создавать регулируемую временную задержку между ортогонально поляризованными модами оптического излучения, что позволяет имитировать поляризационную дисперсию в одномодовых волоконных световодах с целью последующего измерения ее метода частотной модуляции, чем и достигается цель изобретения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема тренажера; на фиг. 2 - эпюры выходных напряжений функциональных элементов тренажера.

Тренажер содержит (см. фиг. 1) преобразователь 1 оптических сигналов в электрические, широкополосный усилитель 2, первую 3 и вторую 4 регулируемые линии задержки, первый 5 и второй 6 преобразователи электрических сигналов в оптические, первый 7 и второй 8 поляризаторы и двунаправленный ответвитель 9.

Преобразователь 1 оптических сигналов в электрические представляет собой широкополосный фотодиод, например p-i-n- фотодиод с оптическим входом в виде отрезка волоконного световода, Его выход

соединен с входом широкополосного усилителя 2.

Широкополосный усилитель 2 представляет собой обычный усилитель электрических сигналов. В реальных условиях электрический сигнал фотодиода оказывается малым для дальнейшего использования, поэтому широкополосный усилитель предназначен для усиления поступающего

на его вход электрического сигнала. Выход усилителя 2 связан с входами первой 3 и второй 4 регулируемых линий задержки. Регулируемые линии задержки 3 и 4 представ- ляют собой обычные электрические регулируемые линии задержки, задерживающие электрический сигнал на определенное время. Одна из регулируемых линий задержки, например линия 3, служит для имитации длины волоконно-оптической линии. Ее шкала проградуирована в соответствии с формулой

S c -t,

где S - длина исследуемой волоконно-оптической линии связи;

с - скорость распространения светового сигнала в волоконном световоде;

t - время распространения светового сигнала в световоде.

Установлением расстояния на шкале первой регулируемой линии 3 задержки устанавливается время задержки электрического сигнала ti, равное имитируемому времени задержки оптического сигнала в волоконном световоде. Вторая регулируемая линия 4 задержки предназначена для имитации временной задержки между ортотонально поляризованными модами оптического сигнала. Шкала второй регулируемой линии 4 задержки проградуирована в единицах времени, характеризующих дисперсию. Время задержки ta, устанавливаемое

на шкале второй регулируемой линии 4 задержки, должно быть больше ti, а разница между ними At t2 - ti характеризует имитируемую временную задержку между компонентами моды НЕц. Выходы первой 3 и

второй 4 регулируемых линий задержки подключены к модулирующим входам соответственно первого 5 и второго 6 преобразователей электрических сигналов в оптические.

Первый 5 и второй б преобразователи электрических сигналов в оптические представляют собой полупроводниковые лазеры. Они предназначены для выработки оптических импульсов в соответствии с

электрическими моделирующими сигналами, поступающими на их входы. Длина волны излучения полупроводникового лазера

выбирается такая же, как у лазера измерительной установки. Первый 5 и второй 6 преобразователи электрических сигналов в оптические оптически связаны с первым 7 и вторым 8 поляризаторами.

Первый 7 и второй 8 поляризаторы предназначены для фильтрации ортогонально поляризованных мод НЕцх и НЕцу. К примеру, первый 7 поляризатор ориентирован на пропускание оптического излучения с поляризацией в плоскости х, т.е. моду НЕцх, а второй 8 поляризатор в этом случае должен быть в положении, пропускающем только моду НЕцу. Первый 7 и второй 8 поляризаторы оптически связаны соответственно с первым 1 и вторым II отводами двунаправленного ответвителя 9.

Работа тренажера начинается с установки обучающим на шкале первой линии 3 задержки времени, имитирующего время прохождения оптического сигнала по световоду, а на шкале второй регулируемой линии 4 зажержки времени t2 больше, чем ti. При этом величина At t2 - ti характеризует поляризационную дисперсию в иссследу- емом световоде.

Обучаемый, используя соответствующую измерительную аппаратуру, например прибор для измерения дисперсионных искажений в оптических волокнах и кабелях, замеряют время между введением в тренажер зондирующего импульса и появлением светового сигнала на выходе имитатора выходного конца оптического кабеля. По величине времени задержки определяет длину волоконного световода. Далее, подключив к тренажеру приборы для измерения поляризационной дисперсии и пользуясь методом частотной модуляции, определяют абсолютную величину поляризационной дисперсии.

Метод измерения заключается в следующем.

