Тренажер для имитации характеристик кабельных линий связи

 

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в учебных целях . Цель изобретения - обеспечение иммитации величины поляризационной дисперсии в одномодовых валоконных световодах . Устройство содержит: преобразователь 1 оптических сигналов в электрические , широкополосный усилитель 2, первую 3 и вторую 4 регулируемую линии задержки, первый 5 и второй 6 преобразователи электрических сигналов в оптические, первый 7 и второй 8 поляризаторы и двунаправленный ответвитель 9. Первый поляризатор 7 пропускает моду НЕхц, второй поляризатор 8 моду НЕуц. На выходе двунаправленного ответвителя 9 будет получено оптическое излучение, ортогонально-поляризованные моды которого будут иметь разное время прохождения через устройство, имитируя поляризационную дисперсию. 2 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 09 В 23/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4821534/09 (22) 03.05.90 (46) 15.05.92. Бюл. ¹ 18 (72) Е.И. Бороденка, В. В. Верияскин, А.И.Егорова, А.Ю.Саунин и Л.Г.Подзубанов (53) 621.778.681,069 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1467563, кл. G 09 В 23/18, 1989. (54) ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ИМИТАЦИИ ХАРАКТЕРИСТИК КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ СВЯЗИ (57) Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в учебных целях. Цель изобретения — обеспечение иммитации величины поляризационной дисперсии в одномодовых валоконных свеИзобретение относится к тренажерам для обучения методам измерения характеристик кабельных линий связи, в частности для обучения измерению полиризационной дисперсии в одномодовых волоконных световодах методом частотной модуляции, и может быть использовано как в учебных целях, так и для объективной оценки квалификации специалистов.

Известен тренажер для обучения методам поиска повреждений кабельных линий связи, содержащий имитатор кабеля, преобразователь оптических сигналов в электрические, регулируемую линию задержки, преобразователь электрических сигналов в оптические. Недостатком этого тренажера являются низкие функциональные возможности, что не позволяет использовать его в, )5LJ„„1734119 А1 товодах. Устройство содержит: преобразователь 1 оптических сигналов в электрические, широкополосный усилитель 2, первую

3 и вторую 4 регулируемую линии задержки, первый 5 и второй 6 преобразователи электрических сигналов в оптические, первый 7 и второй 8 поляризаторы и двунаправленный ответвитель 9. Первый поляризатор 7 пропускает моду НЕ"11, второй поляризатор

8 моду НЕ"11. На выходе двунаправленного ответвителя 9 будет получено оптическое излучение, ортогонально-поляризованные моды которого будут иметь разное время прохождения через устройство, имитируя поляризационную дисперсию. 2 ил.

° àåé качестве средства обучения измерению поляризационной дисперсии в одномодовых волокон н ых с вето водах.

Ф

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому следует считать тренажер для обучения методам поиска повреждений кабельных линий связи, содержащий двунаправленный,ответвитель, первый преобразователь электрического сигнала в оптический и последовательно соединенные преобразователь оптического сигнала в электрический и первая регулируемая линия задержки.

Недостатком прототипа являются низкие функциональные возможности, что не позволяет использовать его в качестве средства обучения измерению поляризацион1734119

10 ной дисперсии в одномодовых волоконных световодах.

Цель изобретения — обеспечение имитации величины поляризационной дисперсии в одномодовых волоконных световодах.

Поставленная цель достигается тем, что в известный тренажер, содержащий двунаправленный ответвитель, первый преобразователь электрического сигнала в оптический и последовательно соединенные преобразователь оптического сигнала в электрический и первая регулируемая линия задержки, введены первый поляризатор, выход которого подключен к первой ветви двунаправленного ответвителя и последовательно соединенные вторая регулируемая линия задержки, второй преобразователь электрического сигнала в оптический и второй поляризатор, выход которого подключен к второй ветви двунаправленного ответвителя, выход преобразователя оптического сигнала в электрический подключен к входу второй регулируемой линии задержки, а выход первой регулируемой линии задержки через первый преобразователь электрического сигнала в оптический подключен к входу первого поляризатора.

