×
10.07.2013
216.012.5573

ОПТИЧЕСКИЙ РЕФЛЕКТОМЕТР

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области электрорадиотехники, а именно к технике подводно-кабельной связи, и может быть использовано в подводно-кабельных волоконно-оптических системах связи. За счет определения изменения состояния поляризации оптического излучения по результатам изменений длины биений и длины корреляции оптического волокна обеспечивается нахождение распределения поляризационной модовой дисперсии вдоль волоконно-оптической линий передачи и локализация проблемных участков. 1 ил.
Основные результаты: Оптический рефлектометр, содержащий генератор импульсов, источник лазерного излучения, оптический разветвитель (циркулятор), оптический поляризатор, фотоприемное устройство и блок анализа, отличающийся тем, что генератор импульсов последовательно соединен с оптическим циркулятором оптическим поляризатором, фотоприемным устройством и блоком анализа, а оптический циркулятор соединен с волоконно-оптическим кабелем, причем генератор импульсов формирует последовательность прямоугольных импульсов со средней длительностью 10 или 20 мкс, а интервал измерения длительности составляет 100 и 200 нс с шагом 10 и 20 нс соответственно, при этом мощность потока обратного рассеяния, прошедшая через поляризатор, на ближнем конце при зондировании прямоугольными импульсами определяется выражением: где P - суммарная мощность потока, рассеянного на ближнем конце и распространяющегося в обратном направлении; υ - групповая скорость; Т - длительность зондирующего импульса; L - длина биений.
Реферат Свернуть Развернуть

Настоящее изобретение относиться к области электрорадиотехники, а именно к технике подводно-кабельной связи, и может быть использована в подводно-кабельных волоконно-оптических системах связи ВМФ.

Увеличение скорости передачи в оптическом канале до уровня 10 Гбит/с и выше приводит к тому, что одним из основных факторов, ограничивающих работоспособность волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП), становиться поляризационная модовая дисперсия (ПМД). Актуальной задачей при этом является локализация проблемных сегментов ВОЛП с повышенным уровнем ПМД с целью последующей модернизации линейно-кабельных сооружений. Для решения подобных задач предлагается использовать поляризационный оптический рефлектометр. Отличительной особенностью этого прибора является измерение линейной вариации длительности зондирующих импульсов.

В настоящее время поляризационная модовая дисперсия оптических волокон (ОВ) является одним из основных факторов, ограничивающих протяженность регенерационных участков ВОЛП и скорость передачи информации в оптическом кабеле. Для оценки максимальной протяженности регенерационного участка L, ограниченного ПМД, может быть использована формула

где В - скорость передачи в оптическом канале, Гбит/с;

PPMD - коэффициент ПМД, .

С учетом того, что на регенерационных участках действующих ВОЛП могут существовать ОВ с повышенным уровнем ПМД, то протяженность регенерационного участка может быть ограничена даже при скорости передачи 10 Гбит/с.

Величина ПМД на ВОЛП носит случайный характер и зависит не только от качества производства ОВ и ОК, но и от условий прокладки, внешних температурных воздействий в процессе эксплуатации. Исследования на ВОЛП, введенных в эксплуатацию, показали, что основной вклад в результирующее значение ПМД линии передачи, как правило, вносят отдельные участки с повышенным уровнем ПМД, на которых ОК подвергается либо внешним воздействиям, либо из-за включенных модулей компенсации дисперсии и т.п. Отсюда следует актуальность задачи локализации участков ВОЛП, характеризующихся повышенными значениями ПМД ОВ.

Существует ряд способов, методов и устройств измерения ПМД: метод анализа собственных значений матрицы Джонса; метод сферы Пуанкаре; метод фиксированного анализатора (метод сканирования длин волн); интерферометрический способ. Известные устройства представляют собой оптический рефлектометр состоящий из генератора импульсов, оптического поляризатора и блока анализа, при этом рефлектометр подключен к оптическому волокну через поляризатор.

1. Galtarossa A., Menyuk С.R. Polarization Mode Dispersion // Springer Science. - 2005. - 296 p.

2. Rojers A. Polarization in optifl fibers // Artech House. - 2008. - 273 p.

К основным недостаткам перечисленных методов и устройств следует отнести: необходимость размещения источника излучения и анализатора ПМД на двух сторонах тестируемой линии; возможность измерения только суммарного значения ПМД на линии; кроме того, применяемое для этого оборудование не только достаточно дорогое но и, как правило, не всегда удобно для работы в корабельных и полевых условиях.

