Technické řešení se týká měřicího přístroje pro měření v sítích s optickými vlákny s konektory pracujících na principu „Expanded Beam“ technologie rozšířeného optického paprsku.

Dosavadní stav techniky

Při měření parametrů v sítích s optickými vlákny se standardně používá metoda, kdy připojování měřených bodů je založeno na PC (Physical contact) technologii. PC technologie spojování optických vláken není vhodná pro použití ve ztížených provozních podmínkách, kdy je vhodnější nasazení EB (Expanded Beam) optických konektorů, technologie rozšířeného optického paprsku.

Použitá technologie rozšíření světelného paprsku zachovává výhody vysokorychlostního přenosu informace pomocí optického signálu po optickém vlákně v těžkých klimatických a provozních podmínkách, zejména pak prašném, znečištěném prostředí s negativními mechanickými vlivy, jako jsou vibrace, otřesy. Vzhledem k rozdílné technologii propojování a tím i odlišné konstrukci konektoru není možné přímé připojení EB konektorů pro měření parametrů optického vlákna ke standardním měřicím přístrojům. V praxi se to řeší použitím hybridních měřicích modulů patchcordů, které jsou na jednom konci osazeny EB na druhém standardní PC konektory.

Toto řešení sice umožňuje použití standardních měřicích přístrojů v sítích s EB technologií propojování, ale zároveň vnáší nepřesnosti do měřených hodnot vzhledem k přídavným konektorovým spojením. Dalším nedostatkem je i malá odolnost PC spojení vůči všem výše jmenovaným negativním vlivům pri práci ve ztížených provozních podmínkách.

Podstata technického řešení

Uvedené nedostatky odstraňuje řešení měřicího přístroje, který je vybaven přímo EB optickým rozhraním.

Podle tohoto technického řešení je EB optický konektor nedílnou součástí měřicího přístroje a k měření není potřeba žádné přídavné rozhraní s PC konektory.

EB konektory jsou na rozdíl od standardních PC konektorů vícevláknové. Nejvíce používaný standard HMA optický konektor je v provedení pro 2 nebo 4 optická vlákna, jsou ale i EB konektory v provedení pro 8 optických vláken. Z této skutečnosti vychází technické řešení měřicího přístroje.

V případě měření optických vláken přímou metodou se používají v zásadě 3 typy měřicích přístrojů:

LS Light source, zdroj světelného záření,

PM Power meter, měřic optického výkonu,

OFT Loss test set, měřic vložného útlumu.

LS, zdroj světelného záření slouží k vysílání světelného záření do optického vlákna. Pomocí optického rozhraní je světelný paprsek z LED (Light Emission Diodě) nebo LD (Laser Diodě) o definované vlnové délce a definované úrovni optického výkonu navázán do připojeného optického vlákna. V případě měřicího přístroje s EB rozhraním je LS zdroj světelného záření osazen EB konektorem, typicky 4 vláknovým HMA optickým konektorem v provedení Bulk-Hcad, kterýje určen k montáži do panelu. Navrhované technické řešení rozvádí světelný signál z jednoho zdroje LED nebo LD do více vlákno vého rozhraní pomocí pasivní vláknové odbočnice (coupler/splittcr) lxN, kde N představuje počet vláken v EB konektoru. V případě, že jc požadována kombinace dvou vlnových délek (typicky 850/1300 nm pro multimodové vlákno a 1310/1550 nm pro singlemodové vlákno) na každém výstupu, jsou zapojeny současně 2 zdroje a pomocí coupleni: splitteru 2xN signál z obou nejprve sloučen a poté rozdělen na požadovaný počet vý- 1 CZ 24441 Ul stupu. Pomocí ovládacích tlačítek lze jednotlivé zdroje zapínat a vypínat a provádět tak měření na jedné nebo druhé vlnové délce nebo na obou současně.

PM, měřič optického výkonu je určen k měření absolutní a relativní úrovně optického výkonu. Optické rozhraní je opět tvořeno EB konektorem, typicky 4 vláknovým HMA optickým konektorem v provedení Bulk-Head. Za konektorem jsou do každého kanálu zapojeny WDM vlnové demultiplexery, typicky 850/1300 nm pro multimodové vlákno a 1310/1550 nm pro singlemodové vlákno. Lze použít i filtry na požadovanou vlnovou délku. Na výstupy demultiplexerů a/nebo filtrů jsou zapojeny ťotodiody, po jednom kusu pro každé vlákno a/nebo každou vlnovou délku. Celkový počet fotodetektorů je tedy 2N, v případě měření N vláken na dvou vlnových délkách současně.