Сущность изобретения состоит в том, что с введением первого и второго поляризаторов, второй регулируемой линии задержки, второго преобразователя электрического сигнала в оптический с их связями появляется возможность создавать регулируемую временную задержку между ортогонально поляризованными модами оптического излучения, что позволяет имитировать поляризационную дисперсию в одномодовых волоконных световодах с целью последующего измерения ее метода частотной модуляции, чем и достигается цель изобретения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема тренажера; на фиг, 2 — эпюры выходных напряжений функциональных элементов тренажера.

Тренажер содержит (см. фиг. 1) преобразователь.1 оптических сигналов в электрические, широкополосный усилитель 2, первую 3 и вторую 4 регулируемые линии задержки, первый 5 и второй 6 преобразователи электрических сигналов в оптические, первый 7 и второй 8 поляризаторы и двунаправленный ответвитель 9.

Преобразователь 1 оптических сигналов в электрические представляет собой широкополосный фотодиод, например р — i — ифотодиод с оптическим входом в виде отрезка волоконного световода. его выход

55 соединен с входом широкополосного усилителя 2.

Широкополосный усилитель 2 представляет собой обычный усилитель электрических сигналов. В реальных условиях электрический сигнал фотодиода оказывается малым для дальнейшего использования, поэтому широкополосный усилитель предназначен для усиления поступающего на его вход электрического сигнала. Выход усилителя 2 связан с входами первой 3 и второй 4 регулируемых линий задержки. Регулируемые линии задержки 3 и 4 представляют собой обычные электрические регулируемые линии задержки, задерживающие электрический сигнал на определенное время. Одна из регулируемых линий задержки, например линия 3, служит для имитации длины волоконно-оптической линии. Ее шкала проградуирована в соответствии с формулой

S=c где S — длина исследуемой волоконно-оптической линии связи; с — скорость распространения светового сигнала в волоконном световоде; с — время распространения светового сигнала в световоде.

Установлением расстояния на шкале первой регулируемой линии 3 задержки устанавливается время задержки электрического сигнала t<, равное имитируемому времени задержки оптического сигнала в волоконном световоде. Вторая регулируемая линия 4 задержки предназначена для имитации временной задержки между ортогонально поляризованными модами оптического сигнала. Шкала второй регулируемой линии 4 задержки проградуирована в единицах времени, характеризующих дисперсию. Время задержки tz, устанавливаемое на шкале второй регулируемой линии 4 задержки, должно быть больше t>, а разница между ними ЛС = t2 t1 характеризует имитируемую временную задержку между компонентами моды НЕ11. Выходы первой 3 и второй 4 регулируемых линий задержки подключены к модулирующим входам соответственно первого 5 и второго 6 преобразователей электрических сигналов в оптические.

Первый 5 и второй 6 преобразователи электрических сигналов в оптические представляют собой полупроводниковые лазеры. Они предназначены для выработки оптических импульсов в соответствии с электрическими моделирующими сигналами, поступающими на их входы. Длина волны излучения полупроводникового лазера

1734119

30

40

55 выбирается такая же, как у лазера измерительной установки. Первый 5 и второй 6 преобразователи электрических сигналов в оптические оптически связаны с первым 7 и вторым 8 поляризаторами.

Первый 7 и второй 8 поляризаторы предназначены для фильтрации ортогонально поляризованных мод НЕ " и НЕц".

К примеру, первый 7 поляризатор ориентирован на пропускание оптического излучения с поляризацией в плоскости х, т.е. моду

НЕ11 а второй 8 поляризатор в этом случае должен быть в положении, пропускающем только моду НЕц". Первый 7 и второй 8 поляризаторы оптически связаны соответственно с первым 1 и вторым 11 отводами двунаправленного ответвителя 9.

Работа тренажера начинается с установки обучающим на шкале первой линии 3 задержки времени, имитирующего время прохождения оптического сигнала по световоду, а на шкале второй регулируемой линии 4 зажержки времени tz больше, чем t1.

При этом величина Л1= t2 — t1 характеризует поля ризационную дисперсию в иссследуемом световоде.