Целью изобретения является нахождения распределения поляризационной модовой дисперсии вдоль волоконно-оптической линий передачи и локализация проблемных участков.

Поставленная цель достигается тем, что в оптический рефлектометр, состоящий из генератора импульсов, оптического поляризатора и блока анализа, при этом рефлектометр подключен к оптическому волокну через поляризатор, дополнительно введены: лазерный диод, оптический циркулятор и фотоприемное устройство, а генератор импульсов последовательно соединен с оптическим циркулятором оптическим поляризатором, фотоприемным устройством и блоком анализа, причем оптический циркулятор соединен с волоконно-оптическим кабелем, а реализация рефлектометра основывается на определении изменения состояния поляризации оптического излучения по результатам изменений длины биений и длины корреляции оптического волокна.

На Фиг. приведена структурная схема оптического рефлектометра. Она состоит из:

1 - генератора импульсов;

2 - лазерного диода;

3 - оптического циркулятора;

4 - оптического поляризатора;

5 - фотоприемного устройства;

6 - блока анализа;

7 - волоконно-оптического кабеля.

Генератор импульсов 1 формирует последовательность прямоугольных импульсов со средней длительностью 10 или 20 мкс, при этом интервал изменения длительности составляет 100 и 200 нс с шагом 10 и 20 нс, соответственно. Для снижения степени деполяризации излучения при распространении в качестве источника излучения был выбран узкополосный лазерный диод 2 со следующими характеристиками: длина волны - 1550 нм; ширина спектра (по уровню - 20 дБ) - <0,2 нм.

Разделение прямого и обратно-рассеянного потоков осуществляется оптическим циркулятором 3. На входе фотоприемного устройства 5 установлен оптический поляризатор 4 с коэффициентом подавления - 40 дБ. В блоке анализа 6 происходит обработка полученного сигнала в соответствии с разработанным алгоритмом.

В основе алгоритма лежат следующие положения:

- в фиксированных точках xi рефлектограммы по шкале длительности импульса определяются период и длина биений;

- в области точек xi определяется среднее значение длины биений по шкале расстояний;

- полученные оценки длины биений (Lв) и среднего значения L сопоставляются для каждой точки xi, и далее оценивается погрешность измерений.

В результате определяется расстояние Lв по длине ОВ, позволяющее локализовать участки с пониженным значением Lв и, следовательно, с вероятностью повышенного уровня ПМД.

Реализация оптического рефлектометра основывается на определении изменения состояния поляризации оптического излучения по результатам изменений длины биений и длины корреляции ОВ.

Длина биений La обусловливает протяженность ОВ, на которой сдвиг фазы поляризационных компонент составляет 2π, т.е.

,

где Δβ - двулучепреломление; Δn - разность показателей преломления.

Длина корреляции Lc описывает случайную связь между двумя поляризационными модами и определяется как расстояние, на котором пространственная корреляция двулучепреломления уменьшается в 1/е2 раз.

Значение ПМД ОВ можно выразить через Lв и Lc в виде

.

где L - протяженность измеряемого участка; λ - длина волны излучения; с - скорость света в вакууме.

Для определения Lc обычно применяют соотношение

.

где rR(z) - автокорреляционная функция двулучепреломления, рассчитанная по распределению Lв вдоль ОВ.

В оптическом рефлектометре сигнал обратного рассеяния, проходя через поляризатор, испытывает периодические колебания с частотой, кратной Lв.

Мощность потока обратного рассеяния, прошедшая через поляризатор, на ближнем конце при зондировании прямоугольными импульсами можно записать в виде

,

,

где Pzo - суммарная мощность потока, рассеянного на ближнем конце и распространяющегося в обратном направлении; υg - групповая скорость; То - длительность зондирующего импульса.

Из формулы следует, что: сигнал изменяется вдоль ОВ с периодом, прямо-пропорциональным Lв; относительный размах колебаний прямо пропорционален Lв и обратно пропорционален То.

