абсолютную интенсивность излучения источника. В табл 10 2 предложен перечень испытаний для отыскания неисправностей в волоконно-оптических системах связи.

10.7. ДОКУМЕНТЫ, НОРМАЛИЗУЮЩИЕ ИСПЫТАНИЯ ВОЛОКОННОЙ ОПТИКИ

Существует ряд утвержденных методик проверки оптических волноводов, часть методик находится на рассмотрении в Ассоциации электронной промышленности (EIA). В США эта организация является головной по стандартам на волоконную оптику. Работа проводится Комитетом по стандартизации волоконной оптики EIA. В § 10.6 были рассмотрены рекомендации Комитета.

Ниже мы обсудим некоторые методы испытаний, разработанные в EIA и распространяемые под названием «Методика испытаний волоконной оптики» (FOTP).

За исключением «Глоссария терминов», стандарты опубликованы в сборнике «Рекомендованные стандарты» (Recommended Standards) под номером RS 455. «Глоссарий терминов» опубликован под номером RS 440. EIA принял «Справочник национального бюро стандартов» 140 («Глоссарий оптических волноводных систем связи» - Optical Waveguide Communications Glossary) в качестве базового глоссария терминов и опубликовала этот документ под номером RS 440. По мере необходимости в него непрерывно добавляются новые термины или изымаются вышедшие из употребления.

В настоящее время на различных стадиях разработки находятся сотнн методик испытаний волокон. Наиболее важными из них являются методики определения ослабления сигнала, ширины полосы частот, профиля показателя преломления и диаметра конуса. Например, в документе FOTP 46 описывается методика измерения спектрального ослабления сигналов в длинных (более 1 км) миогомодовых волокнах с плавным изменением показателя преломления. Она предназначена для получения результатов, имеющих большое значение для прогнозирования характеристик протяженных линий электросвязи. В таких линиях часто несколько волокон соединены каскадно. Основной проблемой является определение условий возбуждения, которые повторяют распределение мощности, преобладающее на конце относительно длинного отрезка волокна. Следует избегать возбуждения мод высшего порядка с большими потерями, чтобы исключить эффекты, приводящие к получению ошибочных ослаблений. В документе FOTP 50 определены жесткие и тщательно контролируемые условия возбуждения. Там же описываются два допустимых режима возбуждения. Первым является возбуждение с переполнением с последующей фильтрацией для исключения мод более высоких

порядков (рис. 10.14). Переполнение означает, что диаметр пятна возбуждения превышает диаметр сердцевины волокна, а также что угол возбуждения сердцевины превышает числовую апертуру волокна. Фильтрация мод оценивается на основе диаграммы направленности излучения в дальней зоне. Условия испытаний: эталонная длина волокна (от 1 до 2 м) переполняется и подвергается фильтрации, измеряется диаграмма направленности в дальней зоне. Угол 6„ в точках 5 % интенсивности должен составлять -3 ±3 % (от 0 до -6 %) от угла 5 % интенсивности при испытании длинного волокна без фильтра. Если этот критерий выполняется, фильтр признают годным.

Рис. 10.14. Требования к фильтрации мод: / - переполнение; 2- длинный испытываемый отрезок; 3 - отрезок

эталонной длины

Рнс. 10.15.

Волнообразно фильтр мод:

изогнутый

- нейлоновый стержень диаметром 1 см; 2 - волокно

Второе условие возбуждения исключает необходимость фильтрации. Диаметр пятна возбуждения и угол возбуждения составляют 70 ±5 % диаметра сердцевины и числовой апертуры волокна соответственно. Этот метод называют возбуждением излучающей оптики. Оба метода позволяют получить ослабление сигнала, которое линейно изменяется с расстоянием. Эти методы возбуждения не создают идентичного распределения мощности мод, но обеспечивают сравнимые результаты. На рис. 10.15 показан фильтр, обычно используемый при испытаниях.

10.7.1. ШИРИНА ПОЛОСЫ ПРОПУСКАНИЯ

В многомодовых волокнах наблюдаются дифференциальное ослабление и дифференциальная задержка мод. Для измерения полосы пропускания EIA позволяет применять метод частотного интервала или

метод временного интервала. Метод частотного интервала описан в документе FOTP 30, а метод временного интервала - в FOTP 51. Оба метода требуют контролируемых условий возбуждения, описанных в документе FOTP 54, что гарантирует независимость возбужденного света от пространственного распределения источников. Основное требование состоит в том, чтобы выполнялись условия переполнения волокна и смешения мод. Получаемое в результате пятно должно быть равномерным в пределах 30 % •

При любом методе ширину полосы определяют на уровне -3 дБ. Если частота, соответствующая уровню -3 дБ, не единственная, полагают, что ширину полосы определяет та частота, при которой амплитудно-частотная характеристика уменьшилась на 3 дБ.

Методика измерения ширины полосы аналогична технике определения ослабления. Выходной сигнал волокна сравнивают с сигналом иа выходе короткого эталонного отрезка того же волокна. Таким образом калибруют систему. Передаточная функция определяется отношением функций амплитудно-частотных характеристик. Оптическая ширина полосы на уровне -3 дБ определяется наименьшей частотой, на которой передаточная функция составляет половину передаточной функции низкочастотного эталона.

При рассмотрении результатов измерений ширины полосы необходимо установить соотношение между среднеквадратичной длительностью импульса и шириной полосы пропускания. Теоретически это соотношение выглядит следующим образом:

Ki - оптическая ширина полосы (МГц - не) на уровне

3 дБХсреднеквадратичное значение длительности (10.18) импульса;

г\2 = оптическая ширина полосы (МГц - не) на уровне

3 дБХполная длительность импульса на уровне, (10.19) равном половине максимума.

Для импульса гауссовой формы получается, что /Ci= 187 МГц -ис, а /<2=440 МГц - не. Экспериментально определенное значение Ki находилось в диапазоне от 169 до 174 МГц - не. Величины Ki и /С2 зависят от типа волокна, совокупности межблочных соединительных кабелей и от смешения мод.

10.7.2. ПРОФИЛЬ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ И ДИАМЕТР СЕРДЦЕВИНЫ

Методики испытания оптических волокон, в которых рассматриваются профиль показателя преломления и диаметр сердцевины, касаются в первую очередь изготовления и использования соединителей и стыков. Необходимо точное определение профиля показателя преломления и диаметра сердцевины. Диаметр сердцевины обычно определяют по про