30-маъруза оптик узатиш линияларини ўлчашда қўлланиладиган рефлектометрлар ва спектро-анализаторлар ва уларда ўлчаш усуллари

3.3. ОТ ўтказиш полосасини ва дисперсиясини ўлчаш методлари

Оптик толали узатиш тизимларининг энг муҳим параметри, сўниш билан бир қаторда ўтказиш полосаси ∆ F (ўтказиш қобилияти)дир, уни эса дисперсия ҳодисаси чегаралайди. Димсперсия – бу оптик сигнал спектрал ёки модали ташкил этувчиларининг вақт ичида сочилишидир. У кириш сигналининг кенгайиши (бузилиши) каби намоён бўлади. Кенгайишнинг абсолют қиймати

муносабат билан аниқланади, бу ерда τ_кир ва τ_чиқ – импулсларнинг ТОАЛ кириш ва чиқишида амплитуданинг ярми даражасида аниқланган давомийликлари.
Кўп модали ОК ларнинг ўтказиш полосасини ўлчаш учун иккита асосий методдан фойдаланилади: частотали, импулсли. Частота методи ОК нинг ўтказиш полосасини амплитудавий-частотавий модулация характеристикаси (АЧМХ) бўйича ўлчашни назарда тутади. АЧМХ ни ўлчашнинг структуравий схемаси 3.7-расмда келтирилган.
Ўлчашлар схемасида синов сигналлари генератори қўлланилади, унинг чиқишида ОК нинг ўтказиш полосасидан албатта ортиқ бўлган f_м частоталар полосасида интенсивлиги гармоник модулатсияланган оптик сигнал шаклланади. 3.7-расмдаги структуравий схеманинг қолган барча блоклари (шу жумладан, оптоэлектрон ўзгартгич ва оптик қувват ўлчагич) f_м дан тор бўлмаган ўтказиш полосасига эга бўлиши лозим. ОК га киритиладиган нурланишнинг тўлқин узунлиги ва спектри кенглиги ўлчанаётган кабелга қўйилган ТШ ларга мос бўлиши лозим.

3.7-расм. ОТ нинг амплитуда-частотавий модулатсия характеристикасини ўлчаш структуравий схемаси: ССГ – синов сигналлари генератори: МА – модалар аралаштиргичи, ОҚЎ – оптик қувват ўлчагичи; Ф – модалар филтри.

Ўлчашлар натижасида ОК кабел чиқишидаги қувват даражасининг модулатсия частотаси f_м га боғлиқлигини ҳосил қилинади. Ҳосил қилинган графикда қувват даражасининг пасайиши 3 дБ ни ташкил қиладиган нуқтани белгиланади, частотанинг f₁ қиймати эса узунлиги L маълум кабелнинг ўтказиш полосаси ∆F ни аниқлайди. 3.8-расмда бундай боғланишга ва ∆F ни аниқлашга оид мисол келтирилган.

Кенг полосалилик коэффициенти
∆F = f₁L^γ [МГц·км] (3.12)
формула бўйича ҳисобланади, бу ерда γ – ТШ лар билан белгиланган эмпирик коэффициент, 0,5 < y < 1 чегараларда танланади.
Импулсли методда оптик нурланиш импулсини ўтказиш полосасини ўлчанаётган кабелнинг чиқишида ва кабелни бошидан узишдан ҳосил бўлган унинг бўлагининг чиқишида импулсни кетма-кет қайд этиш билан аниқланади. Сўнгра чизиқли занжирлар назариясининг маълум муносабатларидан фойдаланиб, импулсларнинг амплитудавий спектрларини ва ўлчанаётган кабелнинг АЧМХ ни ҳисобланади ва у бўйича ўтказиш полосаси аниқланади. Барча ҳисоблашлар, одатда, ўлчаш воситаси ичига ўрнатилган бошқарувчи микро ЭҲМ ёрдамида бажарилади.
Агар ўлчанаётган кабелнинг кириш ва чиқишидаги импулслар Гаусс шаклида бўлса, у ҳолда ўтказиш полосасини импулслар давомийлигини ўлчаш асосида аниқланади. Бу ҳолда ∆F_L, МГц ни

формула асосида ҳисобланади, бу ерда t_кир, t_чиқ – кабелнинг мос равишда кириш ва чиқишида 0,5 даража билан ўлчанадиган импулслар давомийлиги, нс.

3.8-расм. ОТ чиқишида оптик сигнал қуввати даражасининг модулясия частотасига боғлиқлиги графиги.


катталик кабел дисперсиясининг баҳоси бўлганлиги сабабли импулс методи дисперсияни ўлчаш методидир. Бир модали кабеллар учун хроматик дисперсия меъёрланади. Паспорт маълумотларида хроматик дисперсия коэффициенти кўрсатилади, у ОТ нинг 1,0 км ига оптик нурланиш импулсининг манбаси тўлқин узунликлари полосасига тақсимланган кенгайиши каби аниқланади.
Бир модали кабелларнинг хроматик дисперсиясини ўлчаш учун вақт бўйича секинлатиш методидан ва фаза методидан фойдаланилади. Иккала метод ҳам натижаларнинг аниқлиги ва қайта тикланувчанлиги шартларини қаноатлантиради ва МСЕ томонидан маъқулланган. Бироқ вақт бўйича секинлатиш усулини амалга ошириш мураккаброқдир, чунки алоқа кабелларининг хроматик дисперсияси коэффициенти
1,5 пс/(нм·км) дан кичик бўлганлиги сабабли, у фавқулодда тезкор қурилмаларни қўллашни талаб этади.
Фаза методини амалга ошириш осонроқдир, шу сабабли амалиётда кўпроқ қўлланилади. Бу метод нурланиш интенсивлиги бўйича модулатсияланган сигналнинг фазавий силжишини ўлчаш га асосланган бўлиб, бу билан кабелнинг ОТ ларини турли тўлқин узунликларида зондланади. Интенсивлики модулатсиялаш частотаси одатда фиксирланган бўлади ва 30...100 МГц чегараларда ётади. Сигналлар орасидаги фаза силжиши γ нинг тўлқин узунлиги λ га боғлиқлигини ўлчаш сигналнинг вақт бўйича секинлашиши ∆τ нинг λ га боғлиқлигини ва унинг ҳосиласи – хроматик дисперсия

ни топиш имконини беради.
Одатда ∆τ(λ) ни ўлчашни нуқталар бўйича ўтказилади, кейин эса ҳосил қилинган ∆τ(λ) богланишни кўпҳад билан аппроксимацияланади. Одатда, барча ҳисоблашлар ва ўлчаш жараёнининг ўзи ҳам ўлчаш воситасининг ичига ўрнатилган микропроцессор қурилмалари ёки ташқи ЭҲМ ёрдамида автоматик бажарилади. Мазкур методнинг аниқлиги 1,0 пс/(нм·км) тартибида. Лазерли нурланиш ва юқорироқ модулация частотасига ўтиш ўлчаш аниқлигини ошириш имконини беради.