DE3810830C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Rückstreumeßverfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a backscatter measurement method according to the Preamble of claim 1.
Die Rückstreumeßtechnik ist ein wichtiges Meßverfahren der optischen Nachrichtentechnik. Sie wird zur Fehlerortung, zur Ermittlung von Spleiß- und Störstellendämpfung und zur Bestimmung von Lichtwellenleiter- und Kabelanlagendämpfungen eingesetzt.The backscatter measurement technique is an important measurement method of the optical communications. It becomes a fault location, a Determination of splice and point loss and Determination of optical fiber and cable system attenuation used.
Aus der EP-A1-1 22 953 ist ein Rückstreumeßverfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bekannt und ein Rückstreumeßgerät wird beschrieben. Das Rückstreumeßgerät weist eine gepulste Lichtquelle auf und einen Koppler zum Einkoppeln des Lichtes in einen Lichtwellenleiter. Als Empfänger des rückgestreuten Lichtes ist ein Photoempfänger eingesetzt, Mittel zur Signalaufbereitung, ein Zwischenspeicher und eine Auswerteeinheit sind vorgesehen. Die Auswerteeinheit ist mit Ausgabegeräten verbunden. Eine Steuereinheit ist zur Steuerung vorgesehen. Beim Rückstreumeßverfahren nach der EP-A1-1 22 953 werden in den Lichtwellenleiter nacheinander mehrere Lichtimpulse eingespeist. Das Rückstreusignal eines jeden Lichtimpulses wird in ein elektrisches Signal umgewandelt und anschließend wird in mehreren Mittelungsprozessen ein mittleres Rückstreudiagramm bestimmt. EP-A1-1 22 953 describes a backscatter measurement method known according to the preamble of claim 1 and a Backscatter meter is described. The backscatter meter has a pulsed light source and a coupler for Coupling the light into an optical fiber. As The backscattered light receiver is a photo receiver used, means for signal processing, a Buffer and an evaluation unit are provided. The evaluation unit is connected to output devices. A Control unit is provided for control. At the Backscatter measurement methods according to EP-A1-1 22 953 are in the optical waveguide several light pulses in succession fed. The backscatter signal of each light pulse is converted into an electrical signal and then becomes an average in several averaging processes Backscatter diagram determined.
Das Dämpfungsverhalten von Lichtwellenleitern läßt sich aus den gemessenen Rückstreukurven ermitteln, wenn die Parameter, die das Rückstreuverhalten beeinflussen, wie beispielsweise die Materialzusammensetzung im Lichtwellenleiterkern, der Kerndurchmesser und die numerische Aperatur, mit ausreichender Genauigkeit bekannt sind. Wie sich die gemessene Rückstreudämpfung eines Mehrmodengradiertenlichtwellenleiters vom tatsächlichen Dämpfungsverhalten unterscheidet, wird im Artikel "Praxisnahe Interpretation der Rückstreudiagramme von Lichtwellenleitern, Teil 1" und "Teil 2" von G. Blume, W. Bohnert, A. Hettich, W. Kern, H.-G. Zielinski in Nachrichtentechnische Zeitschrift, Band 38 (1985), Heft 12, S. 844-848, und Band 39 (1986), Heft 1, S. 28-35, beschrieben. Es werden Korrekturformeln für den Fall angegeben, daß Kerndurchmessersprünge und Apertursprünge vorliegen und daß mit einem Rückstreumeßgerät der Pegelsprung von nur einem Lichtwellenleiterende aus gemessen wird. The damping behavior of optical fibers can be seen from the measured backscatter curves if the parameters that the Affect backscattering behavior, such as that Material composition in the fiber optic core, the Core diameter and numerical aperature, with sufficient Accuracy are known. How the measured Backscatter attenuation of a multimode graded optical fiber differs from the actual damping behavior is in Article "Practical interpretation of the backscatter diagrams from Optical fibers, Part 1 "and" Part 2 "by G. Blume, W. Bohnert, A. Hettich, W. Kern, H.-G. Zielinski in Nachrichtenentechnische Zeitschrift, Volume 38 (1985), No. 12, p. 844-848, and Volume 39 (1986), No. 1, pp. 28-35. It correction formulas are given for the case that Core diameter jumps and aperture jumps are present and that with a backscatter meter the level jump of only one Optical fiber end is measured from.
