Раздел 15. Измерения и испытания оптических кабелей местных сетей связи

Раздел 15
Измерения и испытания оптических кабелей местных сетей связи

Общие положения

15.1. Основными параметрами распространения излучения в оптическом волокне (ОВ) являются показатели затухания и широкополосности.

15.2. Ослабление (затухание) излучения в ОВ обусловлено, главным образом, поглощением и рассеянием энергии. Поглощение световых квантов происходит из-за наличия примесей (ионов металлов) в массе диэлектрика, а также в результате собственного поглощения.

Рассеяние энергии, вызванное флуктуацией показателя преломления, называется рэлеевским. Кроме того, рассеяние вызывается нарушением геометрии волокна, изгибами, соединениями, скручиваниями, вносимыми при прокладке оптических кабелей.

15.3. Кроме затухания светового сигнала в ОВ расстояние между регенераторами ЦСП определяется также искажением передаваемых сигналов в виде уширения импульсов, что называется дисперсией. Модовая дисперсия возникает из-за различия времени задержки распространяющихся по ОВ мод, являющихся составляющими вводимого в ОВ излучения.

15.4. В соответствии с требованиями ТУ 16-705.296-86 величина коэффициента затухания на длине волны 0,85 мкм должна быть не более 3 дБ/км для кабелей марок: ОН-50-1-3-1, ОН-50-1-3-2, ОК-50-2-3-4, ОК-50-2-3-8, ОК-50-3-3-4, ОК-50-3-3-8 и не более 5 дБ/км для кабелей марок: ОН-50-1-5-1, ОН-50-1-5-2, ОК-50-2-5-4, ОК-50-2-5-8, ОК-50-3-5-4, ОК-50-3-5-8.

Коэффициент широкополосности ОВ в кабеле на длине волны 0,85 мкм должен быть не менее 250 для кабелей с затуханием 5 дБ/км и не менее 500 для кабелей с затуханием до 3 дБ/км.

По ТУ 16.к71-084-90 коэффициент затухания на длине волны 1,3 мкм должен быть не более 0,7 дБ/км или 1 дБ/км для разных марок кабеля с градиентным ОВ и не более 1 дБ/км для кабелей с одномодовым ОВ;

коэффициент широкополосности градиентного ОВ в кабеле на длине волны 1,3 мкм должен быть 1000 ;

дисперсия сигнала одномодового ОВ в кабеле должна быть не более 3,5 .

15.5. По результатам заводских испытаний значения указанных в п. 15.4 параметров вносятся в протокол для каждого барабана с кабелем.

15.6. Измерение затухания волокна и стыка волокон может производиться методом измерения распределения потерь по длине (методом обратного рассеяния) и методом обрыва в соответствии с ГОСТ 26814-86 "Кабели оптические. Методы измерения параметров".

Измерение затухания методом обрыва

15.7. Метод обрыва применяется для измерения затухания ОВ, не армированных оптическими соединителями.

15.8. Метод обрыва состоит в сравнении мощности оптического излучения на выходе ОВ со значением мощности на входе за счет обрыва в начале измеряемого ОВ.

При этом измеряемое затухание определяется по формуле:

, дБ,

где A - затухание ОВ, дБ;

и - значения уровня мощности на входе и выходе волокна соответственно, в единицах мощности.

Коэффициент затухания измеряемого оптического кабеля определяется по формуле:

, дБ/км,

где - длина короткого отрезка волокна в начале измеряемого ОВ, км;

- длина всего ОВ, км.

Измерение затухания методом обрыва производят по схеме, изображенной на рис. 15.1.

Рис. 15.1. Схема измерения затухания методом обрыва

15.9. Торцевые поверхности оптических волокон измеряемого кабеля должны быть перпендикулярны оси волокон и не иметь сколов и повреждений, что определяется с помощью микроскопа с кратностью увеличения не менее 20.

15.10. Юстировочное устройство должно обеспечивать юстировку входного конца волокна в трех взаимно перпендикулярных плоскостях для осуществления оптимального ввода энергии в волокно и жесткую фиксацию волокна.

15.11. Для осуществления равномерного распределения мод может быть использован длинный световод, спиральный фильтр мод, который образуется из нескольких витков ОВ, намотанного на цилиндр небольшого диаметра. В практике измерений может быть использован также нормализатор из комплекта КОМС (изготовитель - ССКТБ) или несколько сваренных друг с другом отрезков ступенчатого и градиентного ОВ с длиной каждого отрезка около 1 м.

