Визуальные дефектоскопы

Визуальные дефектоскопы (Visual Fault Locator) представляют собой источники оптического сигнала видимого диапазона 400-700 нм, которые могут использоваться для визуального обнаружения повреждений в кабелях и интерфейсах, обнаружения неоднородностей и оценки качества сварных швов. Сигнал от визуального дефектоскопа рассеивается на крупных неоднородностях в кабеле, то есть наблюдается оператором в виде светлых пятен (источников рассеяния) через пластиковую оболочку кабеля.

Рис. 24. Портативный визуальный дефектоскоп FLS-230a

Визуальные дефектоскопы часто используются в комплекте с оптическими рефлектометрами, диапазон действий которых ограничен границей мертвой зоны (EDZ). В этом случае визуальный дефектоскоп обеспечивает оценку качества оптического интерфейса и позволяет обнаружить неоднородности в пределах мертвой зоны.

В остальных случаях портативные визуальные дефектоскопы используются как удобный инструмент при монтаже и эксплуатации оптических кабелей.

Рис. 25. Портативный визуальный дефектоскоп FLS-235b

Обычно в визуальных дефектоскопах используются полупроводниковые лазеры или гелий-неоновые лазерные источники (HeNe). Гелий-неоновые лазеры мощнее полупроводниковых, однако требуют в 50 раз большей мощности питания и имеют большие габариты. Использование полупроводниковых лазеров позволяет создавать портативные визуальные дефектоскопы, пример которых представлен на рис. 6.

Для визуальной дефектоскопии наиболее эффективным было бы использование длины волны 550 нм, которой соответствует наибольшая яркость визуального восприятия. Однако на практике визуальные дефектоскопы используют лазерные источники сигнала в диапазоне 630-670 нм.

Рис. 26. Портативный визуальный дефектоскоп VFL-670

Наиболее часто применяются визуальные дефектоскопы с центральной частотой источника 635, 650 или 670 нм. Использование той или другой длины волны имеет как преимущества, так и недостатки. Применение коротких волн диапазона видимого спектра (600-700 нм) обусловлено большей интенсивностью воспринимаемого человеческим глазом света в этом диапазоне. Так сигнал 635 нм видится человеческим глазом в семь раз ярче сигнала 670 нм. Недостатком использования коротких волн является больший уровень затухания сигнала в кабеле. Так для сигнала 635 нм уровень погонного затухания в оптическом кабеле обычно составляет 11 дБ/км, тогда как для сигнала 670 нм - 6 дБ/км. Учитывая параметры интенсивности и затухания, можно оценить пороговое значение максимальной дальности использования визуальных дефектоскопов - 1,75 км. Для измерений на коротких расстояниях до 1,75 км с успехом могут использоваться дефектоскопы 635 нм, для измерений свыше 1,75-2 км - дефектоскопы 670 нм, а для измерений в промежуточном диапазоне - дефектоскопы с лазерами 650 нм.

Визуальные дефектоскопы могут работать как в режиме непрерывной генерации оптического сигнала, так и в режиме мерцания с частотой 1 Гц. Обычно выходная мощность визуального дефектоскопа составляет 1 мВт.

Идентификаторы кабеля

В практике эксплуатации оптических кабелей часто возникает задача тестирования кабеля без нарушения его целостности. Для этой цели используются идентификаторы оптического кабеля. С помощью этих приборов можно тестировать целостность волокна, проверять маркировку кабеля или подтверждать наличие или отсутствие сигнала перед изменением маршрута или техническим обслуживанием, вводить и выводить оптический сигнал через изгиб волновода.

Спецификация измерений, выполняемая идентификаторами обычно невелика, поскольку эти устройства рассматриваются скорее как эксплуатационный инструмент.

Рис. 27. Детектор активных волокон LFD-100

Обычно спецификация включает следующие измерения:

• наличие или отсутствие сигнала (темное волокно);
• тип сигнала (сигнал нагрузки, сигнал с незатухающей гармонической волной или модулированный испытательный сигнал с частотой 270 Гц, 1 кГц или 2 кГц).

Идентификаторы кабелей можно эффективно использовать вместо измерителя мощности в задачах оптимизации расположения волокна в лотке и т.д. Идентификаторы представляют собой мощный инструмент для пошагового прохода (трассировки) оптического кабеля.

