WWW.PDF.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Разные материалы
 

«АЛГОРИТМ ОЦЕНИВАНИЯ ДЛИНЫ БИЕНИЙ ПРИ ИЗМЕРЕНИЯХ ПМД ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН РЕФЛЕКТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ В.А. Бурдин, А.В. Бурдин 443010, г. Самара, ул. Льва Толстого, д. 23 ...»

СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС» – НАУКА №6_2005

АЛГОРИТМ ОЦЕНИВАНИЯ ДЛИНЫ БИЕНИЙ ПРИ ИЗМЕРЕНИЯХ ПМД

ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН РЕФЛЕКТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

В.А. Бурдин, А.В. Бурдин

443010, г. Самара, ул. Льва Толстого, д. 23

тлф./факс (846) 228-00-27

E-mail: burdin@psati.ru; bourdine@samara.ru

Кафедра "Линии связи и измерения в технике связи" Поволжской Государственной академии телекоммуникаций и информатики (ПГАТИ) Дисперсией оптического волокна называют рассеивание во времени составляющих оптического сигнала. Причина дисперсии – разные скорости распространения отдельных составляющих оптического сигнала. Дисперсия проявляется как уширение, увеличение длительности распространяющихся по волокну оптических импульсов. Уширение импульсов приводит к межсимвольной интерференции и, соответственно, к ошибкам при приеме сигналов.

В отличие от хроматической дисперсии поляризационная модовая дисперсия (PMD) – величина случайная.

Она обусловлена отличием скоростей распространения мод разной поляризации. Как известно, поляризация – это свойство оптического излучения, связанное с направлением векторов электрической и магнитной составляющих.

Свет, распространяясь по одномодовому волокну, может колебаться в одной или двух плоскостях поляризации.

Скорость распространения одной составляющей поляризации (медленной моды) меньше, чем у другой (быстрой моды). Разница во времени появления на приемном конце между указанными модами и вызывает поляризационную модовую дисперсию. Она обычно измеряется пикосекундами.

Поляризационную модовую дисперсию принято характеризовать ее средним значением с размерностью пс/км1/2, которое нормируют и приводят в технических характеристиках, обозначая как ПМД. Согласно рекомендациям максимальное значение этой величины для одномодовых оптических кабелей связи не должно превышать 0,5 пс/км1/2 [1-3].

При передаче сигналов NRZ, возбуждаемых источником оптического излучения без чирп - эффекта, суммарное время, в течение которого ухудшение отношения сигнал/помеха за счет PMD превышает 1дБ, не должно быть более 30 мин/год [1-3]. В этом случае максимальное значение PMD линейного тракта равно 140/В, где В – скорость передачи данных (Гбит/с). Приближенно можно полагать, что PMD линейного тракта ВОЛП не должна превышать 10% от величины скорости передачи информации. Отсюда, для скоростей передачи 2,5, 10 и 40 Гбит/с значения PMD на регенерационных участках должны быть не более 40 пс, 10 пс и 2,5 пс, соответственно.

Исследования ПМД оптических волокон на кабельных линиях, сданных в эксплуатацию, показали, что ее результирующее значение на регенерационном участке зачастую определяется относительно небольшим числом длин с повышенными значениями ПМД [4-11]. Это, как правило, волокна строительных длин оптического кабеля, особенно подверженных температурным и механическим воздействиям из-за условий прокладки, волокна компенсаторов хроматической дисперсии, оптические волокна, выпущенные до 1997 г. Очевидно, что важно иметь средства измерений, позволяющие исследовать распределение PMD в оптическом волокне и локализовать участки с высокими значениями дисперсии. Эту задачу решают оптические рефлектометры для измерения ПМД [12-24]. В частности, оптические рефлектометры обратного релеевского рассеяния, работающие во временной области (P OTDR – optical time domain reflectometer).

Один из вариантов реализации схемы ПМД, основанный на измерении состояния поляризации, представлен на рис.1 [22].

<

–  –  –

Как видим, для определения ПМД необходимо знать длину биений и длину корреляции.

Принцип измерения длины биений можно пояснить на упрощенной модели оптического волокна без потерь и связи мод [23].

В этом случае матрица Джонса волокна с двулучепреломлением выглядит следующим образом:

–  –  –

Таким образом, сигнал обратного рассеяния на ближнем конце модулирован с периодом LB / 2, и задача определения длины биений сводится к выявлению периодической составляющей на фоне помех и нахождению периода колебаний. В целях сопоставления методов определения периода биений была собрана схема рис.1 и выполнены измерения характеристики обратного рассеяния. На рис. 2 приведена типичная характеристика обратного рассеяния оптического волокна при реализации рассматриваемой схемы измерений. На рис. 3 приведена полученная в результате ее обработки нормализованная характеристика регулярного участка волокна, на рис. 4 - ее спектральная характеристика, а на рис.5 – вейвлет-характеристика.