Aus "Theorie der Rückstreuung bei Glasfasern" von D. Schicketanz, Siemens Forschungs- und Entwicklungs-Berichte, Bd. 9 (1980), Nr. 4, Seite 76-82, sind Lösungsvorschläge bekannt, die es gestatten, auch bei Unterschieden in den Parametern von Lichtleitfasern Meßfehler klein zu halten. Für Messungen von Dämpfungssprüngen von nur einem Lichtwellenleiterende aus wird die tatsächliche Dämpfung mit einer Formel berechnet, deren erster Term aus den Meßwerten bestimmt wird, und deren zweiter Term ein Korrekturwert ist, der von den Streukoeffizienten und numerischen Aperturen der Lichtleitfasern abhängt, und deren dritter Term eine Extrapolation der Meßwerte auf die Position des Dämpfungssprunges darstellt.From "Theory of Backscattering in Glass Fibers" by D. Schicketanz, Siemens Research and Development Reports, Vol. 9 (1980), No. 4, pages 76-82, there are known solutions that allow even with differences in the parameters of optical fibers Keep measurement errors small. For measurements of damping jumps from just one fiber end, the actual Damping is calculated using a formula whose first term is from the Measured values is determined, and their second term Correction value is that of the scattering coefficients and depends on the numerical apertures of the optical fibers, and their third term an extrapolation of the measured values to the position represents the damping jump.
Ausgehend von dem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes Rückstreumeßverfahren anzugeben, mit dem der Dämpfungsverlauf in Einmodenlichtwellenleitern durch Rückstreumessung von nur einem Lichtwellenleiterende aus bestimmt werden kann, auch dann, wenn die Feldweite (Felddurchmesser) der Lichtwellenleiter über die Meßstrecke nicht konstant ist.Based on the method according to the preamble of Claim 1 is the object of the invention to specify a simplified backscatter measuring method with which the Attenuation curve in single-mode optical fibers Backscatter measurement from only one fiber end can be determined even if the field width (Field diameter) of the optical fibers over the measuring section is not constant.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is accomplished by a process with the characteristics of Claim 1 solved.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous further developments are in the subclaims specified.
Der Unterschied zwischen der tatsächlichen Dämpfung und der gemessenen Rückstreudämpfung wird bei Einmodenlichtwellenleiterstrecken hauptsächlich durch die unterschiedlichen Feldweiten (Felddurchmesser) der eingesetzten Lichtwellenleiter verursacht.The difference between the actual damping and the backscatter attenuation is measured at Single-mode fiber optic cables mainly extend through the different field widths (field diameter) of the used Optical fiber caused.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorausgesetzt, daß die Feldweite (Felddurchmesser) der einzelnen Einmodenlichtwellenleiter bekannt sind. Es unterscheidet sich dadurch von bekannten Verfahren, daß die bekannten Feldweiten (Felddurchmesser) abgespeichert werden und bei der Auswertung des Rückstreusignals berücksichtigt werden.To carry out the method according to the invention provided that the field width (field diameter) of the individual Single-mode optical fibers are known. It differs characterized by known methods that the known field widths (Field diameter) can be saved and during the evaluation of the backscatter signal are taken into account.