Таким образом, задачу можно свести к нахождению распределения Lв вдоль ОВ.

Предварительные испытания опытного образца оптического рефлектометра с линейной вариацией длительности импульсов продемонстрировали потенциальные возможности устройства, достоинством которого является оценивание погрешности измерения Lв по различным критериям.

Оптический рефлектометр, содержащий генератор импульсов, источник лазерного излучения, оптический разветвитель (циркулятор), оптический поляризатор, фотоприемное устройство и блок анализа, отличающийся тем, что генератор импульсов последовательно соединен с оптическим циркулятором оптическим поляризатором, фотоприемным устройством и блоком анализа, а оптический циркулятор соединен с волоконно-оптическим кабелем, причем генератор импульсов формирует последовательность прямоугольных импульсов со средней длительностью 10 или 20 мкс, а интервал измерения длительности составляет 100 и 200 нс с шагом 10 и 20 нс соответственно, при этом мощность потока обратного рассеяния, прошедшая через поляризатор, на ближнем конце при зондировании прямоугольными импульсами определяется выражением: где P - суммарная мощность потока, рассеянного на ближнем конце и распространяющегося в обратном направлении; υ - групповая скорость; Т - длительность зондирующего импульса; L - длина биений.
ОПТИЧЕСКИЙ РЕФЛЕКТОМЕТР
ОПТИЧЕСКИЙ РЕФЛЕКТОМЕТР
ОПТИЧЕСКИЙ РЕФЛЕКТОМЕТР
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 64.
20.01.2013
№216.012.1e07

Оптический микрофон

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в устройствах громкоговорящей и телефонной связи на подвижных объектах для преобразования акустических сигналов в электрические. Оптический микрофон состоит из корпуса, мембраны, закрепленной по его периметру,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473181
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.03.2013
№216.012.3066

Способ частотного зондирования, совмещенный с процессом передачи данных

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в дуплексных и полудуплексных асинхронных системах передачи данных с каналом обратной связи. Сущность способа частотного зондирования состоит в том, что процесс передачи данных на выбранной частоте перемежается с передачей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477925
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.06.2013
№216.012.4742

Способ изготовления гнутых деталей из профильного проката

Изобретение относится к области судостроения, связанной с изготовлением деталей корпуса судна, корабля. Получают развертку детали с использованием робота-резчика с ЧПУ для разметки вырезов на кромке и стенке и вырезки криволинейных концов на кромке и стенке по линии в виде спирали Архимеда....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483822
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.09.2013
№216.012.6938

Корабельная цифровая система громкоговорящей связи и оповещения

Корабельная цифровая система громкоговорящей связи и оповещения относится к области радиотехники, а именно к технике передачи аналоговой и цифровой информации, и может быть использована для организации связи на кораблях, судах и других подвижных и стационарных объектах. Достигаемым техническим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492583
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.11.2013
№216.012.803e

Система радиосвязи

Изобретение относится к радиотехнике и может быть применено в системах радиосвязи с повышенными требованиями к разведзащищенности и защите от преднамеренных помех. Технический результат изобретения заключается в повышении скрытности и помехозащищенности. Для этого в передающую часть системы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498503
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.12.2013
№216.012.8e2a

Способ оценивания отношения сигнал/помеха на длительности отрезка гармонического колебания

Способ оценивания отношения сигнал/помеха на длительности отрезка гармонического колебания относится к области радиотехники, а именно к технике радиосвязи, и может быть использован в системах передачи данных, в режиме, когда на длительности элементарной посылки применяется одночастотный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502077
Дата охранного документа: 20.12.2013
10.02.2014
№216.012.a022

Устройство синхронизации в системе радиосвязи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение в системах связи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты. Технический результат - сокращение времени поиска по задержке сигналов, повышение радиозащищенности и помехоустойчивости радиолинии. Для этого в одном устройстве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506702
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.03.2014
№216.012.aaa3

Способ приема радиосигналов крайненизкочастотного диапазона

Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано в радиопередающих устройствах КНЧ диапазона. Технический результат - повышение энергии сигнала КНЧ диапазона без увеличения мощности радиопередатчика за счет того, что величина вертикального элемента антенны...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509398
Дата охранного документа: 10.03.2014
10.04.2014
№216.012.b0b3

