RU2163010C2 - Method determining coefficient of backward scattering of optical fiber and device for its realization - Google Patents
Method determining coefficient of backward scattering of optical fiber and device for its realization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2163010C2 RU2163010C2 RU98123937A RU98123937A RU2163010C2 RU 2163010 C2 RU2163010 C2 RU 2163010C2 RU 98123937 A RU98123937 A RU 98123937A RU 98123937 A RU98123937 A RU 98123937A RU 2163010 C2 RU2163010 C2 RU 2163010C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical fiber
- optical
- output
- input
- coefficient
- Prior art date
Links
Landscapes
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения коэффициента обратного рассеяния оптического волокна. The invention relates to measuring technique and can be used to determine the coefficient of backscattering of an optical fiber.
Известен способ /1/ определения коэффициента обратного рассеяния оптического волокна, заключающийся в том, что коэффициент обратного рассеяния определяют из соотношений
K = 0.5·S·αR·V·Δt,
V = c/ne,
где αR - потери вследствие рэлеевского рассеяния;
Δt - длительность зондирующего импульса;
n1 - показатель преломления сердцевины оптического волокна;
n2 - показатель преломления оболочки оптического волокна;
ne - групповой показатель преломления сердцевины оптического волокна;
c - скорость света;
k - параметр, значение которого принимается равным 0,21 для одномодового оптического волокна и 0,25 для многомодового градиентного оптического волокна.The known method / 1 / for determining the coefficient of backscattering of an optical fiber, which consists in the fact that the coefficient of backscattering is determined from the relations
K = 0.5 · S · α R · V · Δt,
V = c / n e ,
where α R is the loss due to Rayleigh scattering;
Δt is the duration of the probe pulse;
n 1 is the refractive index of the core of the optical fiber;
n 2 is the refractive index of the shell of the optical fiber;
n e is the group refractive index of the core of the optical fiber;
c is the speed of light;
k is a parameter whose value is taken to be 0.21 for a single-mode optical fiber and 0.25 for a multimode gradient optical fiber.
Для данного способа предварительно необходимо определить вышеперечисленные параметры оптического волокна. При этом параметр k, который полагают величиной постоянной для заданного типа волокна, фактически таковой не является. Как следствие, данный способ при высокой трудоемкости отличается большой погрешностью. For this method, it is first necessary to determine the above parameters of the optical fiber. In this case, the parameter k, which is assumed to be constant for a given type of fiber, is in fact not such. As a result, this method with high complexity is characterized by a large error.
Известен способ /2/ определения коэффициента обратного рассеяния оптического волокна, заключающийся в том, что ко входу испытуемого оптического волокна подключают первый выход направленного оптического ответвителя, на вход которого подают зондирующие оптические импульсы, а на его втором выходе измеряют уровень мощности обратного рассеяния на ближнем конце в моменты времени подачи зондирующих импульсов P(t = 0), затем определяют введенную в оптическое волокно энергию зондирующего импульса на входе E методом обрыва и рассчитывают коэффициент обратного рассеяния оптического волокна по формуле
Данный способ использует разрушающий метод измерения - метод обрыва, что ограничивает область его применения. Он требует значительных трудозатрат. Кроме того, из-за сложности реализации он практически неприменим в полевых условиях.There is a method / 2 / for determining the coefficient of backscattering of an optical fiber, which consists in connecting the first output of a directional optical coupler to the input of the optical fiber under test, the probe optical pulses being fed to its input, and the level of backscattering at the near end is measured at its second output at the times of the probe pulses P (t = 0), then the probe pulse energy introduced into the optical fiber at the input E is determined by the termination method and the coefficient optical fiber backscatter
This method uses a destructive measurement method - the clipping method, which limits its scope. It requires significant labor costs. In addition, due to the complexity of the implementation, it is practically not applicable in the field.
Сущностью изобретения является расширение области применения способа. The essence of the invention is the expansion of the scope of the method.
