• Главная
  • Обратная связь
  • Поиск
  • Карта сайта
1USD - 58,93 руб.

Отдел продаж

Сервисный центр

Россия: 8-800-500-57-56

СНГ и Европа: +7-499-500-57-56

Вместе мы лучшие!

               

Динамический диапазон оптического рефлектометра

СтатьиКонтрольно-измерительное оборудование для ВОЛС (Anritsu, Exfo, Yokogawa)

Всоответствии с рекомендацией Международной Электротехнической Комиссии (IEC – International Electrotechnical Commission) динамический диапазон рефлектометра DIEC определяется как разность между уровнем сигнала обратного релеевского рассеяния в начале рефлектограммы и пиковым значением шумов в отсутствие сигнала. Уровень сигнала обратного релеевского рассеяния находится путем экстраполяции прямолинейного наклонного участка рефлектограммы в начало рефлектограммы (рис. 2.1). Уровень пикового значения шума определяется исходя из условия, что вероятность попадания шумового сигнала в доверительный интервал должна быть равна 98%. Для этого по верхнему краю шумовой дорожки проводится прямая горизонтальная линия так, чтобы ее пересекал только один шумовой пик из 100.

Рис. 2.1. Динамический диапазон рефлектометра DIEC определяется МЭК как разница между уровнем сигнала обратного релеевского рассеяния в начале рефлектограммы и пиковым значением шума в отсутствие сигнала.

Рис. 2.2. Динамический диапазон рефлектометра Drms опре(деляется как разница между уровнем сигнала обрат(ного релеевского рассеяния и среднеквадратичным
значением шума в отсутствие сигнала. Величина ди(намического диапазона Drms больше DIEC на 1,8 дБ.

Физический смысл динамического диапазона рефлектометра поясняется на рис. 2.1.Как видно из этого рисунка, полные потери в линии А равны расстоянию между уровнями сигнала обратного релеевского рассеяния в начале и в конце рефлектограммы. Причем конец рефлектограммы будет виден на дисплее до тех пор, пока сигнал не уменьшиться до уровня шума. Таким образом, динамический диапазон рефлектометра равен максимально измеряемой величине полных потерь в линии. Заметим, что производители рефлектометров предпочитают определять величину шума не по его пиковому значению, а по его среднеквадратичному значению (rms – root mean square). В этом случае величина динамического диапазона Drms получается на 1,8 дБ больше DIEC – динамического диапазона рекомендованного МЭК (рис. 2.2).

Сравнение различных моделей рефлектометров часто затрудняется изза того, что при оценке среднеквадратичного значения шума разные производители рефлектометров вычитают из пикового значения шума вместо 1,8 дБ другие величины, лежащие в пределах от 1,5 дБ до 4 дБ. Поясним, почему уровень среднеквадратичного значения шума находится на 1,8 дБ ниже его пикового значения. Будем полагать, что шум распределен по нормальному (гауссовскому) закону. Тогда, как хорошо известно, вероятность пребывания в интервалах – 2… +2 и – 3 … + 3 равна, соответственно, 95% и 99,7%, где rms шума. Отсюда видно, что вероятности пребывания в 98% соответствует некоторый промежуточный интервал (– 2,3 …+ 2,3), или иначе получается, что в линейном масштабе среднеквадратичный уровень шума меньше пикового значения шумов в 2,3 раза (рис. 2.3). В логарифмическом масштабе (по шкале рефлектометра 5 log) в 2,3 раз меньшая величина смещена вниз на 1,8 дБ (так как 5 log (2.3) 1,8). Поэтому и получается, что среднеквадратичное значение уровня шума находится на 1,8 дБ ниже его пикового значения.

Рис. 2.3. Уровни шума в линейном масштабе

Величина динамического диапазона зависит от параметров, устанавливаемых пользователем: длительности импульсов, времени усреднения сигнала и диапазона измеряемых длин. Так, например, при увеличении длительности импульса в 1000 раз (от 1 = 10 нс до 2 = 10 мкс) коэффициент обратного релеевского рассеяния увеличивается (по шкале рефлектометра) на 5 log (2 / 1) = 15 дБ. Так как уровень шумов (в отсутствие сигнала) при этом не меняется, то динамический диапазон тоже увеличивается на 5 log (2 / 1) = 15 дБ (рис. 2.4).

При увеличении времени усреднения коэффициент релеевского рассеяния не меняется, но зато уменьшается среднеквадратичное значение шума. Так как в первом приближении шум можно полагать белым (гауссовым), то его среднеквадратичное значение изменяется обратно пропорционально квадратному корню из времени усреднения сигнала. Это значит, что при увеличении времени усреднения от t1 до t2 уровень шума уменьшится (а динамический диапазон увеличится) по шкале рефлектометра всего лишь на 2,5 log (t2/t1). Например, при увеличении времени усреднения в 100 раз (от t1 = 1 сек, до t2 =100 сек) динамический диапазон увеличивается на 2,5 log (t2 / t1) = 5 дБ (рис. 2.5). Для сравнения, при увеличении длительности импульсов от 1 до 2 динамический диапазон возрастает на два раза большую величину: 5 log (2/ 1).

Рис. 2.4. При увеличении длительности импульсов в 1000 раз (от 1 = 10 нс до 2 = 10 мкс) динамический диапазон увеличивается на 5 log (2/1) = 15 дБ

На сегодняшний день динамический диапазон является основным параметром, по которому проводится сравнение различных моделей OTDR. Так как его величина увеличивается с увеличением длительности импульсов и времени усреднения сигнала t, то обычно значение динамического диапазона приводят при максимальных для данного прибора значениях и t. Однако эти значения у разных производителей рефлектометров могут отличаться. Для того, чтобы устранить эту неоднозначность, МЭК рекомендует при сравнении динамических диапазонов рефлектометров использовать следующие величины: = 10 мкс и t = 3 мин. В то же время производители рефлектометров в своих спецификациях максимальное значение динамического диапазона приводят обычно при = 20 мкс.

Рис. 2.5. При увеличении времени усреднения в 100 раз (от t1 = 1 сек до t2 = 100 сек) динамический диапазон увели(чивается на 2,5 log (t2 / t1) = 5 дБ

Яндекс.Метрика
Счетчик тИЦ и PR