Способ передачи данных по многолучевому каналу связи с адаптивной настройкой корректирующего фильтра по информационным сигналам

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в системах передачи данных, для последовательной передачи данных с адаптивной коррекцией внесенных каналом искажений на приемной стороне. Техническим результатом является отсутствие необходимости частой передачи зондирующих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510950
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b30d

Устройство для повышения пропускной способности асинхронных цифровых систем коммутации

Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано в способах объединения и коммутации дискретных сигналов телеграфного типа. Техническим результатом является увеличение пропускной способности асинхронных цифровых систем коммутации. Устройство для повышения пропускной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511553
Дата охранного документа: 10.04.2014
Показаны записи 1-10 из 112.
20.03.2013
№216.012.3066

Способ частотного зондирования, совмещенный с процессом передачи данных

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в дуплексных и полудуплексных асинхронных системах передачи данных с каналом обратной связи. Сущность способа частотного зондирования состоит в том, что процесс передачи данных на выбранной частоте перемежается с передачей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477925
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.11.2013
№216.012.803e

Система радиосвязи

Изобретение относится к радиотехнике и может быть применено в системах радиосвязи с повышенными требованиями к разведзащищенности и защите от преднамеренных помех. Технический результат изобретения заключается в повышении скрытности и помехозащищенности. Для этого в передающую часть системы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498503
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.12.2013
№216.012.8e2a

Способ оценивания отношения сигнал/помеха на длительности отрезка гармонического колебания

Способ оценивания отношения сигнал/помеха на длительности отрезка гармонического колебания относится к области радиотехники, а именно к технике радиосвязи, и может быть использован в системах передачи данных, в режиме, когда на длительности элементарной посылки применяется одночастотный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502077
Дата охранного документа: 20.12.2013
10.02.2014
№216.012.a022

Устройство синхронизации в системе радиосвязи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение в системах связи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты. Технический результат - сокращение времени поиска по задержке сигналов, повышение радиозащищенности и помехоустойчивости радиолинии. Для этого в одном устройстве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506702
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.03.2014
№216.012.aaa3

Способ приема радиосигналов крайненизкочастотного диапазона

Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано в радиопередающих устройствах КНЧ диапазона. Технический результат - повышение энергии сигнала КНЧ диапазона без увеличения мощности радиопередатчика за счет того, что величина вертикального элемента антенны...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509398
Дата охранного документа: 10.03.2014
10.04.2014
№216.012.b0b3

Способ передачи данных по многолучевому каналу связи с адаптивной настройкой корректирующего фильтра по информационным сигналам

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в системах передачи данных, для последовательной передачи данных с адаптивной коррекцией внесенных каналом искажений на приемной стороне. Техническим результатом является отсутствие необходимости частой передачи зондирующих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510950
Дата охранного документа: 10.04.2014
27.06.2014
№216.012.d541

Корабельный унифицированный комплекс связи

Изобретение относится к области радиосвязи, а именно к технике управления корабельным радиокомплексом, и может быть использовано для организации внешней и внутренней связи на кораблях, подводных лодках, судах и других подвижных объектах. Техническим результатом является расширение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520371
Дата охранного документа: 27.06.2014
20.08.2014
№216.012.ec3b

Способ определения вероятности ошибки на бит по флуктуациям фазы информационных сигналов

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к технике радиосвязи, и может быть использовано в системах передачи данных. Техническим результатом является обеспечение непрерывной передачи полезной информации во всей выделенной частотной полосе, получение оценки вероятности ошибки на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526283
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.11.2014
№216.013.068c

Способ передачи информации с внутрисимвольной псевдослучайной перестройкой рабочей частоты

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в системах передачи данных с повышенными требованиями к разведзащищенности и защите от организованных и непреднамеренных помех. Техническим результатом способа является повышение скорости передачи информации по сравнению с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533077
Дата охранного документа: 20.11.2014
27.12.2014
№216.013.161c

Способ определения затухания переменного электромагнитного поля в космическом пространстве

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения электрических параметров космического пространства. Способ заключается в том, что размещают в космическом пространстве зонд, представляющий собой плоский открытый конденсатор, затененный от солнечной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537084
Дата охранного документа: 27.12.2014
+ добавить свой РИД