DE2904703C2

DE2904703C2 - Verfahren zur Dämpfungsmessung an Lichtleitfasern

Info

Publication number: DE2904703C2
Application number: DE2904703A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 5060 Bergisch Gladbach Meininghaus
Original assignee: Philips Kommunikations Industrie AG
Current assignee: Philips Kommunikations Industrie AG
Priority date: 1979-02-08
Filing date: 1979-02-08
Publication date: 1985-03-28
Also published as: DE2904703A1; IT1126360B; NL8000323A; FR2448715A1; GB2042165A; FR2448715B1; IT7927456A0

Description

fest, und die Verzögerungszeit des zweiten Tors legt die gemessene Länge der Faser fest Dabei kann, wie im vorstehenden ausgeführt, diese Länge normiert werden, d.h. es kann die Dämpfung der Faser pro 10m, pro 100 πι, pro ϊ km oder dergleichen gemessen werden. Demnach ist durch das erfindungsgemäße Verfahren kein zusätzlicher Gerätebedarf notwendig und eine einfache Auswertung gegeben.

In Ausgestaltung der Erfindung kann es zweckmäßig sein, wenn die zwischen den beiden Torschattungen wirksame Verzögerung variabel einstellbar ist Somit kann eine Anpassung auf verschiedene Lichtleitfaserlängen vorgenommen werden. Diese Verzögerung kann auch in die Skalierungseinrichtung eingegeben werden, so daß in jedem Fall eine auf beispielsweise 1 km bezogene Anzeige möglich ist. sofern die Skalierungseinrichtung auf 1 km geeicht ist

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin bestehen, daß beide Tore mit einer festen Zeitverzögerung gegeneinander durch Veränderung der Verzögerungszeit der Torschaitungen gegenüber dem Triggerimpuis für die Lichtquelle entlang der Lichtleitfaser verschoben werden. Mit dieser Verfahrensvariante kann unmittelbar der Dämpfungsverlauf auf der gesamten Lichtleitfaser ermittelt werden.

Anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausfuhrungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

F i g. 2 den Dämpfungsverlauf auf einer Lichtleitfaser mit eingetragenen Torzeiten und zugeordneter Zeitachse für Verzögerungszeiten der beiden Tore mit entsprechenden Triggerimpulsen.

in Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Schaltung bzw. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung dargestellt Dabei wird von einer von einem Pulsgenerator 1 getriggerten Laser-Diode 2 ein Lichtimpuls erzeugt von kurzer Dauer und hoher Intensität Als Laser-Diode wird zweckmäßigerweise eine Ga-As-Laser-Diode eingesetzt Der die Laser-Diode verlassende Lichtimpuls wird in eine Lichtleitfaser 3 eingekoppelt und das von dieser rückgestreute Licht über einen Strahlenteiler 4 einer Foto-Diode 5 zugeführt Das von dieser erzeugte elektrische Signal wird in einem Verstärker 6 verstärkt Als Strahlenteiler wird ein Glasfaserabzweig verwendet Das Ausgangssignal des Verstärkers 6, das eine große Bandbreite bei geringem Eigenrauschen besitzen sollte, wird einer ersten Torschaltung 7 zugeführt Diese Torschaltung 7 wird über ein Verzögerungsglied 8 angesteuert und getriggert Weiterhin wird das Verstärkersignal 6 einer zweiten Torschaltung 9 zugeführt, die über ein in Reihe mit dem Verzögerungsglied 8 geschaltetes Verzögerungsglied 10 getriggert wird. Zwischen den beiden Zeitgliedern 8 und 10 und den zugehörigen Torschaltungen 7, 9 ist jeweils noch ein Impulserzeuger 11 angeordnet, um ein kurzzeitiges Schließen der Torschaltungen 7, 9 zu bewirken. Die Ausgänge der Torschaltungen 7, 9 sind jeweils auf Integratoren 12 geschaltet, deren Ausgänge an einen logarithmischen Dividierer 13 gemeinsam angeschlossen sind. An den logarithmischen Dividierer ist ein Verstärker 14 und an dessen Ausgang eine Anzeige 15 angeschlossen. Die Anzeige 15 kann beispielsweise in dB/km geeicht sein.

