Локальные вычислительные сети
Методическое пособие - Компьютеры, программирование
Другие методички по предмету Компьютеры, программирование
?ис. 1.
Светодиодные полупроводниковые источники, применяемые в локальных компьютерных сетях, характеризуются более широкой диаграммой направленности, практически изотропной в азимутальном направлении. Уровень мощности, вводимой в стандартный многомодовый волоконный световод, в среднем на порядок ниже, чем в предыдущем случае. Так как длины сегментов компьютерных сетей на многомодовых кабелях в соответствии с действующими стандартами не превышают 2 км, этой мощности вполне достаточно для проведения измерений.
С точки зрения практики важна не столько мощность оптического излучения, введенного в световод, сколько динамический диапазон измерений для данного прибора, измеряемый в децибелах, - интервал между мощностью источника оптического излучения и порогом чувствительности измерителя оптической мощности. Динамический диапазон определяет максимальное затухание оптического сигнала, которое может быть измерено данным комплектом приборов.
Измерители оптической мощности
Входящие в состав тестера измерители должны обеспечивать низкий порог чувствительности, широкий спектральный диапазон измерений, равномерную чувствительность в заданном спектральном диапазоне или на длинах волн калибровки.
Основной элемент измерителя - это фотодиод. Его базовая характеристика - чувствительность R, которая определяется как отношение фототока к падающей оптической мощности и измеряется в А/Вт:
R~(((,
где ( - квантовая эффективность (отношение количества электронов на выходе фотодиода к количеству падающих на его фоточувствительную площадку квантов света), ( - длина волны оптического излучения. Для идеального фотодиода ( = 1. Спектральные зависимости чувствительности для некоторых типов фотодиодов представлены на рис. 2.
В ближнем ИК-диапазоне квантовая эффективность высока у кремниевых фотодиодов. В области длин волн 1000-1600 нм высокой квантовой эффективностью характеризуются германиевые фотодиоды. Фотодиоды на основе тройных (InGaAs) и четверных (InGaAsP) соединений при прочих равных условиях могут использоваться в более широком спектральном диапазоне. Этим обусловлено все возрастающее применение в тестерах именно таких фотоприемников, и такая тенденция только усиливается в связи с развитием систем со спектральным уплотнением. Неравномерность спектральной чувствительности фотодиодов компенсируется за счет соответствующих схем обработки. Обычно устанавливается равная чувствительность в точках калибровки, например, 850, 1310 и 1550 нм. В приборах более высокого класса калибровку компенсации неравномерности можно проводить с заданным шагом по длине волны, например, 1 нм или 5 нм.
Применяемые в настоящее время фотоприемники имеют довольно широкую фоточувствительную площадку. Типовой размер такой площадки у фотодиода на основе InGaAs - 1 мм, на Si и Ge - 5 мм. Это существенно больше размеров модового пятна на выходе волоконного световода, что позволяет применять одни и те же измерители как на одномодовых, так и на многомодовых линиях. Максимальная допустимая для точных измерений мощность определяется границей линейности характеристики измерителя (с учетом неравномерного характера распределения мощности на выходе световода).
Применение оптических тестеров
Основное назначение тестера - измерение мощности оптического излучения на выходе волоконно-оптической системы, определения затухания в ней и на отдельных компонентах кабельной системы и их соединениях. В настоящее время на российском рынке представлены измерительные приборы для волоконной оптики от десятков производителей; большинство из них иностранного производства. Параметры источников и приемников приведены в табл. 1 и 2.
Таблица 1. Сравнительные характеристики некоторых источников оптического излучения
Произво-дитель"Перспек-тивные техно-логии"ЛОНИИРКБВПWavetekANDOEXFOМаркаПТ10ХYАлмаз11FOD 2107OLS-6AQ4251FOT 700Тип источникаЛазерЛазерЛазерЛазерЛазерЛазерДлина волны, нм850, 1310, 1550850, 1310, 155015501310,15501310, 15501310, 1550Уровень выходного сигнала, дБ? -6? -3-3-7-7-4Нестабиль-ность выходного уровня, дБ0,10,10,05Н/д0,05 (за 5 мин)0,1 (за 8 ч)Ширина спектра излучения, нм? 5? 5Н/дН/д? 5? 5Время непрерывнойработы от одного комплекта источников, ч 303024Н/д15Н/дГабариты, мм120х60х22195х100х41150х90х30185х95х49265х88х43235х125х60Масса, г200500300500450860
Таблица 2. Сравнительные характеристики некоторых измерителей оптической мощности
Производитель"Перспективные технологии"ЛОНИИРКБВПW&GEXFOМаркаПТ2000ПТ2010Алмаз21FOD 1202OLP 18FOT 10AТип приемникаInGaAsInGaAsInGaAsInGaAsInGaAsGeДинамический диапазон, дБ+3- -60+10- -70+3- -60+3- -60+26- -60+6- -60Погрешность измерения относительных уровней, дБ0,20,130,20,250,130,2Возможность усреднения+++--Н/дДиапазон длин волн, нм800-1600800-1600800-1600 Н/д800-1600Н/дОсновная относительная погрешность измерения на длине волны калибровки, дБ0,50,250,5Н/дН/дН/дВозможность усреднения результатов измерения-+----Наличие порта RS232 для связи с компьютером-+----Время непрерывной работы от одного комплекта батарей, ч? 50 (комплект аккумуляторов)? 40 (комплект аккумуляторов)40Н/д12 Н/дГабариты, мм120х60х22120х60х22195х100х41150х90х30185х95х49 Н/дМасса, г200200Н/д300500 Н/д
Для работы в диапазонах 800, 1300, 1700 нм подходят тестеры с приемниками на основе InGaAs. Они более чувствительны, чем германиевые фотоприемники, и, как правило, обеспечивают большой динамический диап