• Текст документа
  • Статус
Оглавление
Поиск в тексте
Действующий


ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014

Группа Э59

     
     
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОЛОКНА ОПТИЧЕСКИЕ

Часть 1-49

Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод

Optical fibres. Part 1-49. Measurement methods and test procedures. Differential mode delay



ОКС 33.180.10
ОКП 63 6570

Дата введения 2016-01-01

     
     
Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности" (ОАО "ВНИИКП") на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 46 "Кабельные изделия"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 18 сентября 2014 г. N 1116-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 60793-1-49 (2006)* "Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная модовая задержка" (IEC 60793-1-49:2006 "Optical fibres - Part 1-49: Measurement methods and test procedures - Differential mode delay").
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым здесь и далее по тексту, можно получить, перейдя по ссылке на сайт http://shop.cntd.ru. - Примечание изготовителя базы данных.


При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 Некоторые положения международного стандарта, указанного в пункте 4, могут являться объектами патентных прав. Международная электротехническая комиссия (МЭК) не несет ответственности за идентификацию подобных патентных прав


Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)

     1 Область применения


Настоящий стандарт распространяется только на многомодовые градиентные волокна (далее - волокна) со стеклянной сердцевиной (категория А1). Данный метод испытания обычно используют в производственных и исследовательских помещениях, применение его в полевых условиях затруднительно.

В настоящем стандарте описан метод получения характеристик модовой структуры градиентного многомодового волокна. Данная информация полезна для оценки характеристик полосы пропускания волокна, особенно в случае волокон, предназначенных для применения при разных условиях возбуждения, например производимых нормированными лазерными передатчиками.

При данном методе свет на выходе волокна, которое является одномодовым, с длиной волны, на которой проводят испытание, возбуждает испытуемое волокно. Измерительное пятно сканируют через торцевую поверхность испытуемого волокна и задержку оптического импульса определяют для заданных положений смещения.

От одних и тех же данных могут быть получены два результата. Во-первых, может быть определена разница во времени задержки оптического импульса между самой быстрой и самой медленной модовыми группами испытуемого волокна. Лицо, проводящее измерение, указывает верхнюю и нижнюю границы положений радиальных сдвигов в пределах, в которых измерительное волокно сканируется с целью определения желаемых границ модальной структуры. Данные дифференциальной задержки мод (DMD) затем сравнивают со значениями DMD, указанными в технических условиях, которые были определены путем моделирования и проведения экспериментов с целью соответствия минимальному значению эффективной модовой ширины полосы пропускания (ЕМВ) для диапазона передатчиков. Во-вторых, формы оптических импульсов могут объединяться с использованием специальных весовых коэффициентов для определения расчетного значения эффективной модовой ширины полосы пропускания (ЕМВс), и, путем расчета последовательности значений ЕМВс разными наборами весовых коэффициентов в соответствии с диапазоном передатчиков, может быть рассчитано минимальное значение ЕМВс.

Данное испытание позволяет оценить результаты взаимовлияний между модовой структурой волокна и модовыми характеристиками источника, за исключением взаимосвязей между спектральными характеристиками источника и хроматической дисперсией волокна. Добавление влияния хроматической дисперсии и ширины спектра источника приведет к уменьшению общей ширины полосы пропускания, но для этого проводят отдельные расчеты для большинства моделей передачи сигнала. В данном испытании влияние ненулевой ширины спектра минимизировано, но любой остаточный эффект приводит к увеличению значения DMD и уменьшению значения ЕМВс.

2 Нормативные ссылки


В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты* (для недатированной ссылки следует использовать последнее издание указанного стандарта, включая все последующие изменения):
_______________
* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.


МЭК 60793-1-1 Волокна оптические. Часть 1-1. Методы измерений и проведение испытаний. Общие положения и руководство (IEC 60793-1-1, Optical fibres - Part 1-1: Measurement methods and test procedures - General and guidance)

МЭК 60793-1-22 Волокна оптические. Часть 1-22. Методы измерений и проведение испытаний. Измерение длины (IEC 60793-1-22, Optical fibres - Part 1-22: Measurement methods and test procedures - Length measurement)

МЭК 60793-1-41 Волокна оптические. Часть 1-41. Методы измерений и проведение испытаний. Ширина полосы пропускания (IEC 60793-1-41, Optical fibres - Part 1-41: Measurement methods and test procedures - Bandwidth)

МЭК 60793-1-42 Волокна оптические. Часть 1-42. Методы измерений и проведение испытаний. Измерение хроматической дисперсии (IEC 60793-1-42, Optical fibres - Part 1-42: Measurement methods and test procedures - Chromatic dispersion)

