Амбітна мета компанії MediaTek - сформувати співтовариство розробників гаджетів з фахівців по всьому світу і допомогти їм реалізувати свої ідеї в готові прототипи. Вже зараз для цього є всі можливості, від міні-спільнот, в яких можна подивитися чужі проекти до прямих контактів з справжніми виробниками електроніки. Почати проектувати гаджети може будь-який талановитий розробник - поріг входу дуже низький.
Сучасні волоконно-оптичні системи передачі мають більші швидкісними можливостями та широкосмугового, стабільністю і надійністю, високим ступенем достовірності передачі інформації. Щоб відповідати цим якостям, всі їхні елементи повинні функціонувати в суворих технічних рамках. Але як проконтролювати численні параметри оптичного кабелю, оптичних ниток, в яких носієм інформації є потік фотонів, а не електронів, як в лініях електричного зв'язку? Тут традиційні вимірювальні пристрої не придатні. Про методи і приладах, які застосовуються при вимірюванні і контролі параметрів в таких лініях зв'язку, і розповідається в опублікованій статті.
Для волоконно-оптичної системи передачі (ВОСП), як і для будь-якої кабельної системи (на коаксіальних або симетричних кабелях), існують загальні параметри, вимірювати які необхідно при будівництві, пуско-налагоджувальних роботах, сертифікаційних і пускових випробуваннях, а також в процесі експлуатації при проведенні профілактичних робіт. Разом з тим ВОСП притаманні суттєві особливості, зумовлені тим, що носієм інформації є потік фотонів.
Для роботи в оптичному діапазоні застосовуються оптичні квантові генератори (лазери), що генерують когерентне випромінювання, квантові фотоприемники (фотодіоди і фототранзистори), саме оптичне волокно і ряд інших елементів. На них створені не тільки кінцеве обладнання для ВОСП, а й вимірювальні прилади. На ВОСП необхідно вимірювати наступні узагальнені параметри:
1) середню відносну потужність оптичного випромінювання, що вводиться в лінію, в дБм (дБ відносно 1 мВт);
2) загасання оптичного сигналу в лінії в дБ;
3) чутливість системи передачі в дБм при заданому коефіцієнті помилок в тракті передачі;
4) довжину хвилі оптичного випромінювання в мкм або нм;
5) ширину спектральної лінії випромінювання, нм;
6) дисперсію оптичного імпульсу в оптичному тракті, пс / нм╥км.
Крім вимірювання цих параметрів, в системі контролюється автоматичне відключення лазера на підводному човні (наприклад, обриві оптичного кабелю), а також періодичність і тривалість його тимчасового включення при тестуванні відновленої лінії.
Специфічними особливостями володіють також вимірювані характеристики квантових і оптичних елементів ВОСП, особливо параметри випромінювача - напівпровідникового лазера: довжина хвилі випромінювання lізл (мкм або нм), ширина спектральної лінії Dl (нм), середня потужність випромінювання Ро (мВт) і ін.
Важливо знати і параметри фотоприймачів: спектральний діапазон чутливості фотоприймача (мкм), чутливість (А / Вт), величину темнового струму (нА), власну ємність фотодіода (пФ), розмір (діаметр) фоточутливої майданчики (мкм), квантову ефективність (h) .
В оптичному волокні і кабелі вимірюють такі параметри: кілометріческое загасання ОВ або ОК, що вноситься на довжині 1 км, в дБ / км; дисперсію оптичного імпульсу, пс / нм ╥ км; вид профілю показника заломлення; діаметр ОВ із захисною оболонкою і при необхідності без неї, в мкм; для багатомодових ОВ - числову апертуру.
Ті параметри, які в цій статті названі узагальненими, є основними і підлягають вимірам на різних етапах проектування, будівництва і експлуатації ВОСП.
Вимірювання середньої оптичної потужності Ро. Для вимірювання цього параметра необхідний датчик, чутливий до оптичного випромінювання у відповідному спектральному діапазоні хвиль. У нашому випадку це три діапазону (за прийнятою термінологією - три вікна прозорості): I ОП - Dl1 = 0,82. 0,86 мкм; II ОП - Dl2 = 1,31. 1,35 мкм; III ОП - Dl3 = 1,53. 1,56 мкм.
Для вимірювання середньої потужності оптичного випромінювання застосовуються спеціально розроблені для цього фотодіоди. До приладу можуть підключатися оптичні волокна, як одномодові, так і багатомодові, діаметр яких може доходити до 500 мкм. Вимірювання оптичної потужності за допомогою фотодіода засноване на співвідношенні фотоструму I ФД. викликаного оптичним випромінюванням, який пропорційний середньої потужності оптичного випромінювання та обернено пропорційний довжині хвилі. Відповідно до цього шкала вимірника потужності градуюється в міліватах (мВт) або в дБм для відповідного вікна прозорості.