OFT. měřič vložného útlumu je kombinací obou výše popsaných přístrojů. Obsahuje 2 EB konektory, jeden pro zdrojovou část, druhý pro měřič optického výkonu.

Objasnění výkresů

Obr. 1 - Zdroj světelného záření s Expanded Beam konektorem.

Obr. 2 - Měřic optického výkonu s Expanded Beam konektorem.

Obr. 3 - Měřič vložného útlumu s Expanded Beam konektory.

Příklady uskutečnění technického řešení

Příkladem technické řešení jsou následující měřicí přístroje:

Zdroj světelného záření LS-920 se 4 vláknovým EB optickými konektorem. LS-920 obsahuje dva LED zdroje 3 850 nm a 1300 nm, které jsou přes coupler i splitter 2 2x4 zapojeny do čtyř kanálů HMA výstupního konektoru i. Nastavení požadované vlnové délky je provedeno prostřednictvím CPU procesorové jednotky 5 je zobrazeno na jednotce displeje 6. Výstupní úroveň optického signálu je pomocí driveru 4 udržována v požadovaných mezích.

Měřič optického výkonu PM-920 se 4 vláknovým EB optickým konektorem. PM-420 obsahuje ve vstupní části HMA čtyř kanálový EB optický konektor 1. Do výstupů jednotlivých kanálů jsou zapojeny WDM 850/1300 demultiplexery 7, které rozdělí vstupní signál s kombinací dvou vlnových délek 850 nm a 1300 nm do dvou samostatných výstupů každý s jednou vlnovou délkou. Na každý výstup WDM demultiplexeru je připojen samostatný fotodetektor 8. který slouží k současnému zobrazení naměřené hodnoty výkonové úrovně každého vlákna a/nebo každé vlnové délky samostatně. Po zesílení v zesilovači 9 je naměřený signál zpracován v CPU procesorové jednotce 5 a zobrazen na displeji 6.

Měřič vložného útlumu OFT-920 se 4 vláknovými EB optickými konektory. OFT-920 představuje kombinovaný přístroj pro měření vložného útlumu na čtyřech multimodových optických vláknech na vlnových délkách 850 nm a 1300 nm. OFT-920 se skládá ze zdroje světelného záření a měřiče optického výkonu. Ve zdrojové části jsou zapojeny dva LED zdroje 3 850 nm a 1300 nm přes coupler / splitter 2 2x4 do čtyř kanálů HMA výstupního konektoru i.

Na vstupním rozhraní v části měřiče optického výkonu je zapojen stejný HMA čtyř kanálový EB optický konektor i. Do výstupů jednotlivých kanálů jsou zapojeny WDM 850/1300 demultiplexery 7, které rozdělí vstupní signál s kombinací dvou vlnových délek 850 nm a 1300 nm do dvou samostatných výstupů každý s jednou vlnovou délkou. Na každý vystup WDM demultiplexeru je připojen samostatný fotodetektor 8, který slouží k současnému zobrazení naměřené hodnoty výkonové úrovně každého vlákna a/nebo každé vlnové délky samostatně. CPU procesorová jednotka 5 slouží k nastavení vlnové délky zdrojové části a ke zpracování naměřených hodnot měřiče optického výkonu. Výstupní úroveň světelného záření zdroje je řízena driverem 4.

Výsledkem je přehledné zobrazení výsledků měření všech Čtyř vláken na dvou vlnových délkách na displeji 6.

CZ 24441 Ul

Průmyslová využitelnost

Popisované řešení - zapojení EB optických konektorů jako vstupní/výstupní interface lze využít pro všechny měřicí přístroje, které mohou být použity pro měření různých parametrů v optických sítích na bázi Expanded Beam technologie propojování optického signálu (OTDR, Retům loss meter, PDL meter, ...).

V některých případech mohou být místo EB konektorů použity konektory na PC principu. Ty jsou vícevláknové v odolném zapouzdření, aby splňovaly požadavky na použití v těžkých provozních podmínkách. Konstrukce navrhovaného měřicího přístroje umožňuje použití i těchto konektorů.