Система автоматического контроля параметров оптических волокон и волоконно-оптических кабелей

• Автор: Азаров, Алексей Валентинович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 114 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЗАРУБЕЖНЫХ РЕФЛЕКТОМЕТРИЧЕСКИХ ПРОГРАММ

1.1 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЕФЛЕКТОМЕТРА РК .

1.2 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЕФЛЕКТОМЕТРА Аф.

1.3 АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЙ НА ПРОИЗВОДСТВЕ ВОК ОАБУБ

1.4 ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ I.

ГЛАВА П. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННОЙ МОДОВОЙ ДИСПЕРСИИ В ОДНОМОДОВЫХ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКНАХ

2.1 ОБРАТАЯ ЗАДАЧА ПОЛЯРИЗАЦИОIIЮЙ РЕФЛЕКТОМЕТРИИ ОДНОМОДОВЫХ СВЕТОВОДОВ.

2.1.1 РАСЧЕТ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ МАТРИЦЫ ДЖОНСА ДЛЯ ОДНОМОДОВОГО ОВ

2.1.2 РАСЧЕТ СИГНАЛА ОР

2.1.3 ВЫЧИСЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ 0,2 И П2г
2.1.4 ВЫЧИСЛЕНИЕ ЗНАКА О,г В СЛУЧАЕ ЛИНЕЙНОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ ВХОДНОГО СИГНАЛА .
2.1.5 РЕШЕНИЕ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ ПОЛЯРИЗАЦИОННОЙ РЕФЛЕКТОМЕТРИИ.
2.2 РАСЧЕТ ПМД ПО ДАННЫМ РЕФЛЕКТОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ
2.2.1 МЕТОД ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ МАТРИЦЫ ДЖОНСА
2.2.2 МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ НА ДВУХ БЛИЗКИХ ДЛИНАХ ВОЛН
2.3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПМД В ОДНОМОДОВОМ
ВОЛОКОННОМ СВЕТОВОДЕ
2.3.1 АНАЛИЗ МЕТОДИК ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
2.3.1.1 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ.
2.3.1.2 УСТРОЙСТВО ОПТИЧЕСКОГО РЕФЛЕКТОМЕТРА.
2.3.2 ПОГРЕШНОСТЬ ВСЛЕДСТВИЕ КОНЕЧНОЙ ШИРИНЫ ИМПУЛЬСА РЕФЛЕКТОМЕТРА
2.3.3 ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ИЗМЕРЕНИЙ.
2.3.4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
2.3.4.1 ОЦЕНКА ПМД ПО ДЛИНЕ КОРРЕЛЯЦИИ И СРЕДНЕЙ ВЕЛИЧИНЕ
ДВУЛУЧЕПРЕЛОМЛЕНИЯ СВЕТОВОДА
ПО
2.3.4.2 РАСЧЕТ НМД С ПОМОЩЬЮ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ МАТРИЦЫ
ДЖОНСА.
2.3.4.3 РАСЧЕТ ПМД ПО РЕФЛЕКТОМЕТРИЧЕСКИМ ИЗМЕРЕНИЯМ НА ДВУХ БЛИЗКИХ ЧАСТОТАХ
2.4 ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ II.
ГЛАВА III. АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПОИСК НЕОДНОРОДНОСТЕЙ ВОЛОКОННООПТИЧЕСКОЙ ТРАССЫ ПРИ РЕФЛЕКТОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЯХ
3.1 ВЫВОД АЛГОРИТМА АВТОПОИСКА НЕОДНОРОДНОСТЕЙ
3.2 РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА АВТОПОИСКА В ПРОГРАММЕ.
3.3 ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЛГОРИТМА АВТОПОИСКА
3.4 ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ III
ГЛАВА IV. ГРАФИЧЕСКИЙ ИНТЕРФЕЙС ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ
4.1 ОПИСАНИЕ ОСНОВНЫХ ФУНКЦИЙ ИНТЕРФЕЙСА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ
4.2 НЕКОТОРЫЕ ДЕТАЛИ ПРОГРАММОЙ РЕАЛИЗАЦИИ ИНТЕРФЕЙСА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ
4.3 ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ IV.
ГЛАВА V. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПРОГРАММЫ С ОБОРУДОВАНИЕМ И ИСТОЧНИКАМИ ДАННЫХ
5.1 ГЕНЕРАЦИЯ УНИКАЛЬНЫХ ИДЕНТИФИКАТОРОВ
5.2 СЛОЙ АБСТРАГИРОВАНИЯ ОТ ОБОРУДОВАНИЯ
5.2.1 ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ
5.2.2 РЕАЛИЗАЦИЯ В ПРОГРАММЕ
5.2.3 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ПРОГРАММЕ.
5.3 СЛОЙ АБСТРАГИРОВАНИЯ ОТ ИСТОЧНИКОВ ДАННЫХ
5.3.1 ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ САИД.
5.3.2 РЕАЛИЗАЦИЯ САИД В ПРОГРАММЕ.
5.3.3 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ САИД В ПРОГРАММЕ
5.4 ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ V