15.12. Основные характеристики приборов, которые могут применяться при измерении затухания ОВ методом обрыва, приведены в табл. 15.1.

Таблица 15.1

Наименование прибора	Марка прибора	Основные характеристики
1	2	3
Измеритель затухания	ИФ-193-2	Измерение оптических потерь на длине волны 0,85 мкм Динамический диапазон: 0...70 дБм Погрешность измерения затухания в поддиапазонах: от 0 до 10 дБм - дБ; от 10 до 30 дБм - дБ; от 30 до 50 дБм - дБ; от 50 до 70 дБм - дБ
Ваттметр поглощаемой мощности оптический	ОМЗ-65	Диапазон длин волн измеряемых мощностей: 0,8...1,0 мкм Измеряемая мощность: ... Вт Погрешность - 15%
Генератор оптических и электрических импульсов	ОГ5-87	Рабочая длина волны: 0,85 и 1,3 мкм Мощность излучения: 0,1-1,0 мВт Частота импульсов: 10 кГц - 50 Мгц Длительность импульса: - с
Измеритель затухания оптический	ОД1-20	Длина волны: 0,85 мкм (для градиентных ОВ) и 1,3 мкм (для градиентных и одномодовых ОВ) Средняя мощность излучения оптического сигнала, модулированного 270 Гц, не менее 150 мкВт Диапазон измерения: +1 ... -60 дБм Питание прибора: В постоянного тока от встроенного или внешнего источника
Оптический тестер	ОМКЗ-76	Длина волны: 0,85 и 1,3 мкм Мощность непрерывного немодулированного излучения на волне длиной 0,85 мкм: 10 и 300 мкВт; на волне длиной 1,3 мкм: 1 и 100 мкВт Частота модуляции оптического излучения: 270 Гц Диапазоны измерения на волне длиной 0,85 мкм: ... Вт (-50...0 дБ); на волне длиной 1,3 мкм: ... Вт (-40...0 дБ) Погрешность - до 20%
Ваттметр поглощаемой мощности	ОМЗ-99, выпуск с 1991 г.	Рабочие длины волн: 0,6...1,7 мкм Диапазон измерений: ... Вт (-60...+10 дБм) Погрешность измерений: (Pпр/Pшк - 1)%, где Pпр и Pшк - показания прибора и предельное значение шкалы Питание: батарея 5,0 В или от сети 220 В, 50 Гц Подключение к ОВ через разъемы или адаптером

Метод обратного рассеяния

15.13. Метод пригоден для определения распределения оптических потерь по длине волокна, затухания волокна, неоднородностей (обрыв, место сварки и т.д.), значения потерь на неоднородностях, а также длины волокна и расстояния до мест обрыва.

15.14. Схема измерения затухания методом обратного рассеяния с помощью рефлектометра показана на рис. 15.2, а, а график распределения уровня мощности обратного рассеяния - на рис. 15.2, б.

Рис. 15.2. Измерение затухания методом обратного рассеяния

15.15. Следует учитывать, что рефлектометры, в зависимости от их динамического диапазона, позволяют проводить измерения в линии с затуханием не более 15-20 дБ, в связи с чем может возникнуть необходимость в проведении работ по сращиванию строительных длин и измерениям с разбивкой линии ВОЛС на участки.

Основные характеристики применяемых рефлектометров приведены в табл. 15.2.

Таблица 15.2

Марка прибора	Наименование характеристики
	длина волны, мкм	диапазон измерения расстояния, км	максимально измеряемое затухание, дБ	погрешность при оценке затухания, дБ	питание
Горизонт-П	0,85 1,3	0...40	12 7	(A - измеренная величина)	220 В 50 Гц
Горизонталь:					220 В 50 Гц или 12-15 В постоянного тока
ОР5-18	0,85		23
ОР5-19	1,3	до 100	20
ОР5-20	1,3		18
ОР5-21	1,55		13
MW98A
блок		18			220 В
MH913B	0,85	36	22,5		50 Гц
MH914B	1,3	72	20,0
MW910 блок MHA/A1,		18, 36, 72, 144			100, 115, 120, 200, 220, 240 В переменного тока частотой 50/60 Гц 12, 24 В постоянного тока
963	0,85		23
937	1,3		22
938	1,3		20
939	1,55		18
955	1,31/1,55		18/16
MHC/C1,
938	1,31		30
939	1,55		27
955	1,31/1,55		28/25

Примечания: 1. Характеристики, не указанные в табл. 15.2, не приведены изготовителем.