–  –  –

зультаты, когда отношение сигнал/шум мало. Вычисление периода биений данным способом дало оценку, практически совпадающую с оценкой? полученной по спектральной характеристике LB=31,45 м.

Таким образом, результаты измерений и обработки характеристики обратного рассеяния при реализации варианта схемы P-OTDR достаточно хорошо согласуются с теорией и подтвердили возможность измерений длины биений. Полученные оценки достаточно хорошо согласуются. Расхождение составляет не более 10%. При этом наибольшее отклонение имеют оценки, полученные традиционным способом. В «автоматическом» режиме наиболее просто реализуется поиск периода корреляционными или фрактальными методами. В условиях существенных флуктуаций длины биений на участке и высокого уровня помех более предпочтителен фрактальный метод.

Вместе с тем необходимо отметить, что данные выводы носят предварительный характер, и рассмотренные алгоритмы требуют более подробного изучения и проработки.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Refi J.J. Optical fiber for optical networking.- Bell Labs Technical Journal, January-March.- 1999.-p.p.246-260.

2. Optical fiber telecommunications. IVA /Edited by Ivan P. Kaminow, Tingye Li. – Academic Press, Elsevier Science, USA, 2002.- 876 p.

3. Optical fiber telecommunications. IVB /Edited by Ivan P. Kaminow, Tingye Li. – Academic Press, Elsevier Science, USA, 2002.- 1022 p.

Бродский М., Бородицкий М., Магилл П., Фриго Н. Дж., Тур М. Шарнирно-секционная модель ПМД. – Lightwave Russian Edition, №1, 2005. – с. 24 – 28.

5. Brodsky M., Magill P. D., Frigo N. J. Polarization Mode Dispersion of Installed Recent Vintage Fiber as a Parametric Function of Temperature. IEEE Photon. Technol. Lett. – 2004. – vol. 16 (1). – p.p. 209 – 211.

6. Brodsky M., Boroditsky M., Magill P., Frigo N. J., Tur M. Field PMD Measurements through a Commercial, Raman-Amplified ULH Transmission System. - Proc. LEOS PMD Summer Topical Meeting, 2003, pp. 15-16, Paper MB3.3.

7. Brodsky M., Magill P. D., Frigo N. J. Evidence for Parametric Dependence of PMD on Temperature in Installed 0.05 ps/km1/2 Fiber. Proc. ECOC, Copenhagen, Denmark (9.3.2), 2002.

8. Magill P., Brodsky M. PMD of Installed Fiber – an Overview. - Proc. LEOS PMD Summer Topical Meeting, 2003, pp. 7-8, Paper MB2.2.

9. Allen Ch., Kondamuri P. K., Richards D. L., Hague D. C. Measured temporal and spectral PMD characteristics and their implications for network-level mitigation approaches. - J. Lightwave Technol., vol. 21 (1), 2003. - pp. 79-86.

10. Kondamuri P., Allen Ch. PMD Characterization of Installed Fiber: Final Report. - Technical Report, ITTC-FY2004-TRJune 2004, - 21p.

11. Barcelos S. PMD field audit revelas investment losses. – Lightwave, februery, 2005. – pp. 1 – 7.

12. Anderson D. R., Johnson L., Bell F. G. Troubleshooting optical-fiber networks. Understanding and using your optical timedomain reflectometer. – Elseiver Academic press, 2004. – 437 p.

13. Derickson D. Fiber optic test and measurement. – Prentice Hall PTR, 1998. – 643 p.

14. Huttner B., Gisin B., Gisin N. Distributed PMD measurement with a Polarisation-OTDR in optical fibers. - J. Lightwave Technol., vol. 17 (10), 2004. - pp. 1843 - 1848.

15. Wuilpart M., Rogers A.J., Defosse Y., Mgret P., Blondel M. Birefringence Mapping in an Optical Fibre by Using a Polarization-OTDR. - IEEE Laser and Electro-Optics Society Symposium - Benelux Chapter, 03/12, 2001. - pp. 61-64.

