Fiber Optics Review Questions

Flashcards about fiber optic cables losses, connections, and mesurements based on lecture notes.

1.     Из каких составляющих складывается затухание волоконно-оптических кабелей?

-                    Собственное (материальное) затухание – физические свойства материала волокна (кварцевого стекла);

-                    Затухание из-за примесей (Ионы / Металлы);

-                    Изгибы ОВ;

-                    Потери на местах соединений (коннекторы, сварные соединения, стыки волокон);

-                    Неоднородный диаметр сердцевины ОВ;

-               Деформация кабеля при прокладке (скручивание, растяжение).

1.     Из чего складывается собственное затухание оптического волокна?

Собственное затухание — это естественное ослабление светового сигнала в волокне, вызванное физическими свойствами материала.

Состоит из:

-       обратного рассеивания;

-       колебание атомов;

-       примесей: гидроксильная группа ОН, металлы Fe и Cu.

1.     Что называется кабельными потерями?

кабельные потери — это затухание оптического сигнала при его передаче по ОВ, вызванное различными факторами.

1.     Из-за чего возникают потери при соединении оптических волокон?

от качества соединения, от чистоты торцов разъема, от наличия дефектов на их поверхностях.

1.     В чем заключается особенность измерения затухания оптических волокон?

-                    Две длины волны (разная чувствительность к воздействиям);

-                    Три метода измерений (метод обрыва, метод вносимых потерь, метод обратного рассеивания);

-                    Нормы допустимого затухания для одномодового и многоводового волокна при длине волны 1310/1550 нм.

1.     Что называется апертурой оптического волокна?

Апертура волокна — это конус, допустимый максимальный угол полного внутреннего отражения (θ_пво), под которым световой луч может войти в торец волокна и остаться в сердцевине, распространяясь далее внутри него.

1.     Назовите методы измерения затухания в оптических кабелях.

метод обрыва, метод вносимых потерь, метод обратного рассеивания.

1.     В чем заключается суть метода обрыва?

Метод обрыва — это способ измерения затухания (потерь) в оптическом волокне. Его суть заключается в последовательном измерении мощности сигнала до и после укорочения волокна без изменения условий ввода оптического излучения.

1.     Какова методика измерения затухания методом обрыва?

сравнение мощности сигнала до и после укорочения волокна при неизменных условиях ввода светового излучения.

1.     Какими достоинствами и недостатками обладает метод обрыва?

Достоинства:

-                    Он даёт наиболее точные результаты;

-                    Прямое измерение затухания волокна.

Недостатки:

-                    необходимость нарушения целостности волокна (нельзя использовать в процессе монтажа и эксплуатации волоконно-оптической линии).

1.     В чем заключается суть метода вносимых потерь?

сравнение мощности сигнала до и после подключения тестируемого участка в линию.

1.     Какова методика измерения затухания методом вносимых потерь?

-       Измерение мощности опорного сигнала;

-       Измерение мощности оптического сигнала на выходе оптического волокна.

1.     Какими достоинствами и недостатками обладает метод вносимых потерь?

Достоинства:

-       он не требует нарушения целостности волокна.

Недостатки:

-       значительно меньшая точность измерений, чем метод обрыва;

-       зависит от качества соединений.

1.     Как измеряют переходное затухание в волоконно-оптических кабелях?

-                    Выход влияющего волокна отключают от приёмника и соединяют с входом/выходом подверженного волокна.

-                    Фиксируют уровень мощности на входе/выходе подверженного волокна.

-                    Влияющее волокно обрывают на расстоянии 1±0.2 м от входного торца.

-                    Выходной торец короткого отрезка направляют на приёмник, обеспечивая полный захват излучения.

-                    Фиксируют уровень мощности, введённой во влияющее волокно.

1.     Какие требования предъявляются к приборам при измерении переходного затухания?

Методами прямой мощности (сравнение мощности сигнала в передатчике и приемнике)

1.     Назовите факторы, влияющие на затухание в ВОЛС.