МЭК 60793-1-45 Волокна оптические. Часть 1-45. Методы измерений и проведение испытаний. Измерение модового поля (IEC 60793-1-45, Optical fibres - Part 1-45: Measurement methods and test procedures - Mode fild diameter)

МЭК 60793-2-10 Волокна оптические. Часть 2-10. Технические условия на изделие. Групповые технические условия на многомодовые волокна категории А1 (IEC 60793-2-10, Optical fibres - Part 2-10: Measurement methods and test procedures - Sectional specification for category A1 multimode fibres)

МЭК 61280-1-4 Методики испытаний подсистем волоконно-оптической связи. Часть 1-4. Общие подсистемы связи. Сбор и предварительная обработка двухразмерных данных в ближнем поле для мультимодовых волоконных лазерных передатчиков (IEC 61280-1-4, Fibre optic communication subsystem test procedures - Part 1-4: General communication subsystems - Collection and reduction of two-dimensional nearfield data for multimode fibre laser transmitters)

3 Термины и определения


В настоящем стандарте используются следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 дифференциальная задержка мод; DMD (differential mode delay; DMD): Предполагаемая разность времени задержки оптического импульса между самой быстрой и самой медленной модами, возбуждаемыми для всех положений радиального смещения между RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод и RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод включительно.

3.2 эффективная модовая ширина полосы пропускания; EMB (effective modal bandwith; ЕМВ): Ширина полосы пропускания, связанная с передаточной функцией Н(f) конкретной комбинации лазер/волокно.

3.3 внутренний предел RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод, внешний предел RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод (inner limit RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод, outer limit RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод): Границы радиальных смещенных положений на торцевой поверхности испытуемого волокна, в пределах которых осуществляется сканирование измерительного пятна.

4 Оборудование

4.1 Оптический источник


Используют оптический источник, который возбуждает в измерительном волокне импульсы малой длительности и с малой шириной спектра.

Временная длительность оптического импульса должна быть достаточно малой для измерения времени определенной дифференциальной задержки. Максимально допустимая длительность оптического импульса, определяемая полной шириной спектра по уровню 25% максимальной амплитуды, будет зависеть как от определяемого значения DMD, так и от длины образца. Например, если желаемое предельное значение DMD, нормированное по линейному закону, составляет 0,20 пс/м для образца длиной 500 м, то измеряемое значение DMD должно составлять 100 пс и длительность возбуждающего импульса должна быть менее ~110 пс. При проведении испытания на длине волокна 10000 м для достижения того же предельного значения DMD измеряемое значение DMD должно составлять 2000 пс и для возбуждения может использоваться импульс длительностью ~2200 пс. Подробные предельные значения приведены в 6.1 и могут зависеть от ширины спектра источника.

Увеличение ширины спектра, вызываемое хроматической дисперсией, должно находиться в пределах, указанных в приложении В. Данное требование к ширине спектра может быть выполнено путем использования источника с узким спектром или путем использования соответствующих оптических фильтров на стороне источника или на стороне детектора.

Центральное значение длины волны должно лежать в пределах ±10 нм от номинального заданного значения длины волны.

Примером источника, подходящего для использования в данных условиях, является титан-сапфировый лазер с синхронизацией мод.

4.2 Устойчивость образца


Для обеспечения достаточной устойчивости образца и воспроизводимости результатов с целью соответствия условиям в 4.3 и 4.4 для позиционирования входного и выходного концов испытуемого образца применяют соответствующие устройства.

4.3 Система ввода излучения


Измерительное волокно, расположенное между источником света и испытуемым образцом, должно распространять только одну моду на длине волны, на которой проводят измерение. Диаметр модового поля измерительного волокна для длины волны ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод должен быть (8,7ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод-2,39)±0,5 мкм, где ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод - длина волны, на которой проводят измерение, в микрометрах, и диаметр модового поля определяют в соответствии с МЭК 60793-1-45. При использовании данного уравнения получают диаметр модового поля, равный 5 мкм для 850 нм и 9 мкм для 1310 нм, что соответствует одномодовым волокнам.

Необходимо, чтобы выход измерительного волокна был одномодовым. Один из способов достичь этого - отфильтровать моды высшего порядка путем обертывания измерительного волокна тремя оборотами вокруг оправки диаметром 25 мм.

Световое пятно, получаемое на выходе измерительного волокна, перемещают по торцевой поверхности испытуемого образца с точностью позиционирования не более ±0,5 мкм.

Световой луч, получаемый на выходе измерительного волокна, должен быть перпендикулярен торцевой поверхности испытуемого волокна в пределах угловой погрешности менее 1,0°.