Излучение измерительной установки, промодулированное синусоидальным сигналом с частотой tM и девиацией частоты Af, подается на вход испытуемого световода. Далее, увеличивая Af, добиваются, чтобы значения мощности излучения на выходе световода в плоскостях х и у были равны, после чего по известным значениям тм и Af по формуле: 2,405 2 Afsin( rtfMt)/fM вычисляют искомое значение поляризационной дисперсии. Зная длину волоконного световода и абсолютную величину поляризационной дисперсии, обучаемый может если требуется, вычислить поляризационную дисперсию на единицу длины световода.

Устройство работает следующим образом.

Импульсное излучение измерительной установки, промодулированное минусои- дальным сигналом частотой fM с девиацией

частоты A f подается на вход преобразователя 1 оптических сигналов в электрические. Электрический импульсный сигнал, промо- дулированный частотой fM и девиацией частоты A f, поступает на вход

широкополосного усилителя 2 и усиленный им до необходимой величины подается на входы первой 3 и второй 4 регулируемых линий задержек, где задерживается соответственно на время ti и t2. Выходы первой

3 и второй 4 регулируемых линий задержки соединены с модулирующими входами соответственно первого 5 и второго б преобразователями электрических сигналов в оптические, длина волны излучения которых

равна длине волны лазера измерительной установки. С выходов первого 6 и второго 6 преобразователей импульсное оптическое излучение И и z, задержанное соответственно на время ti и t2 (см. фиг. 2), поступает

на первый 7 и второй 8 поляризаторы. Первый поляризатор 7 пропускает моду НЕцх, а второй моду НЕцу. Следовательно, на выходе преобразователя электрических сигналов в оптические будет получено оптическое

излучение, ортогонально поляризованные моды которого будут иметь разное время прохождения через тренажер, имитируя поляризационную дисперсию одномодового волоконного световода.

Техническое преимущество предлагаемого изобретения заключается в расширении области применения тренажера за счет того, что введение первого и второго поляризаторов, второй регулируемой линии задержки и второго преобразователя электрического сигнала в оптический с их связями дает возможность обеспечить объективный контроль и обучение методу измерения поляризационной дисперсии в

одномодовом волоконном световоде и на этой основе повысить эффективность обучения.

Положительный эффект, который может быть получен в случае использования изобретения, заключается в том, что благодаря возможности имитации поляризационной дисперсии в световоде обучающий имеет возможность за короткое время многократно (до полного усвоения обучаемым методики измерений) произвольным образом устанавливать значение временной задержки между ортогонально поляризованными модами НЕцх и НЕцу, конролируя при этом

обучаемого, что способствует повышению эффективности учебного процесса.

Достоверность достижения цели предложенного изобретения подтверждается алгоритмом работы устройства. Формула изобретения Тренажер для имитации характеристик кабельных линий связи, содержащий двунаправленный ответвитель, первый преобразователь электрического сигнала в оптический и последовательно соединенные преобразователь оптического сигнала в электрический и первая регулируемая линия задержки,отличающийся тем,что, с целью обеспечения имитации величины поляризации дисперсии в одномодовых волоконных световодах, в него введены первый поляризатор, выход которого подключен к первой ветви двунаправленного ответвителя и последовательно соединенные вторая регулируемая линия задержки, второй преобразователь электрического сигнала в оптический и второй поляризатор, выход которого подключен к второй ветви двунаправленного ответвителя, выход преобразователя оптического сигнала в электрический подключен к входу второй регулируемой линии задержки, а выход первой регулируемой линии задержки через первый преобразователь электрического

сигнала в оптический подключен к входу первого поляризатора.

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в учебных целях. Цель изобретения - обеспечение имми- тации величины поляризационной дисперсии в одномодовых валоконных световодах. Устройство содержит: преобразователь 1 оптических сигналов в электрические, широкополосный усилитель 2, первую 3 и вторую 4 регулируемую линии задержки, первый 5 и второй 6 преобразователи электрических сигналов в оптические, первый 7 и второй 8 поляризаторы и двунаправленный ответвитель 9. Первый поляризатор 7 пропускает моду НЕхц, второй поляризатор 8 моду НЕуц. На выходе двунаправленного ответвителя 9 будет получено оптическое излучение, ортогонально-поляризованные моды которого будут иметь разное время прохождения через устройство, имитируя поляризационную дисперсию. 2 ил. Ё

фиг 2