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Тенденция к увеличению числа ОВ в ВОК сохраняется и в настоящее время. ВОК в России производят более десяти заводов, при этом общее число конструкций кабеля превышает тысячу. Для производства качественного ВОК необходим контроль параметров ОВ на всех этапах производства. Аналогичный контроль необходим также при прокладке ВОЛС. В этих условиях количество контрольных измерений, проводимых при производстве и прокладке ВОК огромно. Большинство измерений проводятся методом рефлектометрии с помощью приборов, называемых оптическими рефлектометрами (ОР). При измерении с помощью ОР получают так называемую рефлектограмму - измеренный по длине волокна уровень сигнала обратного рассеяния, выраженный в децибелах. ОР имеют программное обеспечение, позволяющее показывать рефлектограммы на экране, вычислять по ним значения основных параметров волокна, сохранять рефлектограммы на дискете и распечатывать их. Однако производители ВОК и прокладчики ВОЛС нуждаются в паспортизации результатов измерений для составления необходимой документации. Сегодня паспортизация результатов измерений параметров ОВ производится вручную, путем переписывания результатов с экрана ОР в паспорт ВОК или ВОЛС. При этом не исключена возможность субъективных ошибок. Рефлектограммы не сохраняются в электронном виде, не ведется архив рефлектограмм, необходимый для анализа возможных претензий по качеству изготовленного ВОК или проведенных работ. В такой ситуации особенную актуальность приобретает создание единой системы записи рефлектограмм на всех этапах производства ВОК, строительства и эксплуатации ВОЛС. Кроме того, необходима система автоматической паспортизации результатов измерений, а так как возможности ОР в этом смысле крайне ограничены, встает проблема связи ОР с персональным компьютером (ПК), который должен производить основную работу по обработке данных. В настоящее время существует несколько западных образцов подобных систем. К таковым относятся системы мониторинга ВОЛС ORION фирмы GN-Nettest [1] и ATLAS фирмы Wavetek Wandel&Goltermann [2], автоматизированная система измерений на производстве OASYS фирмы РК Technology [3] и система учета материалов при производстве ВОК MES фирмы SwissCab [4]. России. ВОЛС. Например, исследования эффектов поляризационной модовой дисперсии (ПМД) в одномодовых ОВ требует вычислений по двум или трем рефлектограммам с применением методов матричного и дискретного анализа. Это делает актуальным создание измерительных комплексов на основе связи ОР с компьютером. В связи с изложенным задача измерения ПМД и исследования ее распределения по длине ОВ становится весьма актуальной. Другой не менее важной задачей является контроль затухания, целостности, однородности ОВ при изготовлении ВОК и прокладке ВОЛС. Целью данной диссертационной работы является разработка математических алгоритмов и универсального программного обеспечения для обработки сигналов обратного рэлеевского рассеяния в ОВ (рефлектограмм), создание универсального ядра программного обеспечения, пригодного как для обработки данных экспериментальных исследований ОВ и создания новых приборных приложений, так и для обработки результатов измерений при контроле параметров ВОК в процессе его изготовления и прокладки ВОЛС. Разработка и создание алгоритмов расчета ПМД в одномодовом ОВ по данным рефлектометрических измерений обратного рэлеевского рассеяния в ОВ. Разработка программного обеспечения и алгоритмов автоматического поиска неоднородностей в одномодовых ОВ по результатам рефлектометрических измерений обратного рэлеевского рассеяния света в волокне. Разработка интерфейса пользователя для графического представления результатов обработки и исследования рефлектограмм ОВ. Разработка и создание аппаратно-программного комплекса (АПК) для измерения характеристик ОВ на входном и выходном контроле при производстве ВОК, создание базы данных. С помощью этих алгоритмов выполнен расчет распределения ПМД по длине одномодового ОВ. Получено хорошее соответствие результатов расчетов между собой и средними статистическими данными.