Pomiary tłumienności światłowodu
ITpedia
Pomiary włókna światłowodowego wykonuje się w różnych sytuacjach: podczas procesu wytwarzania, przy odbiorze od dostawcy, podczas prac instalacyjnych i przed odbiorem zmontowanego systemu okablowania światłowodowego. Pomiary odgrywają również istotną rolę w usuwaniu problemów występujących podczas eksploatacji systemów okablowania światłowodowego, pozwalając na wykrycie i precyzyjną lokalizację uszkodzeń. Pomiar tłumienności światłowodu jest podstawową czynnością podczas badania włókna światłowodowego bądź światłowodowego toru komunikacyjnego. Istnieją dwie metody pomiaru tłumienności światłowodu: transmisyjna i reflektometryczna. Pierwsza z nich to podstawowy pomiar stosowany do sprawdzania światłowodów, a dokładniej – ich tłumienności.
Druga, wykorzystując pomiar wstecznego rozproszenia mocy transmitowanej przez światłowód, pozwala na określenie tłumienności odcinków i całości łącza światłowodowego oraz lokalizację uszkodzeń i niejednorodności włókna.
Do pomiaru strat w światłowodach i urządzeniach światłowodowych używa się mierników mocy optycznej i źródeł światła. Światło jest wprowadzane do jednego końca światłowodu, miernik mocy jest podłączany do drugiego tak, aby mierzyć odbieraną moc optyczną. Źródłem światła może być laser albo dioda LED o odpowiednich parametrach, jednak najczęściej jest nim nadajnik wchodzący w skład zestawu testującego. Niekiedy używa się alternatywnie źródła światła wykorzystywanego w sprzęcie telekomunikacyjnym. Ponieważ straty w światłowodzie zależą od długości fali, do pomiarów wykonywanych za pomocą mierników mocy powinno używać się fal świetlnych o długościach używanych w sprzęcie telekomunikacyjnym. Są to długości fal 1310 nm lub 1550 nm. Przy testowaniu sieci WDM powinno się wziąć pod uwagę dodatkowe okoliczności, związane z dyskretną liczba fal optycznych we włóknie(zwłaszcza sąsiednich).
Jednostki pomiarowe tłumienności światłowodu
Do pomiaru strat mocy światła w światłowodzie, niezbędnego do wyznaczenia tłumienności światłowodu, używa się mierników światła. Jednostką pomiarową mocy światła jest miliwat (mW), jednak bardziej czytelna jest prezentacja wyników pomiarów tłumienności w decybelach (dB). Sposób ten jest powszechnie stosowany w elektronice, oraz wszędzie tam, gdzie chodzi o określenie porównywalnych wielkości wzmocnienia lub strat w układzie lub systemie. Wynik pomiaru w decybelach jest stosunkiem mocy, napięcia lub innego parametru mierzonego w dwu punktach, jednym zlokalizowanym na wejściu systemu i drugim na wyjściu. Wzór na wzmocnienie wyrażone w decybelach ma postać:
G (dB) = 10log (Pwy/Pwe)
Jeśli moc wyjściowa jest mniejsza od mocy wejściowej, to G (dB) zawsze będzie przyjmowało wartość ujemną. W większości zastosowań techniki światłowodowej moc na wejściu światłowodu będzie większa od mocy na wyjściu i dlatego zdefiniowano parametr straty światła L (dB):
L (dB) = -G (dB), gdzie L (dB) = 10log (Pwe/Pwy)
Strata L (dB) jest powszechnie używanym parametrem określającym tłumienność światłowodu. W celu wyznaczenia tego parametru źródło światła dołącza się do jednego końca światłowodu (patrz rysunek). Jeśli wiemy, że moc źródła światła na wejściu światłowodu wynosi 0,1 mW, a miernik mocy na wyjściu kabla wskaże 0,05 mW, to zgodnie z formułą określającą parametr L (dB) otrzymamy:
L (dB) = 10log (0,1 mW/0,05 mW) = 3 dB
Strata mocy światła wynosi w tym światłowodzie 3 dB.
Wartość tłumienności wyrażana w decybelach nie jest wartością absolutną – bezwymiarową. Pomiar absolutny można wyrazić w formie dBm. Jednostka dBm jest logarytmem stosunku mierzonej mocy do 1 mW mocy odniesienia. Wzór przyjmuje następującą postać:
P (dBm) = 10log (Pwe/1 mW)
Oczywiście używając jednostek dBm uzyskuje się wyniki takie same jak w poprzednim przykładzie, gdzie moc wejściowa światła w światłowodzie wynosi 0,1 mW, co daje -10 dBm:
Pwe (dBm) = 10log (0,1 mW/1 mW) = -10 dBm
Moc światła odbierana przez miernik na wyjściu światłowodu wynosi 0,05 mW, co daje -13 dBm:
Pwy (dBm) = 10log (0,05 mW/1 mW) = -13 dBm
Strata mocy światła w światłowodzie jest równa różnicy pomiędzy mocą źródła światła Pwe (dBm) a mocą światła odbieranego przez miernik Pwe (dBm):
L (dB) = Pwe (dBm) – Pwy (dBm) = -10 dBm – (-13 dBm) = 3 dB
Stąd straty mocy w światłowodzie wynoszą 3 dB.
Wszystkie pomiary należy przedstawiać albo w decybelach, albo w mW, nigdy jednocześnie w obu. Zazwyczaj wszystkie pomiary wykonuje się w skali decybelowej. Większość przyrządów jest wyskalowana w decybelach i dlatego nie jest konieczne przekształcanie pomiędzy mW a dBm. W zestawieniu powyżej pokazano odpowiedniki dBm dla mocy światła wyrażanej w mW. Jeśli mierzymy tłumienność poszczególnych odcinków łącza światłowodowego w dB, to tłumienność całego łącza jest równa sumie tłumienności poszczególnych odcinków.