2. Приборы MW98A, MW910 - производства Японии.

3. Для измерения волокон с градиентным профилем показателя преломления используются приборы: Горизонт, ОР5-18, ОР5-19, MW98A, MW910 с блоками MHA/A1, 963, 937.

4. Для измерения одномодовых волокон используются приборы: ОР5-20, ОР5-21, MW910 с остальными блоками.

Входной контроль оптического кабеля на кабельной площадке

15.16. Все барабаны с оптическим кабелем, поступившие на кабельную площадку, должны быть подвергнуты внешнему осмотру и проверке наличия заводских паспортов.

При отсутствии заводского паспорта необходимо его запросить у завода-изготовителя.

15.17. Измерение затухания необходимо производить в полном объеме проверяемой партии оптического кабеля при отсутствии повреждений, выявленных при внешнем осмотре.

15.18. Если нижний конец кабеля короток для измерений (менее 1,5 м), кабель следует перемотать для обеспечения необходимой длины нижнего конца.

15.19. Если при внешнем осмотре выявлены серьезные повреждения барабана и кабеля, которые могут отрицательно повлиять на качество прокладки кабеля и ухудшить его параметры, то измерения не производятся. При этом заказчик и подрядчик должны совместно решить вопрос о предъявлении рекламации на дефектную строительную длину.

15.20. Перед измерениями оптический кабель нужно выдержать в сухом отапливаемом помещении не менее 3-4 ч. Для проведения измерений помещение должно быть хорошо освещено.

15.21. Измерения методом обрыва рекомендуется производить в следующей последовательности:

а) оба конца кабеля освободить от защитных оболочек: верхний - на расстоянии не менее 1 м, нижний - на расстоянии не менее 0,5 м;

б) концы каждого ОВ освободить на длине 10-50 мм от защитного покрытия, сколоть волокно;

в) после скола проверить торцы ОВ, которые должны быть ровными и перпендикулярными оси волокна;

г) выходной конец ОВ подключить к приемнику излучения с помощью адаптера;

д) закрепить входной конец ОВ в юстировочном устройстве, произвести его юстировку визуально и по максимуму сигнала на выходе приемника излучения, после чего положение входного конца ОВ зафиксировать;

е) измерить выходную мощность на конце ОВ не менее трех раз, при этом делать новые сколы на длине 0,5-3,0 см.

Результаты измерений могут отличаться не более, чем на 0,1 дБ. Рассчитать среднее значение выходной мощности ;

ж) не изменяя положения ОВ в юстировочном устройстве, обломать измеряемое волокно кабеля на расстоянии м от входного торца и произвести измерения входной мощности аналогично указанному в п. 15.21, е.

Рассчитать среднее значение входной мощности ;

з) рассчитать коэффициент затухания измеряемого ОВ по формуле, приведенной в п. 15.8. Полученные результаты измерений должны быть не больше предельных значений на данную марку оптического кабеля. В случаях получения больших значений решение по использованию отбракованных барабанов принимает заказчик;

и) по результатам измерений входного контроля составляется протокол по форме 15.1 или 15.2.

Форма 15.1

Протокол входного контроля

               Марка оптического кабеля ___________________

NN барабанов	Длина кабеля, м	N ОВ	Мощность излучения		Результаты расчета		Дата проверки	Заключение о пригодности кабеля
			Pвых	Pвх	A, дБ	, дБ/км

Примечание. Затухание ОВ определяется по формуле:

A = 10lg(Pвх / Pвых)

                                 Проверку производил ______________

                                           "___" __________ 19__ г.

Форма 15.2

Протокол входного контроля

              Марка оптического кабеля ___________________

NN барабанов	Длина кабеля, м	N ОВ	Мощность излучения		Результаты расчета		Дата проверки	Заключение о пригодности кабеля
			Aвых, дБ	Aвх, дБ	A, дБ	, дБ/км

Примечание. Затухание ОВ определяется по формуле: A = Aвх - Aвых. Коэффициент затухания ОВ определяется по формуле: .

                                   Проверку производил ______________

                                             "___" __________ 19__ г.

Измерение затухания волокон оптического кабеля в процессе монтажа

15.22. В процессе монтажа оптического кабеля необходимо проводить измерения затухания стыков ОВ рефлектометром по методу обратного рассеяния (основной) или методом обрыва (при отсутствии рефлектометра).