In F i g. 2 ist der Verlauf eines Lichtimpulses auf einer Lichtleitfaser dargesteiK und die Öffnungszeiten der beiden Torschaltungen 7,9 eingetragen. Auf einer parallelen Zeitachse sind die Zeitpunkte bzw. die Verzögerungszeiten der beiden Torschaltungen gegenüber dem den Lichtimpuls auslösenden Triggerimpuls dargestellt Wie sich aus diesem Diagramm ergibt, löst ein Triggerimpuls 16, der von dem Pulsgenerator 1 auf den Laser 2 gegeben wird, einen LJchtimpuls 17 aus, dessen Amplitude sich über die Länge der Lichtleitfaser verringert Nach einer Verzögerungszeit fi. gerechnet vom Triggerimpuls ab, wird ein Triggerimpuis 18 erzeugt durch den das Tor 7 kurzzeitig geöffnet wird und damit der Impulswert des Lichtimpulses auf der Lichtleitfaser nach der Verzögerungszeit tu die einer bestimmten Laufdauer des Impulses und damit einer bestimmten Faserlänge entspricht erfaßt Nach einer Verzögerungszeit ti, gerechnet von dem Triggerzeitpunkt des Tors 7, wird das Tor 9 mittels eines Triggerimpulses 19 angesteuert und kurzzeitig geöffnet so daß der Lichtimpulswert zu diesem Zeitpunkt gemessen wird. Mittels des logarithmischen Dividierers wird dann die Impulsdifferenz zwischen den öffnungszeitr.·; der beiden Tore erfaßt und somit die Dämpfung der Fasar auf dem Lichtleitfaserabschnitt zwischen den beiden Triggerzeitpunkten der beiden Tore gemessen.

Es kann durch Veränderung der Verzögerungszeit f2 der Abstand der beiden Triggerzeitpunkte und damit die gemessene Faserlänge verändert werden. Ebenfalls ist es möglich, durch Verschieben beider Tore mit einem festen Abstand zueinander entlang der Lichtleitfaser die gesamte Lichtleitfaser abzutasten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 durch Streuung zurückgestreute Lichtanteil ausgekop- Patentansprüche: pelt und von einem optischen Detektor erfaßt wird und das vom Detektor gebildete elektrische Signal über

1. Verfahren zur Dämpfungsmessung an Lichtleit- mindestens eine Torschaltung auf eine Integrationsfaserrs, wobei ein Lichtimpuls in eine Lichtleitfaser 5 schaltung gegeben wird, wobei die Torschaltung so aneingekoppelt wird und der durch Streuung zurück- gesteuert wird, daß sie nach einer bestimmten Verzögegestreute Lichtanteil ausgekoppelt und von einem rungszeit, ausgehend vom Triggerimpuls, für kurze Zeit optischen Detektor erfaßt wird und das vom Detek- geöffnet wird und die Lichtenergie ausgetastet wird, die tor gebildete elektrische Signal über mindestens ei- von der Stelle der Lichtleitfaser zurückgestreut wird, ne Torschaltung auf eine Integrationsschaltung ge- ίο die sich aus der Verzögerungszeit und der Sigi.allaufzeit geben wird, wobei die Torschaltung so angesteuert des Impulses auf der Lichtleitfaser ergibt

wird, daß sie nach einer bestimmten Verzögerungs- Bei bekannten Rückstreu-Meßverfahren, mit dem die

zeit, ausgehend vom Triggerimpuls, für kurze Zeit zerstörungsfreie Messung der Dämpfungsyerteilung

geöffnet wird und die Lichtenergie ausgetastet wird, und auch die Bestimmung der Faserlänge, die Ortung

die von der Stelle der Lichtleitfaser zurückgestreut vs von Brüchen und die Untersuchung von Faserverbin-

wird, die sich aus der Verzögerungszeit und der Si- düngen möglich ist, wird die Tatsache ausgenutzt, daß

gnallaufzeit des Impulses auf der Lichtleitfaser er- die Änderung je Längeneinheit der an Mikrostrukturen,

gibt, dadurch gekennzeichnet, daß paral- Diskontinuitäten und Verunreinigungen zum Faseran-

IeI zu einer ersten Torschaltung (7), die nach einer fang zurückgestreuten Lichtleistung als ein Maß für die

fest eingestellten Verzögerung (ti) zur Triggerim- 20 lokale Dämpfung der Faser angesehen werden kann,

puls (16J öffnet, eine zweite Torschaltung (9) ange- Dabei ist bereits das eingangs beschriebene Verfahren

steuert wird, die nach einer bestimmten Verzöge- vorgeschlagen worden. Bei diesem Verfahren ist durch

rung (h) entsprechend einer bestimmten Faserlänge langsame kontinuierliche Erhöhung der Verzögerungs-

zur ersten Torschaltung (7) öffnet und die Ausgangs- zeit die Möglichkeit geschaffen, die Faser auf der ge-

signale beider Torschaltungen auf einen logarithmi- 25 samten Länge abzutasten. Als Meßwert wird dann eine

sehen Dividierer (13) gegeben und anschließend an- Meßkurve erhalten, die die geführte Energie an jeder

gezeigt wird. Stelle der Faser wiedergibt und aus deren Steigung die

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Dämpfung ermittelt werden kann. Die Integration des zeichnet, daß die zwischen den beiden Torschaltun- die Torschaltung verlassenden Signals ist dabei erforgen wirksame Verzögerung variabel einstellbar ist 30 derlich, um das Signal aus dem Rauschen hervorzuhe-