Эта сущность достигается тем, что согласно способу определения коэффициента обратного рассеяния оптического волокна к входу испытуемого оптического волокна подключают первый выход направленного оптического ответвителя, на вход которого подают зондирующие оптические импульсы, а на его втором выходе измеряют уровень мощности обратного рассеяния на ближнем конце, при этом длина испытуемого оптического волокна более чем в пять раз превышает величину ΔL = Δt·n/c, где Δt - длительность зондирующих импульсов, n - групповой показатель преломления сердцевины испытуемого оптического волокна, c - скорость света в свободном пространстве, выход испытуемого оптического волокна соединяют со входом образцового оптического волокна, коэффициент обратного рассеяния которого известен, а длина более чем в пять раз превышает величину ΔL, на втором выходе направленного оптического ответвителя измеряют характеристику обратного рассеяния, по которой определяют оценку потерь в соединении испытуемого оптического волокна с образцовым со стороны испытуемого волокна - aи, затем первый выход направленного оптического ответвителя подключают к выходу образцового оптического волокна и таким же образом определяют оценку потерь в соединении испытуемого оптического волокна с образцовым со стороны образцового волокна - aо, а коэффициент обратного рассеяния испытуемого оптического волокна в децибеллах определяют по формуле
K = Kо + 0.5·(aи - aо), (1)
где Kо - коэффициент обратного рассеяния образцового оптического волокна в децибеллах.This essence is achieved by the fact that according to the method for determining the coefficient of backscattering of an optical fiber, the first output of a directional optical coupler is connected to the input of the optical fiber under test, probing optical pulses are fed to its input, and the level of backscattering power at the near end is measured at its second output. the length of the tested optical fiber is more than five times the value ΔL = Δt · n / c, where Δt is the duration of the probe pulses, n is the group refractive index I of the core of the tested optical fiber, c is the speed of light in free space, the output of the tested optical fiber is connected to the input of the reference optical fiber, the backscattering coefficient of which is known, and the length is more than five times the value ΔL, the characteristic is measured at the second output of the directional optical coupler backscattering, which determines the estimate of losses in the connection of the test optical fiber with the sample from the side of the test fiber - a and then the first output, for example ION optical coupler connected to the output of an exemplary optical fiber and likewise determining an estimate of losses in the optical fiber of the test compound with the model from the model the fiber - a o, a backscatter coefficient of the test optical fiber in dB is given by:
K = K о + 0.5 · (a and - a о ), (1)
where K o is the backscattering coefficient of an exemplary optical fiber in decibels.
В устройство для определения коэффициента обратного рассеяния оптического волокна, содержащее испытуемое оптическое волокно, направленный оптический ответвитель, генератор оптических зондирующих импульсов, фотопреобразователь и блок отображения, причем выход генератора зондирующих оптических импульсов подключен ко входу направленного оптического ответвителя, первый выход которого соединен со входом фотопреобразователя, при этом введены оптический коммутатор, образцовое оптическое волокно, блок стробирования и блок управления, первый выход которого подключен ко входу генератора оптических зондирующих импульсов, второй его выход к первому входу блока стробирования, а его третий выход к первому входу блока отображения, выход фотопреобразователя через блок стробирования подключен ко второму входу блока отображения, второй выход направленного оптического ответвителя соединен со входом оптического коммутатора, первый выход которого подключен к первому концу испытуемого оптического волокна, его второй выход подключен к первому концу образцового оптического волокна, при этом второй конец испытуемого оптического волокна соединен со вторым концом образцового оптического волокна. A device for determining the coefficient of backscattering of an optical fiber, comprising a test optical fiber, a directional optical coupler, an optical probe pulse generator, a photoconverter and a display unit, wherein the output of the probe optical pulse generator is connected to an input of a directional optical coupler, the first output of which is connected to the input of the photoconverter, at the same time, an optical switch, an exemplary optical fiber, a gating unit and a control unit, whose first output is connected to the input of the optical probe pulse generator, its second output to the first input of the strobing unit, and its third output to the first input of the display unit, the output of the photoconverter through the strobing unit is connected to the second input of the display unit, the second output of the directional optical coupler is connected to the input optical switch, the first output of which is connected to the first end of the test optical fiber, its second output is connected to the first end of the reference optical wave KPA, wherein the second end of the test optical fiber connected to the second end of an exemplary optical fiber.