Система ввода излучения должна быть способна обеспечивать при каждом измерении центрирование светового пятна, получаемого на выходе измерительного волокна, в пределах ±1,0 мкм.

Если измерительное волокно непосредственно соединено с испытуемым образцом, то промежуток между выходным концом измерительного волокна и торцевой поверхностью испытуемого образца не должен превышать 10 мкм.

Оптическая система, состоящая из линз или зеркал, расположенных в свободном пространстве, может использоваться для отображения светового пятна, получаемого на выходе измерительного волокна, на торцевую поверхность испытуемого образца. При использовании данного типа системы ввода излучения необходимо добиться того, чтобы в испытуемом волокне возбуждались в основном одни и те же моды, как в случае если бы световой луч в испытуемое волокно вводился непосредственно с выхода одномодового измерительного волокна. Например, оптическая система ввода излучения, расположенная в свободном пространстве, не должна виньетировать луч, должна сохранять размер измерительного пятна на испытуемом волокне и должна сохранять когерентность волнового фронта луча на выходе измерительного волокна.

Принимают меры для удаления света в оболочке из испытуемого образца. Часто покрытия волокна достаточно для выполнения этой функции. Другими словами, используют фильтры оболочечных мод вблизи обоих концов испытуемого образца. Если волокно удерживается на фильтрах оболочечных мод с использованием грузов малого веса, то необходимо принять меры для предотвращения образования макроизгибов в местах крепления этих грузов.

4.4 Система детектирования


Используют оборудование оптического детектирования, соответствующее значению длины волны, на которой проводят испытание. Оборудование детектирования должно передавать все канализируемые моды из испытуемого образца в активную область детектора таким образом, чтобы чувствительность детектирования не зависела в значительной степени от типа мод. Детектор совместно с любым используемым предварительным усилителем сигнала должен иметь линейный отклик (в пределах ±5%) в диапазоне детектируемой мощности.

Временной отклик системы детектирования, включая любой оптический аттенюатор, не должен в значительной мере зависеть от типа мод.

Специальное испытание на зависимость от типа мод приведено в 6.1. В качестве альтернативы временной отклик детектора может представлять собой функцию смещения до тех пор, пока он является стабильным во время проведения измерения (то есть ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод (r) должно находиться в пределах ±5% в соответствии с требованием в 6.1).

Колебательный процесс в системе детектирования должен быть ограничен таким образом, чтобы максимальное превышение или максимальный недобег были менее 5% пиковой амплитуды обнаруженного оптического сигнала значения, измеренного на эталоне.

Форму обнаруженного оптического сигнала регистрируют и отображают на соответствующем приборе, например высокоскоростном стробоскопическом осциллографе с откалиброванной временной разверткой.

Используют устройство задержки, например цифровой генератор задержки, для переключения электронных устройств детектирования в точное время. Устройство задержки может переключать оптический источник или переключаться им. Устройство задержки может быть внутренним или внешним по отношению к регистрирующему прибору.

Суммарное воздействие дрожания импульсов синхронизации и шума в системе детектирования должно быть достаточно мало, так чтобы разница между следующими один за другим измерениями времени задержки оптического сигнала для любого фиксированного возбуждения, использованного в измерении, была менее 5% измеренного значения DMD.

Может использоваться усреднение детектированной формы сигнала для многократных оптических импульсов с целью уменьшения воздействия дрожания импульсов синхронизации и шума. Если используется усреднение, то одинаковое число средних значений должно использоваться при регистрации каждой формы сигнала. Система должна поддерживать данный уровень стабильности во время измерения.

4.5 Вычислительное оборудование


При использовании настоящего метода испытания требуется компьютер для хранения промежуточных данных и расчета результатов испытания.

5 Отбор и подготовка образцов

5.1 Испытуемый образец


Испытуемый образец представляет собой многомодовое градиентное волокно с сердцевиной из стекла (категория А).

5.2 Торцевые поверхности образца


Подготавливают плоские торцевые поверхности входного и выходного концов образца.

5.3 Длина образца


Длину образца измеряют, используя соответствующий точный метод, например указанный в МЭК 60793-1-22.

5.4 Установка образца


При установке и поддержке испытуемого волокна следует избегать его растяжения и микроизгибов.

5.5 Позиционирование образца


Входной конец испытуемого волокна выравнивают относительно выходного конца системы ввода излучения, как указано в 4.3.

Выходной конец испытуемого образца выравнивают относительно системы детектирования, как указано в 4.4.