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- ben. Die Vorteile dieses Verfahrens liegen darin, daß kennzeichnet, daß beide durch die Torschaltungen ohne Zerstörung der Meßfaser eine exakte Messung (7,9) gebildeten Tore mit einer festen Zeitverzöge- möglich ist und daß von einer Seite der Faser aus sämtlirung gegeneinander durch Veränderung der Verzö- ehe Messungen durchgeführt werden können. Weitergerungszeit der Tor»ckaltungen gegenüber dem 35 hin ist es dabei vorteilhaft, daß schlechte Stellen inner-Triggerimpuls (16) für die Lichtquelle (2) entlang der halb der Faser ebenfalls erkannt werden können. NachLichtleitfaser (3) verschoben werden, teilig an diesem Verfahren ist insbesondere, daß eine

4. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens relativ lange Meßzeit erforderlich ist, da mittels des nach den Ansprüchen 1 bis 3, bestehend aus einer Tors die gesamte Faserlänge abgefahren werden muß. Lichtquelle, einem Strahlenteiler, einem Detektor, 40 Darüber hinaus ist ein ziemlich gn3er Geräteaufwand, einem Verstärker und mindestens einer Torschal- z. B. ein Schreiber oder dergleichen, erforderlich, und es tung zur Signalbereitung, einem Anzeigegerät sowie ergibt sich eine ebenfalls relativ komplizierte Auswer-Steuergeräten für die Lichtquellen und den Signal- tung.

aufbereiter, dadurch gekennzeichnet, daß parallel Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu-

zur ersten Torschaltung (7) eine zweite Torschaltung 45 gründe, die vorstehenden Nachteile zu vermeiden und

(9) gelegt ist und in die Ausgänge (7, 9) über einen ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art dahinge-

Integrator (12) gemeinsam an einen logarithmischen hend zu verbessern, daß die Meßzeit verkürzt und der

Dividierer (13) angeschlossen sind. Geräteaufwand verringert werden kann.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekenn- Erfindungsgemäß wird dies durch ein Verfahren erzeichnet, daß das Steuergerät aus einem Pulsgenera- 50 reicht, bei dem parallel zu einer ersten Torschaltung, die tor (1) zur Erzeugung von Triggerimpulsen für die nach einer fest eingestellten Verzögerung zum Trigger-Lichtquelle, vorzugsweise einem Laser (2), besteht, impuls öffnet, eine zweite Torschaltung angesteuert das über ein erstes Zeitglied (8) an die ersten Tor- wird, die nach einer bestimmten Verzögerung entspreschaltung (7) angeschlossen ist und in Reihe zum chend einer bestimmten Faserlänge zur ersten Torersten Zeitglied (8) ein zweites Zeitglied (10) ge- 55 schaltung öffnet, und die Ausgangssignale beider Torschaltet ist, das an die zweite Torschaltung (9) ange- schaltungen auf einen logarithmischen Dividierer gegeschlossen ist. ben und anschließend angezeigt wird.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekenn- Aufgrund dieses erfindungsgemäßen Verfahrens erzeichnet, daß zwischen den Torschaltungen (7, 9) gibt sich eine kurze Meßzeit, da ein vollständiges Ab- und den zugeordneten Zeitgliedern (8,10) Impulser- ω scannen der gesamten Faserlänge nicht erforderlich ist, zeuger(U) angeordnet sind. vielmehr ist als Meßzeit die einfache Integrationszeit

anzusetzen. Da der logarithmische Dividierer als Anzei-

ge einen Wert in dB ergibt, ist somit ein unmittelbares

Ablesen der Dämpfung der Faser auf einer bestimmten 65 Faserlänge möglich. Dabei kann als Faserlänge z. B.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur 100 m oder dergleichen als Einheit gewählt werden. Bei Dämpfungsmessung an Lichtleitfasern, wobei ein Licht- dem erfindungsgemäßen Verfahren legt die Verzögeimpuls in eine Lichtleitfaser eingekoppelt wird und der rungszeit des ersten Tors den Anfang der Meßstrecke