В даний час вимірювачі середньої оптичної потужності випускаються вітчизняною промисловістю і рядом зарубіжних фірм. Майже всі такі прилади мають малі габарити, вага, автономне живлення і можуть бути використані як в лабораторних або заводських умовах, так і при будівництві, пуско-налагоджувальних роботах, а також в процесі експлуатації ВОСП. Табло приладів виконано на основі цифрових індикаторів, найчастіше рідкокристалічних. Вони мають перемикачі діапазонів вимірювань для трьох вікон прозорості - 0,85 мкм, 1,3 мкм і 1,55 мкм, перемикачі градуювання мВт / дБм, а також лімб установки нуля. Вимірюється оптичне випромінювання подається за допомогою оптичного волокна, оконцованнимі оптичним роз'ємом (найчастіше типу FC або РС), для чого на одній з бічних стінок приладів встановлені розетки (гнізда) оптичного роз'єму.
Оптичні параметри, габарити, вага і умови експлуатації приладів представлені в таблиці, а загальний вигляд деяких з них - на рис. 1 і 2.
Вимірювання загасання в ОК і в лінії. Загасання (або втрати) енергії оптичного сигналу в оптичному волокні (ОВ) і в оптичному кабелі (ОК) обумовлено поглинанням, розсіюванням світла на локальних неоднорідностях і релєєвського (молекулярним) розсіюванням світла на молекулах матеріалу. Крім того, при підвищених рівнях потужності, що вводиться в ОВ (більше 13 дБм), до чинників, що визначають втрати, додаються такі фізичні явища, як, наприклад, зване вимушене комбінаційне розсіювання.
Загасання за рахунок поглинання через дефекти матеріалів стали настільки малими, що вони важко піддаються вимірам і при потужності оптичного сигналу менше 10 мВт, втрати в ОВ визначаються головним чином релєєвськоє розсіювання. Цей тип розсіювання відбувається на молекулах кварцу SiO2. Його потужність обернено пропорційна четвертого ступеня довжини хвилі, т. Е. З ростом довжини хвилі такі втрати швидко зменшуються.
Додаткові втрати виникають в ОК при зрощуванні будівельних довжин. Вони проявляються на локальних неоднорідностях, місцях зварювання або склеювання торців оптичних волокон. До локальних неоднорідностей відносяться і плоскі торці на кінцях ОВ, від яких відбувається відображення енергії в зворотний (внутрішню) сторону. Для кварцового ОВ ці втрати становлять приблизно 4% (або -14 дБ) від падаючої потужності.
Існує кілька методів вимірювання загасання оптичного випромінювання при його поширенні в ОВ: двоточковий, заміщення, зворотного релєєвського розсіювання в тимчасовій області, витяжки ОВ.
З перерахованих методів найбільш простим і достовірним, який застосовується в будівництві, налагодження та експлуатації, є двоточковий. Він, в свою чергу, підрозділяється на три різновиди: метод обламування, безобривний і метод каліброваного розсіювання.
Найбільшого поширення в будівельній, а також дослідницької практиці отримав метод обламування волокна. У вхідній торець ОВ (який повинен бути плоским і перпендикулярним осі ОВ) вводиться оптичне випромінювання. При цьому джерело випромінювання і вхідний кінець ОВ жорстко фіксуються так, щоб в процесі вимірювань умови введення енергії в ОВ не порушувалися. Береться ОВ задовгі L0. Вихідний торець вводиться в приймальний вузол вимірювача і жорстко в ньому фіксується. Після цього вимірюється величина оптичної потужності Р1. що виходить з вихідного торця ОВ. Ця величина записується. Далі від ОВ методів сколювання відділяється волокно довжиною L1. Вихідний торець залишився волокна довжиною L2 = L0 - L1 також повинен бути плоским і перпендикулярним осі ОВ, що контролюється спеціальним мікроскопом. Якщо якість вихідного торця незадовільний, повторно сколюють і контролюють волокно. Після отримання торця потрібної якості він знову вводиться в приймальний вузол вимірювача оптичної потужності і фіксується оптична потужність Р2. Таким чином, визначені величини оптичної потужності Р1 на виході волокна довжиною L1 і на його вході P2. Загасання у волокні довжиною L1 визначається за формулою к = Р2 / Р1 (раз) або a╨10lgP2 / P1 (дБ).
Перевага цього методу полягає в тому, що він не вимагає спеціальних приладів, так як для його здійснення підходять будь-які стандартні самописці. Але цей метод має і суттєвий недолік: він відноситься до "руйнівним" видам і у нього низька оперативність.