механические воздействия, температура, влажность, радиационное излучение, места соединений, изгибы, микроизгибы, длина волны

1.     Поясните методику измерения приращения затухания под воздействием внешних факторов.

данная методика подразумевает изменение уровня оптических потерь в ОВ при воздействии внешних условий (температуры, изгибов, радиации и др.). Методика измерений включает 3 ключевых этапа:

-                    Базовые измерения ОВ (без воздействий);

-                    Произведение внешнего фактора на ОВ (температурный, механический и тд);

Анализ полученных результатов при базовом измерении и с внешними факторами

1.     Для чего производят измерения на двух длинах волн?

усреднении результатов измерений полученных при двух направлениях распространения света в оптическом волокне.

Длина волны = 1310 нм: хорошо показывает общие проблемы (грязь, плохая сварка, соединения).

Длина волны = 1550 нм: чувствителен к изгибам (если кабель поврежден, потери будут высокими).

Как с помощью оптического тестера определить наличие в линии сильного изгиба?

определить можно методом сравнения мощности:

-                    Выставить длину волны = 1310 нм;

-                    Измерить эталонную мощность (соединение: источник-приемник);

-                    Подключить тестируемый кабель (между источником и приемником);

-                    Оценить потери между эталонным и подключаемым кабелем.

1.     Какова последовательность измерения затухания на двух длинах волн?

Эталонное подключение:

-       Подключить источник и приемник, измеритель затухание напрямую коротким патч-кордом;

-       Выбрать длину волны 1310 нм, записать показания;

-       Переключить на значение 1550 нм, снова записать показания;

Подключение с дополнительным кабелем:

-       Подключить тестируемый кабель между источником и приемником;

-       Задать значение длины волны (1310 /1550 нм);

-       Записать полученные значения под конкретной длиной волны;

-       Посчитать разницу между эталонным подключением и с дополнительным кабелем;

Проанализировать результаты.

Если на длине волны 1550 нм – потери сильно больше, то вероятен перегиб кабеля.

Если потери высокие на обеих длинах волн, то, возможно, грязные коннекторы, плохая сварка, сильное растяжение кабеля.

1.     Что такое темновой ток?

это небольшого уровня световой сигнал, который появляется в приборе (например, в оптическом измерителе), даже если свет в волокно не подаётся источником.

1.     Дайте характеристику режимам работы OLS-15.

-                    Выбор длины волны (1310 и 1550 нм);

-                    Выбор режима излучения (Непрерывный сигнал (CW) – для стандартных измерений. Модулированный сигнал (270 Гц, 1 кГц, 2 кГц) – поиск нужного пучка в волокне);

-                    Автоматическое определение длины волны (Autoλ) (прибор автоматически кодирует сигнал, позволяя точно определять длину волны без ручной настройки).

1.     Что произойдет если соединить между собой одномодовый и многомодовый ОК.

высвечивается сигнал за пределы разного диаметра сердцевины ОВ на стыке => потери при передаче данных.

Из чего складывается затухание. Зависимость затухания от длины волны. Зависимость затухания от частоты

Затухание (потери сигнала) в волокне определяется несколькими факторами:
- Поглощение (материалом кварца и примесями, например, ионами OH⁻).
- Рэлеевское рассеяние (из-за микронеоднородностей стекла)
- Потери на изгибах (макро- и микроизгибы, особенно критичны для 1550 нм).
-Неидеальность соединений (стыки, разъёмы, сварки).

Зависимость затухания от длины волны (λ)%
Короткие волны (850–1310 нм): Высокие потери из-за рэлеевского рассеяния
Длинные волны (1550 нм и выше):
Меньше рэлеевских потерь, но сильнее влияние поглощения и изгибов.

3. Апертура волокна

Апертура волокна - это максимальный угло , под которым свет может входить в волокно и распространяться в нём.

Изгибы. Почему затухание на изгибах растет

При изгибе угол полного внутреннего отражения — часть света высвечивается из сердцевины.