15.23. При измерении затухания стыков методом обратного рассеяния предварительно нужно освободить концы кабеля от защитных покрытий на расстоянии не менее, чем 300 мм, затем на расстоянии 10-50 мм освободить ОВ от защитных покрытий. Торцы волокна обработать так, чтобы они имели ровный и перпендикулярный оси волокна скол. Измеряемое волокно подключить к прибору с помощью юстировочного устройства, при этом произвести юстировку по максимуму обратнорассеянного сигнала. Измерения затухания стыков, а также поиск мест повреждений ОВ произвести в соответствии с техническим описанием приборов. Величина затухания мест сварок определяется как среднеалгебраическое значение двух измерений - в направлении А-Б и Б-А - и не должна превышать 0,5 дБ.

Если затухание стыка превышает указанную величину, стык следует переделать, и повторить измерения. Если затухание стыка осталось прежним, но не более 0,8 дБ, то сварное соединение может быть оставлено, но скомпенсировано на следующих стыках для получения среднего значения затухания стыков каждого ОВ смонтированной линии не более 0,5 дБ.

В случае превышения указанных норм необходимо вызвать представителя заказчика для совместного принятия решения. Измеренные затухания стыков ОВ следует занести в паспорт на смонтированную муфту по форме 15.3.

15.24. При измерении затухания стыков методом обрыва нужно измерять последовательно затухание двух строительных длин (или участков) по схеме, представленной на рис. 15.1, но при этом используются два комплекта приборов.

Форма 15.3

Паспорт
на смонтированную муфту оптического кабеля

муфта N __________ АТС N __________ АТС N ___________ N кабеля __________

марка кабеля ______________________________________ N колодца ___________

строительные длины ______________________________________________________

монтаж производил _______________________________________________________

                              (Ф.И.О., наименование организации)

" ___ " _______________ 19 __ г.

                          Сведения о ремонте ____________________________

                                             ____________________________

                                             ____________________________

                                             (Ф.И.О. произведшего ремонт)

                                             " __ " ____________ 19 __ г.

Обратная сторона паспорта

           АТС N ________________________________________ АТС N

                          (указываются номера ОВ)

N ОВ	1	2	3	4	5	6	7	8
Затухание, дБ

15.25. Учитывая возможную погрешность измерения одной и той же мощности двумя приемниками, следует предварительно определить поправку по формуле:

,

где - показания первого прибора,

- показания второго прибора.

Километрическое затухание рассчитывается с учетом поправки:

, дБ/км.

15.26. Коэффициент затухания должен соответствовать значениям, полученным при входном контроле. В случае превышения коэффициента затухания относительно допустимого решение принимается заказчиком.

15.27. После сварки ОВ следует измерить затухание в двух длинах. При этом затухание двух длин, измеренное после их соединения, не должно превышать сумму измеренных значений затухания длин до сварки ОВ на величину более 0,5 дБ или 0,8 дБ (см. п. 15.23).

15.28. При использовании трех комплектов приборов предварительно следует определить затухание в соединяемых оптических кабелях, а затем измерить общее затухание после сварки.

Предварительно необходимо определить погрешность за счет использования трех излучателей и приемников, и учитывать ее при расчетах затухания.

Измерения затухания смонтированных регенерационных участков

15.29. На смонтированных регенерационных участках после монтажа станционных шнуров (ШСС) СОК необходимо произвести измерения затухания ОВ кабеля, которые заносятся в паспорт по форме 15.4.

Измерения затухания следует проводить в обоих направлениях передачи.

Результаты измерений ОВ всего участка должны соответствовать предельным значениям затухания длин и стыков в процессе строительства, указанным в пп. 15.25 и 15.26, а также станционных шнуров, значение затуханий которых не должно превышать 3 дБ на каждом конце участка.

Форма 15.4

Паспорт регенерационного участка

Регенерационный участок _____________________

Общая длина участка _________________________

N ОВ	Направление измерения
	Направление А-Б			Направление Б-А
	Мощность излучения		Результаты расчета	Мощность излучения		Результаты расчета
	Pвых	Pвх	A, дБ	Pвых	Pвх	A, дБ
1 2 3 4 5 6

                   Заключение _____________________________________

                 Измерительные приборы ____________________________

                 Измерения проводили ______________________________

                                      "___" ______________ 19___ г.