Заявляемый способ отличается от известного тем, что длина испытуемого оптического волокна выбирается более чем в пять раз превышающей величину ΔL = Δt·n/c, где Δt - длительность зондирующих импульсов, n - групповой показатель преломления сердцевины испытуемого оптического волокна, c - скорость света в свободном пространстве. Предварительно выход испытуемого оптического волокна соединяют со входом образцового оптического волокна, коэффициент обратного рассеяния которого известен, а длина более чем в пять раз превышает величину ΔL. После чего, с двух сторон - со стороны испытуемого волокна и со стороны образцового волокна - измеряют затухание на стыке волокон. Коэффициент обратного рассеяния испытуемого оптического волокна в децибеллах определяют по формуле
K = Kо + 0.5·(aи - aо),
где Kо - коэффициент обратного рассеяния образцового оптического волокна, дБ;
aи - результат измерения затухания стыка со стороны испытуемого волокна, дБ;
aо - результат измерения затухания стыка со стороны образцового волокна, дБ.The inventive method differs from the known one in that the length of the tested optical fiber is selected to be more than five times the value ΔL = Δt · n / c, where Δt is the duration of the probe pulses, n is the group refractive index of the core of the tested optical fiber, c is the speed of light in free space. Previously, the output of the test optical fiber is connected to the input of the reference optical fiber, the backscattering coefficient of which is known, and the length is more than five times the value ΔL. Then, from two sides - from the side of the test fiber and from the side of the reference fiber - measure the attenuation at the junction of the fibers. The decay coefficient of the test optical fiber in decibels is determined by the formula
K = K о + 0.5 · (a and - a о ),
where K about - the coefficient of backscattering of an exemplary optical fiber, dB;
a and - the result of measuring the attenuation of the joint from the side of the test fiber, dB;
a about - the result of measuring the attenuation of the joint from the side of the reference fiber, dB.
В отличие от известного способа, которым является прототип, в предлагаемом способе не используется метод обрыва и он не является разрушающим. Кроме того, он достаточно легко реализуется только оптическим рефлектометром. Unlike the known method, which is the prototype, the proposed method does not use the clipping method and it is not destructive. In addition, it is quite easily implemented only by an optical reflectometer.
Следовательно, предлагаемый способ расширяет область применения способа определения коэффициента обратного рассеяния оптического волокна. Therefore, the proposed method expands the scope of the method for determining the coefficient of backscattering of an optical fiber.
На чертеже представлена структурная схема устройства для реализации заявляемого способа. The drawing shows a structural diagram of a device for implementing the proposed method.
Устройство содержит генератор зондирующих оптических импульсов 1, направленный оптический ответвитель 2, оптический коммутатор 3, фотопреобразователь 4, устройство отображения 5, блок управления 6, блок стробирования 7, испытуемое оптическое волокно 8, образцовое оптическое волокно 9, причем выход генератора зондирующих оптических импульсов 1 подключен ко входу направленного оптического ответвителя 2, первый выход которого через оптический коммутатор 3 соединен с испытуемым оптическим волокном 8 и образцовым оптическим волокном 9, второй его выход соединен со входом фотопреобразователя 4, первый выход блока управления 6 подключен ко входу генератора зондирующих оптических импульсов 1, второй его выход к первому входу блока стробирования 7, а его третий выход к первому входу блока отображения 5, при этом на дальнем конце волокна 8 и 9 соединены, выход фотопреобразователя 4 через блок стробирования 7 подключен ко второму входу блока отображения 5. The device comprises a probe optical pulse generator 1, a directional optical coupler 2, an optical switch 3, a photoconverter 4, a display device 5, a control unit 6, a gating unit 7, a test optical fiber 8, an exemplary optical fiber 9, and the output of the probe optical pulse generator 1 is connected to the input of the directional optical coupler 2, the first output of which through the optical switch 3 is connected to the test optical fiber 8 and a sample optical fiber 9, the second e o the output is connected to the input of the photoconverter 4, the first output of the control unit 6 is connected to the input of the probe optical pulse generator 1, its second output to the first input of the gating unit 7, and its third output to the first input of the display unit 5, while at the far end of the fiber 8 and 9 are connected, the output of the photoconverter 4 through the gating unit 7 is connected to the second input of the display unit 5.
Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.