Das Rückstreumeßverfahren setzt sich aus den folgenden
Verfahrensschritten zusammen:
Zunächst werden die bekannten Feldweiten (Felddurchmesser) der
Einmodenlichtwellenleiter einer zu vermessenden
Lichtwellenleiterstrecke in einen Speicher eingegeben und
abgespeichert. Liegt eine Ortsabhängigkeit der Feldweite
(Felddurchmesser) vor, so kann diese ebenfalls eingegeben und
abgespeichert werden. Die Feldweite (Felddurchmesser) kann von
Lichtwellenleiter zu Lichtwellenleiter variieren. Es ist aber
auch möglich, daß die Feldweite (Felddurchmesser) in einem
Lichtwellenleiter variiert. Als zweiter Schritt wird ein
Lichtimpuls in ein Ende der zu vermessenden
Lichtwellenleiterstrecke eingekoppelt. Das rückgestreute Licht
wird empfangen und dann in ein elektrischen Rückstreusignal
umgewandelt. Danach wird das Rückstreusignal in bekannter Weise
elektronisch aufbereitet. Dabei ist besonders die Verstärkung
des Signals wichtig. Außerdem kann das Signal-/Rauschverhältnis
mit geeigneten Mitteln verbessert werden.The backscatter measurement process consists of the following process steps:
First, the known field widths (field diameters) of the single-mode optical waveguide of an optical waveguide section to be measured are entered into a memory and stored. If the field width (field diameter) is dependent on location, this can also be entered and saved. The field width (field diameter) can vary from fiber to fiber. However, it is also possible for the field width (field diameter) to vary in an optical waveguide. As a second step, a light pulse is coupled into one end of the optical waveguide path to be measured. The backscattered light is received and then converted to an electrical backscatter signal. The backscatter signal is then processed electronically in a known manner. The amplification of the signal is particularly important. In addition, the signal-to-noise ratio can be improved by suitable means.
Das elektronisch aufbereitete Signal wird dann ausgewertet. Dabei wird ein Bezug zwischen dem zeitabhängigen Signal und dem Ort, an dem es entstanden ist, hergestellt. Die Feldweiten (Felddurchmesser) werden bei der Auswertung des Signals berücksichtigt. Dazu wird ein gemessener Rückstreudämpfungswert korrigiert.The electronically processed signal is then evaluated. A relationship between the time-dependent signal and the Place where it was made. The field widths (Field diameter) when evaluating the signal considered. A measured backscatter attenuation value is used for this corrected.
Eine Wiederholung des Verfahrens am zweiten Ende der Lichtwellenleiterstrecke ist nicht notwendig.A repeat of the procedure at the second end of the Optical fiber link is not necessary.
Es ist vorteilhaft, Anfangs- und Endmarke einer Meßstrecke ebenfalls in einem Speicher einzugeben. Das Rückstreusignal wird dann nur zwischen diesen Marken ausgewertet. Ein weiterer Vorteil insbesondere zur Bestimmung von Einfügungsdämpfungen ergibt sich, wenn Sprünge im Rückstreusignal detektiert werden. Ein Sprung im Rückstreusignal kann beispielsweise an einer Spleißstelle entstehen.It is advantageous to mark the beginning and end of a measuring section also to be entered in a memory. The backscatter signal is then only evaluated between these brands. Another Advantage especially for the determination of insertion loss results when jumps in the backscatter signal are detected. A jump in the backscatter signal can occur on one Splice arise.
Man kann dann die Anfangsmarke direkt vor und die Endmarke direkt hinter die Sprungstelle setzen. Bei der Auswertung des Rückstreusignals werden die Feldweiten (Felddurchmesser) der beiden verspleißten Lichtwellenleiter so berücksichtigt, daß aus dem Sprung direkt die wahre Spleißdämpfung abgeleitet werden kann.You can then put the start mark directly in front and the end mark put directly behind the jump point. When evaluating the Backscatter signal are the field widths (field diameter) of the two spliced optical fibers taken into account so that the true splice loss can be derived directly from the jump can.