Особенно важной функцией идентификаторов кабелей является возможность использовать их в качестве устройств ввода/вывода оптического сигнала без нарушения связности кабеля. Эта функция эффективно используется для организации связи по проложенному кабелю, когда идентификаторы кабеля используются в комплекте с оптическими разговорными устройствами.

Оптические микроскопы

Распространенной причиной деградации качества в оптических интерфейсах и в сварочных . муфтах ВОСП является нарушение качества полировки оптического волокна. В связи с этим возникает задача анализа качества полировки, чистоты и дефектов в волокне. Для этой цели применяются оптические эксплуатационные микроскопы, обеспечивающие визуальный анализ среза волокна.

Рис. 28. Оптический микроскоп OFS 300

Усиление эксплуатационных микроскопов варьируется от 30 до 800 крат, наибольшее распространение в эксплуатации получили микроскопы с 30-100-кратным усилением. Оптическое волокно может наблюдаться напрямую или под некоторым углом.

Рис. 29. Профессиональный волоконно-оптический видеомикроскоп NOYES VFS 1

В результате анализа срезов волокна может быть обнаружена причина деградации качества. Эксплуатационные измерения с использованием микроскопов могут проводиться как в лаборатории при подготовке кабелей к прокладке, так и в полевых условиях для обнаружения причин деградации связи.

Оптические разговорные устройства

Оптические разговорные устройства представляют собой важный инструмент при прокладке кабеля и его тестирования непосредственно после прокладки в полевых условиях. Действительно, важным условием эффективной работы в процессе прокладки кабелей является наличие бесперебойной связи между бригадами. Для этого используются оптические разговорные устройства или оптические телефоны, обеспечивающие голосовую связь по оптическому кабелю.

В оптических разговорных устройствах могут использоваться различные принципы работы:

• принцип тангенты
• активация волокна голосом
• разделение сигналом по длине волны (WDM)
• временное разделение каналов.

Рис. 30. Оптический телефон OVS6000 фирмы GN Nettest

Оптические телефоны, работающие на принципе тангенты, включают режим преобразования акустического сигнала в оптический при нажатии специальной кнопки. Для передачи сигнала используется частотно-модулированный сигнал. Использование алгоритма тангенты обеспечивает полудуплексную связь. Неудобством этого способа организации связи является невозможность свободных рук во время разговора. Этого недостатка лишено использование алгоритма активации сигнала от голоса, которое также обеспечивает полудуплексный режим работы. Оба способа могут использоваться только на коротких длинах кабеля, поскольку не позволяют осуществить регенерацию и усиление оптического сигнала.

Технология WDM предполагает полнодуплексную связь с разделением двух каналов по длине волны. Неудобством метода является то, что оптические телефоны являются в этом случае парными в том смысле, что они должны передавать и принимать на разных длинах волн. Использование одинаковых оптических телефонов WDM может привести к несовместимости.

Рис. 31. Переговорное устройство ПУ-2

Использование технологии с временным разделением (ТDМ) обеспечивает полнодуплексную связь на одной длине волны и, таким образом, лишено недостатков перечисленных методов. Дополнительным преимуществом оптических телефонов ТDМ является использование цифровых методов кодирования речи, что обеспечивает высокое качество связи. Недостатком технологии является сравнительно высокая стоимость цифровых оптических разговорных устройств.

Наибольшее распространение в современной практике получили полнодуплексные разговорные устройства с частотной модуляцией (ЧМ) и цифровые телефоны с временным разделением.

Основным параметром оптических разговорных устройств является динамический диапазон, который определяет максимальное дальнодействие оптических телефонов.

На параметры работы оптических телефонов оказывает большое влияние уровень отражения в кабеле (ORL).

Рис. 32. Схема оптического разговорного устройства

Оптическое разговорное устройство включает в себя лазерный источник и оптический детектор, подключаемые к оптическому кабелю через оптический разветвитель (рис. 10). Высокий уровень ORL может привести к тому, что е отраженная часть сигнала лазерного передатчика будет уменьшать отношение сигнал/шум на входе детектора. Обычно в оптических телефонах с использованием ЧМ-модуляции отношение сигнал/шум составляет 12-25 дБ, с использованием цифровых методов -25-30 дБ, в то же время уровень возвратных потерь хуже 35 дБ может привести к уменьшению динамического диапазона на 15-25 дБ.

Цифровые оптические разговорные устройства используют режим битовой синхронизации при передаче речевой информации и поэтому более защищены от высокого уровня ORL.

Назад Содержание Вперед