Зондирующие оптические импульсы от генератора оптических зондирующих импульсов 1 через направленный оптический ответвитель 2 и оптический коммутатор 3 поступают в испытуемое оптическое волокно 8, через которое поступают в образцовое оптическое волокно 9. Поток обратного рассеяния, образующийся при распространении оптического излучения в испытуемом 8 и образцовом волокне 9, поступает через направленный оптический ответвитель 2 на фотопреобразователь 4, а затем через блок стробирования 7 на устройство отображения 5. Блок управления 6 обеспечивает согласованную работу генератора зондирующих оптических импульсов 1, блока стробирования 7 и блока отображения 5, что позволяет измерить характеристику обратного рассеяния соединения испытуемого 8 и образцового волокон 9. При переключении оптического коммутатора 3 его вход соединяется со его вторым выходом и измеряется характеристика обратного рассеяния того же соединения, но со стороны образцового волокна 9. По результатам измерения характеристики обратного рассеяния определяются изменения мощности обратного рассеяния на стыке испытуемого 8 и образцового волокон 9 при измерениях с двух сторон. После чего по формуле (1) рассчитывается коэффициент обратного рассеяния испытуемого оптического волокна 9. The probe optical pulses from the optical probe pulse generator 1 through the directional optical coupler 2 and the optical switch 3 enter the test optical fiber 8, through which they enter the sample optical fiber 9. The backscattering stream generated by the propagation of optical radiation in the test 8 and sample fiber 9 comes through a directional optical coupler 2 to the photoconverter 4, and then through the gating unit 7 to the display device 5. The control unit 6 provides It computes the coordinated operation of the probe optical pulse generator 1, the gating unit 7, and the display unit 5, which makes it possible to measure the backscattering characteristic of the compound of the test 8 and the sample fiber 9. When switching the optical switch 3, its input is connected to its second output and the backscattering characteristic of the same connections, but from the side of the model fiber 9. According to the measurement results of the backscatter characteristics, changes in the power of backscatter per joint 8 and the exemplary test fibers 9 in the measurements from two sides. Then, according to the formula (1), the backscattering coefficient of the tested optical fiber 9 is calculated.
Предлагаемый способ не требует использования разрушающих методов и может быть реализован с помощью только оптического рефлектометра обратного рассеяния, что значительно расширяет область применения предлагаемого способа по сравнению с прототипом и снижает затраты на производство измерений. The proposed method does not require the use of destructive methods and can be implemented using only an optical backscatter reflectometer, which significantly expands the scope of the proposed method in comparison with the prototype and reduces the cost of making measurements.
Литература
1. MW9060A Optical Time Domain Reflectometer/Manual instruction.Literature
1. MW9060A Optical Time Domain Reflectometer / Manual instruction.
2. Optical reflectometers design - calibration. - Schlumberger, Instruments Division, Technical Information Note - N 3. 2. Optical reflectometers design - calibration. - Schlumberger, Instruments Division, Technical Information Note - N 3.
Claims (2)
К = К0 + 0,5 (аи - ао),
где Ко - коэффициент обратного рассеяния образцового оптического волокна, дБ.1. A method for determining the coefficient of backscattering of an optical fiber, which consists in connecting the first output of a directional optical coupler to the input of the optical fiber under test, to which probing optical pulses are fed, and at its second output, the backscatter power level at the near end is measured, which differs the fact that the length of the tested optical fiber is more than five times the value ΔL = Δt · n / c, where Δt is the duration of the probe pulses, n is the group refractive index with the core of the tested optical fiber, c is the speed of light in free space, the output of the tested optical fiber is connected to the input of the reference optical fiber, the backscattering coefficient of which is known, and the length is more than five times the value ΔL, the characteristic of the reverse is measured at the second output of the directional optical coupler scattering, which determines the estimate of losses in the connection of the test optical fiber with the sample from the side of the test fiber - and and then the first output lennogo optical coupler connected to the input of an exemplary optical fiber and likewise determining an estimate of losses in the optical fiber of the test compound with the model from the model the fiber - and a, a backscatter coefficient of the test optical fiber in dB is given by:
K = K 0 + 0.5 (a and - a o ),
where K about - the coefficient of backscattering of the reference optical fiber, dB.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98123937A RU2163010C2 (en) | 1998-12-30 | 1998-12-30 | Method determining coefficient of backward scattering of optical fiber and device for its realization |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98123937A RU2163010C2 (en) | 1998-12-30 | 1998-12-30 | Method determining coefficient of backward scattering of optical fiber and device for its realization |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98123937A RU98123937A (en) | 2001-01-27 |