Aus dem Artikel von A. E. Hartog und M. P. Gold "On the Theory of Backscattering in Single Mode Optical Fibres" im Journal of Lightwave Techn. 2 (1984), Seite 76-82, ergibt sich, daß der Rückstreufaktor umgekehrt proportional zum Quadrat der Feldweite ist. Aus dieser Beziehung kann man ableiten, daß sich aus dem gemessenen Rückstreudämpfungswert aR nach folgender einfacher Formel der tatsächliche Dämpfungswert der Lichtwellenleiterstrecke aS zwischen zwei Punkten A und E bestimmen läßt:From the article by AE Hartog and MP Gold "On the Theory of Backscattering in Single Mode Optical Fibers" in the Journal of Lightwave Techn. 2 (1984), pages 76-82, it follows that the backscatter factor is inversely proportional to the square of the field width . It can be derived from this relationship that the actual attenuation value of the optical fiber path a S between two points A and E can be determined from the measured backscatter attenuation value a R using the following simple formula:
aS = aR + 10 · log 2 WA/2 WE a S = a R + 10log 2 W A / 2 W E
wobei 2 · WA der Felddurchmesser an der Anfangsmarke A und 2 WE der Felddurchmesser an der Endmarke E ist. Setzt man Anfangs- und Endmarke unmittelbar vor und hinter einer Spleißstelle, so wird der gemessene Rückstreudämpfungswert a nach der obigen Formel unter Berücksichtigung der bekannten Felddurchmesser der verspleißten Lichtwellenleiter korrigiert.where 2 · W A is the field diameter at the start mark A and 2 W E is the field diameter at the end mark E. If the start and end marks are placed immediately in front of and behind a splice point, the measured backscatter attenuation value a is corrected according to the above formula, taking into account the known field diameter of the spliced optical waveguides.
Die Berücksichtigung des verschiedenen Rückstreuverhaltens kann auf zwei Weisen erfolgen:The different backscattering behavior can be taken into account done in two ways:
- 1. Die Rückstreukurve wird in bekannter Weise ausgewertet, und zum Schluß wird der im allgemeinen angezeigte Dämpfungswert entsprechend der obengenannten Gleichung korrigiert.1. The backscatter curve is evaluated in a known manner, and at the end is the generally displayed damping value corrected according to the above equation.
- 2. Jeder Punkt der gemessenen Rückstreukurve wird direkt nach der obengenannten Gleichung korrigiert, wobei man annimmt (was in der Praxis richtig ist), daß die Änderung der Feldweite (Felddurchmesser) linear mit der Faserlänge verläuft bzw. sich an Spleißstellen sprunghaft ändert.2. Each point of the measured backscatter curve is immediately after corrected the above equation, assuming (what is correct in practice) that the change in field width (Field diameter) is linear with the fiber length abruptly changes at splices.
Anhand der Figur wird ein Meßgerät erläutert, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Bis auf den Eingabespeicher ist ein solches Meßgerät aus der EP 1 22 953 bekannt. Die Figur zeigt ein Blockschaltbild eines solchen Rückstreumeßgerätes. Ein Ende einer zu vermessenden Einmodenlichtwellenleiterstrecke 3 ist über einen Koppler 2 mit einer gepulsten Lichtquelle 1, beispielsweise einem Halbleiterlaser, verbunden. Über den Koppler 2, der oft auch als Strahlteiler dient, wird von der Lichtquelle 1 Licht in den Einmodenlichtwellenleiter 3 eingekoppelt. Der Koppler 2 ist außerdem mit einem Photoempfänger 4 verbunden, der das im Einmodenlichtwellenleiter 3 rückgestreute Licht empfängt und in ein elektrisches Rückstreusignal umwandelt. Das elektrische Rückstreusignal wird in den Mitteln zur Signalaufbereitung 5 aufbereitet, wozu unter anderem eine Verstärkung gehört. Das aufbereitete Signal wird in einem Zwischenspeicher 6 abgespeichert, der mit einer Auswerteeinheit 9 verbunden ist. In der Auswerteeinheit 9 wird das Signal nach den erfindungsgemäßen Verfahren ausgewertet. Ein Eingabespeicher 7, der einen externen Eingang 8 aufweist, ist mit der Auswerteeinheit 9 verbunden. In den Eingabespeicher 7 werden die Einmodenlichtwellenleitereigenschaften, nämlich die Feldweiten (Felddurchmesser), und die Anfangs- und Endmarken der Meßstrecken