Обучаемый, используя соответствующую измерительную аппаратуру, например прибор для измерения дисперсионных искажений в оптических волокнах и кабелях, замеряют время между введением в тренажер зондирующего импульса и появлением светового сигнала на выходе имитатора выходного конца оптического кабеля. По величине времени задержки определяет длину волоконного световода. Далее, подключив к тренажеру приборы для измерения поляризационной дисперсии и пользуясь методом частотной модуляции, определяют абсолютную величину поляризационной дисперсии.

Метод измерения заключается в следующем.

Излучение измерительной установки, нромодулированное синусоидальным сигналом с частотой tM и девиацией частоты Лf, подается на вход испытуемого световода.

Далее, увеличивая Л f, добиваются, чтобы значения мощности излучения на выходе световода в плоскостях х и у были равны, после чего по известным значениям fM и Ьf по формуле; 2,405 = (2 Ь fsin(zt 1 1))/f< вычисляют искомое значение поляризационной дисперсии; Зная длину волоконного световода и абсолютную величину поляризационной дисперсии, обучаемый может если требуется, вычислить поляризационную дисперсию на единицу длины световода.

Устройство работает следующим образом.

Импульсное излучение измерительной установки, промодулированное минусоидальным сигналом частотой fM с девиацией частоты h f подается на вход преобразователя 1 оптических сигналов в электрические.

Электрический импульсный сигнал, промодулированный частотой fM и девиацией частоты Ь f, поступает на вход широкополосного усилителя 2 и усиленный им до необходимой величины подается на входы первой 3 и второй 4 регулируемых линий задержек, где задерживается соответственно на время t> и 1 . Выходы первой

3 и второй 4 регулируемых линий задержки соединены с модулирующими входами соответственно первого 5 и второго 6 преобразователями электрических сигналов в оптические, длина волны излучения которых равна длине волны лазера измерительной установки. С выходов первого 6 и второго 6 преобразователей импульсное оптическое излучение 1> и Iz, задержанное соответственно на время t> и (см. фиг. 2), поступает на первый 7 и второй 8 поляризаторы. Первый поляризатор 7 пропускает моду НЕи", а второй моду НЕ ; Следовательно, на выходе преобразователя электрических сигналов в оптические будет получено оптическое излучение, ортогонально поляризованные моды которого будут иметь разное время прохождения через тренажер, имитируя поляризационную дисперсию одномодового волокон ного световода.

Техническое преимущество предлагаемого изобретения заключается в расширении области применения тренажера за счет того, что введение первого и второго поляризаторов, второй регулируемой линии задержки и второго преобразователя электрического сигнала в оптический с их связями дает возможность обеспечить объективный контроль и обучение методу измерения поляризационной дисперсии в одномодовом волоконном световоде и на этой основе повысить эффективность обучения.

Положительный эффект, который может быть получен в случае использования изобретения, заключается в том, что благодаря возможности имитации поляризационной дисперсии в световоде обучающий имеет воэможность за короткое время многократно (до полного усвоения обучаемым методики измерений) произвольным образом устанавливать значение временной задержки между ортогонально поляризованными модами HE1>" и НЕ ", конролируя при этом

1734119 г

Риа 2

Составитель В.Вериянскин

Редактор Г.Мозжечкова Техред М.Моргентал Корректор О.Кундрик

Заказ 1672 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 обучаемого, что способствует повышению эффективности учебного процесса.

Достоверность достижения цели предложенного изобретения подтверждается алгоритмом работы устройства. 5

Формула изобретения

Тренажер для имитации характеристик кабельных линий связи, содержащий двунаправленный ответвитель, первый преобразователь электрического сигнала в 10 оптический и последовательно соединенные преобразователь оптического сигнала в электрический и первая регулируемая линия задержки, отличающийся тем, что, с целью обеспечения имитации величины 15 поляризации дисперсии в одномодовых волоконных световодах, в него введены первый поляризатор, выход которого подключен к первой ветви двунаправленного ответвителя и последовательно соединенные вторая регулируемая линия задержки, второй преобразователь электрического сигнала в оптический и второй поляризатор, выход которого подключен к второй ветви двунаправленного ответвителя, выход преобразователя оптического сигнала в электрический подключен к входу второй регулируемой линии задержки, а выход первой регулируемой линии задержки через первый преобразователь электрического сигнала в оптический подключен к входу первого поляризатора.