| RU2163010C2 true RU2163010C2 (en) | 2001-02-10 |
Family
ID=20214155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98123937A RU2163010C2 (en) | 1998-12-30 | 1998-12-30 | Method determining coefficient of backward scattering of optical fiber and device for its realization |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2163010C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2225978C2 (en) * | 2002-05-13 | 2004-03-20 | Поволжская государственная академия телекоммуникаций и информатики | Procedure establishing losses of optical power in joint of optical fibers while mounting optical cable |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU934428A1 (en) * | 1978-12-01 | 1982-06-07 | Предприятие П/Я Г-4299 | Method of determining attenuation factor of fiber light guides |
| SU1390807A1 (en) * | 1986-12-30 | 1988-04-23 | Ленинградский Электротехнический Институт Связи Им.Проф.М.А.Бонч-Бруевича | Device for measuring attenuation of optical cable |
| EP0380801A2 (en) * | 1989-02-01 | 1990-08-08 | Leningradskoe Otdelenie Tsentralnogo Nauchno-Issledo-Vatelskogo Instituta Svyazi (Loniis) | Process for determining the optical loss of optical fibres in reflected light |
| EP0380800A2 (en) * | 1989-02-01 | 1990-08-08 | Leningradskoe Otdelenie Tsentralnogo Nauchno-Issledo-Vatelskogo Instituta Svyazi (Loniis) | Process for determining the optical loss of coupled optical fibres in reflected light |
| SU1684750A1 (en) * | 1989-04-25 | 1991-10-15 | Войсковая Часть 32103 | Device for localizing optocable defects |
-
1998
- 1998-12-30 RU RU98123937A patent/RU2163010C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU934428A1 (en) * | 1978-12-01 | 1982-06-07 | Предприятие П/Я Г-4299 | Method of determining attenuation factor of fiber light guides |
| SU1390807A1 (en) * | 1986-12-30 | 1988-04-23 | Ленинградский Электротехнический Институт Связи Им.Проф.М.А.Бонч-Бруевича | Device for measuring attenuation of optical cable |
| EP0380801A2 (en) * | 1989-02-01 | 1990-08-08 | Leningradskoe Otdelenie Tsentralnogo Nauchno-Issledo-Vatelskogo Instituta Svyazi (Loniis) | Process for determining the optical loss of optical fibres in reflected light |
| EP0380800A2 (en) * | 1989-02-01 | 1990-08-08 | Leningradskoe Otdelenie Tsentralnogo Nauchno-Issledo-Vatelskogo Instituta Svyazi (Loniis) | Process for determining the optical loss of coupled optical fibres in reflected light |
| SU1684750A1 (en) * | 1989-04-25 | 1991-10-15 | Войсковая Часть 32103 | Device for localizing optocable defects |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГРОДНЕВ И.И. и др. Линии связи. - М.: Радио и связь, 1988, с.203-204, 529-530. КОРШУНОВ В.Н. и др. Оптические кабели связи. - М.: Связь, 1980, с.44. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2225978C2 (en) * | 2002-05-13 | 2004-03-20 | Поволжская государственная академия телекоммуникаций и информатики | Procedure establishing losses of optical power in joint of optical fibers while mounting optical cable |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6338153B2 (en) | Mode coupling ratio distribution measuring method and mode coupling ratio distribution measuring apparatus | |
| JPH026724A (en) | Method and apparatus for testing optical transmission medium | |
| EP0605301A1 (en) | Optical time domain reflectometer | |
| JP6769944B2 (en) | Mode delay time difference distribution test method and test equipment | |
| CN106289726A (en) | A kind of photon band-gap optical fiber backscattering distributed measurement method and device | |
| US20230288287A1 (en) | Power coupling coefficient measuring method and power coupling coefficient measuring device | |
| RU2163010C2 (en) | Method determining coefficient of backward scattering of optical fiber and device for its realization | |
| JP2769185B2 (en) | Backscattered light measurement device | |
| JPH03120437A (en) | Method and device for measuring strain or temperature of optical waveguide | |
| JP2004505240A (en) | Measurement of insertion loss by reflection measurement for optical components | |
| RU2685066C1 (en) | Method for measuring excess length of optical fiber in an optical cable module | |
| RU2325037C2 (en) | Method of determining optic fibre beat length at transmission line section | |
| WO2021245826A1 (en) | Optical fiber testing method and optical fiber testing device | |
| JP3257197B2 (en) | Method and apparatus for evaluating single mode optical fiber characteristics | |
| US6211950B1 (en) | Optical pulse reflectometer | |
| US12320725B2 (en) | Several mode fiber test method and several mode fiber test device | |
| Conduit et al. | Spectral-and length-dependent losses in optical fibres investigated by a two-channel backscatter technique | |
| JPH0712655A (en) | Measuring system | |
| JP3222046B2 (en) | Optical fiber strain measurement device | |
| RU98123937A (en) | METHOD FOR DETERMINING THE OPTICAL FIBER RATING SCATTERING FACTOR AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| US5226102A (en) | Light-reflection method for transmission-loss measurements in optical fiber lightguides | |
| RU2150094C1 (en) | Procedure determining attenuation in assembled elementary cable section of fiber-optical communication line and device for its realization | |
| Kumagai et al. | Enhancement of BOCDA system for aircraft health monitoring | |
| RU2655046C1 (en) | Optical reflectometer | |
| Baig et al. | Distributed measurement of chromatic dispersion along an optical fiber transmission system |