16. Wuilpart M., Ravet G., Megret P., Blondel M. Polarization mode dispersion mapping in optical fibers with a polarizationOTDR. – IEEE Photonics technology letters, vol.14, No12, 2002. – p.p. 1716 – 1718

17. Gisin N., Von der Weid J. P., Pellaux J. P. Polarization mode dispersion of short and long single-mode fibers. - J. Lightwave Technol., vol. 9, 1991. - p.p. 821-827

18. Huttner B., Gisin B., Gisin N. Distributed PMD measurement with a polarization-OTDR in optical fibers. - J. of Lightwave Technol., vol. 17, 1999. - pp. 1843-1848

19. Wuilpart M., Rogers A. J., Mgret P., Blondel M. Fully-distributed polarization properties of an of an optical fiber using the backscattering technique. - SPIE Proc. ICAPT, vol. 4087, 2000. – p.p. 396-404

20. Wuilpart M., Rogers A. J., Defosse Y., Mgret P., Blondel M. Measurement of the spatial distribution of birefrigence in optical fibers. - IEEE Photonics Technology Letters, vol.13, No18, 2000. – p.p. 836-838

21. Corsi F., Galtarossa A., Palmieri L. Beat length characterization based on backscattering analysis in randomly perturbated single-mode fibers. - J. Lightwave Technol., vol. 17, 1999. - pp. 1172-1178

22. Hajek M., Holomeиek P. POTDR – localizace useku se zvysenou hodnotou PMD v optickych trasach.

Method of evaluating fiber PMD using polarization optical time domain reflectometry. Патент WO2004045113 23.

Method for characterizing an optical fibre link. Патент WO 2005/041449 24.

Кроновар Р. М. Фракталы и хаос в динамических системах. Основы теории.- М.: Постмаркет, 2000. – 352 с.

25.

Кликушин Ю.Н. Метод фрактальной классификации сложных сигналов. – Журнал радиоэлектроники, №4, 26.

2000. – с. 1-13.

–  –  –



Похожие работы:

«Очарование лент и узкоразмерных текстилий Новейшие Машины Jakob Muller AG Содержание Стр. 3-14 Jakob Muller-Группа Мы о себе Основные даты в развитии фирмы Филиалы во всём мире Стр. 15-44 Лентоткацкие Системы Программируемые установки для разработки образцов Партионн...»

«УДК 519.6 МИНИМАЛЬНЫЕ ПО ВКЛЮЧЕНИЮ ДЕРЕВЬЯ ШТЕЙНЕРА: АЛГОРИТМ ПОСТРОЕНИЯ c А. В. Ильченко, В. Ф. Блыщик Таврический национальный университет им. В. И. Вернадского факультет математики и информатики пр-т Вер...»

«Сравнительный анализ качества вероятностных и возможностных моделей измерительно-вычислительных преобразователей Д. А. Балакин, Т. В. Матвеева, Ю. П. Пытьев, О. В. Фаломкина Рассмотрены компьютерное моделирование вероятностных и возможностных моделей измерительно-вычислительных...»

«УДК 371.321 ПОДХОДЫ К ПОСТРОЕНИЮ КУРСА «ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБРАЗОВАНИИ» ДЛЯ МАТЕМАТИКОВ-БАКАЛАВРОВ НА ПРИНЦИПАХ ИНДИВИДУАЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА © 2012 Н. И. Бордуков аспирант каф....»

«УДК 519.8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛЯПУНОВА НА ПРИМЕРЕ МОДЕЛИ СЕЛЬКОВА В ПРИСУТСТВИИ ВНЕШНЕЙ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИЛЫ © 2013 А. Ю. Верисокин аспирант каф. общей физики e-mail: ffalconn@mail.ru Курский государственный университет В работе обсуждаются вычислительные особенности расчёта п...»

«СПИИРАН КАТЕГОРИРОВАНИЕ ВЕБ-СТРАНИЦ С НЕПРИЕМЛЕМЫМ СОДЕРЖИМЫМ Комашинский Д.В., Чечулин А.А., Котенко И.В. Учреждение Российской академии наук СанктПетербургский институт информатики и автоматизации РАН РусКрипто’2011, 30 марта – 2 апреля...»

«Э. М. БРАНДМАН ГЛОБАЛИЗАЦИЯ И ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ОБЩЕСТВА Глобальная информатизация и новые информационные технологии открывают небывалые возможности во всех сферах человеческой деяте...»

«Программа внеурочной деятельности по информатике и ИКТ «Путешествие в Компьютерную Долину» А.Г. Паутова Целью программы внеурочной деятельности по информатике и ИКТ «Путешествие в Компьютерную Долину» является информационная поддержка проектной деятельност...»





















 
2017 www.pdf.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - разные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.