eingegeben und dann dort abgespeichert. Die Auswerteeinheit 9 ist zur Ausgabe des ausgewerteten Rückstreusignals mit Peripheriegeräten, wie Drucker, Sichtgerät, x-y-Schreiber oder ähnlichem verbunden. Die gepulste Lichtquelle 1 wird von einer Steuereinheit 12 gesteuert. Die Steuereinheit 12 ist ebenfalls mit der Auswerteeinheit 9 verbunden.On the basis of the figure, a measuring device is explained with which the method according to the invention can be carried out. Except for the input memory, such a measuring device is known from EP 1 22 953. The figure shows a block diagram of such a backscatter measuring device. One end of a single-mode optical fiber path 3 to be measured is connected via a coupler 2 to a pulsed light source 1 , for example a semiconductor laser. The coupler 2 , which often also serves as a beam splitter, couples light into the single-mode optical waveguide 3 from the light source 1 . The coupler 2 is also connected to a photo receiver 4 , which receives the light backscattered in the single-mode optical waveguide 3 and converts it into an electrical backscatter signal. The electrical backscatter signal is processed in the means for signal conditioning 5 , which includes, among other things, amplification. The processed signal is stored in a buffer memory 6 , which is connected to an evaluation unit 9 . The signal is evaluated in the evaluation unit 9 according to the method according to the invention. An input memory 7 , which has an external input 8 , is connected to the evaluation unit 9 . In the input memory 7 , the single-mode optical waveguide properties, namely the field widths (field diameters), and the start and end marks of the measuring sections are entered and then stored there. The evaluation unit 9 is connected to peripheral devices such as printers, display devices, xy recorders or the like to output the evaluated backscatter signal. The pulsed light source 1 is controlled by a control unit 12 . The control unit 12 is also connected to the evaluation unit 9 .
Claims (4)
aR gemessene Rückstreudämpfung,
2 · WA Feldweite (Felddurchmesser) des Einmodenlichtwellenleiters am Anfang der Meßstrecke s,
2 · WE Feldweite (Felddurchmesser) des Einmodenlichtwellenleiters am Ende der Meßstrecke s ist.1. Backscatter measurement method for determining the attenuation curve of an optical waveguide section with location-dependent, regionally constant parameters that influence the backscatter behavior, in which a light pulse is coupled in at one end of the optical waveguide section to be measured, the backscattered light is received and converted into an electrical backscatter signal, the backscatter signal electronically is processed, the processing includes amplification, and in which the evaluated backscatter signal is output, in particular in the form of backscatter diagrams, for example on an xy recorder or oscilloscope, characterized in that the attenuation curve of a single-mode optical fiber link, the measurement section s, with location-dependent, abruptly changing field width (field diameter) is determined by the known location-dependent field widths (field diameter) of the single-mode optical waveguide of the measuring section s in a memory are given and stored and the processed backscatter signal is evaluated in such a way that a relationship is established between the time-dependent backscatter signal and the location at which it originated, and for evaluating the backscatter signal on the measuring path s the actual path damping a S is determined as follows becomes: a S = a R + 10 · log (2 · W A / 2 · W E ) where
a R measured backscatter attenuation,
2 · W A field width (field diameter) of the single-mode optical fiber at the beginning of the measuring section s,
2 · W E field width (field diameter) of the single-mode optical fiber at the end of the measuring section s is.
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| DE19883810830 DE3810830A1 (en) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | Backscatter measuring method and backscatter measuring device for carrying out the method |
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