6 Проведение испытания

6.1 Настройка и измерение отклика системы


Выходной конец измерительного волокна соединяют с оборудованием детектирования. Это может быть осуществлено путем установки измерительного волокна в оборудование детектирования или путем использования короткого (<10 м) отрезка волокна, установленного между системой ввода излучения и системой детектирования, или путем непосредственного соединения выхода измерительного волокна с детектором через систему линз и зеркал. Если используется короткое волокно, то оно может быть того же типа, что и испытуемое волокно.

Устанавливают такое значение амплитуды оптического импульса, чтобы оно соответствовало наименьшей ожидаемой пиковой амплитуде на выходе испытуемого волокна во время измерения. Наименьшая пиковая амплитуда на выходе испытуемого волокна обычно наблюдается в случае наибольшего радиального смещения светового пятна.

Регулируют временную шкалу системы детектирования для ее соответствия временной шкале, используемой при получении данных от испытуемого образца для фиксации всего импульса (см. 6.2).

Измеряют форму сигнала оптического импульса и определяют ее временную ширину по уровню 25% пиковой амплитуды. Данное значение используют для расчета результатов измерения и присваивают ему наименование ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод. Линейная интерполяция может использоваться между соседними точками для расчета ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод для повышения точности.

Повторные измерения ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод должны различаться не более чем на 5% измеряемого значения DMD.

Если используют короткий отрезок волокна или систему линз и зеркал, то значения ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод должны отличаться не более чем на 5% от значений, полученных путем соединения измерительного волокна непосредственно с оборудованием детектирования.

Проводят испытание и удостоверяются в том, что оборудование детектирования не зависит в значительной степени от типа мод, подготавливают специальный короткий испытуемый образец того же типа волокна, что и испытуемое волокно. Измеряют значение ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод для каждого значения радиального смещения, используемого в измерениях. Это значение должно соответствовать требованиям 6.1.

Для расчета значения ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод, соответствующего значениям ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод, ширины спектра источника и хроматической дисперсии волокна, используют приложение А.

6.2 Настройка системы детектирования


Из измерительного волокна свет вводят в испытуемое волокно. Регулируют временную шкалу и задержку срабатывания системы детектирования таким образом, чтобы один полный оптический импульс отображался для всех соответствующих точек смещения измерительного пятна, включая все передние и задние фронты, имеющие амплитуду не менее 1% пиковой амплитуды. Все данные по испытуемому образцу получают без дальнейшей регулировки задержки и временной шкалы.

Находят центр сердцевины испытуемого волокна. Одним из методов для нахождения центра является сканирование положения измерительного пятна поперек торцевой поверхности испытуемого волокна. Находят оба края сердцевины волокна вдоль некоторой произвольной оси х, при этом край определяют как положение, при котором общая полученная мощность достигает порога около 15% максимума. Центрируют измерительное пятно вдоль оси х. Затем сканируют измерительное пятно вдоль ортогональной оси у, находят края сердцевины волокна и центрируют измерительное пятно вдоль оси у. При необходимости повторяют данную последовательность действий для достижения требуемого позиционного допуска. Когда измерительное пятно отцентрировано, DMD будет симметрично между положительным и отрицательным смещениями вдоль осей х и у. В МЭК 61280-1-4 также описан другой метод для нахождения оптического центра волокна (см. МЭК 61280-1-4, 5.4).

6.3 Измерение на испытуемом образце


Измеряют отклик испытуемого образца U (r, t) при радиальных смещениях r измерительного пятна в диапазоне ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод на интервалах ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод2 мкс. Значения RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод и RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод указывают в технических условиях (см. раздел 9). В зависимости от указанных значений RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод и RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод могут потребоваться значения интервалов менее 2 мкс.

Пример - Если в технических условиях указано RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод=0 и RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод=17 мкм, то наименьшее число радиальных смещений будет 10. Набор значений 0, 2, ..., 16, 17 мкм, либо 0, 1, ..., 15, 17 мкм будет соответствовать минимальным требованиям. В качестве альтернативы можно использовать набор из 18 значений смещений при 0, 1, 2, ..., 16, 17 мкм.

Для измерений ЕМВс проводят сканирование от оптического центра до положения в пределах 1 мкм номинального радиуса сердцевины. Можно использовать дополнительные положения радиального смещения. При измерениях ЕМВс многомодовых волокон подтипа А1а.2 с диаметром сердцевины 50 мкм измеряют U (r, t) в диапазоне 0ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод24 мкм на интервалах ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод2 мкм.

Для каждого положения радиального смещения измеряют форму сигнала оптического импульса и определяют временное положение переднего и заднего фронтов по уровню 25% максимальной амплитуды результирующей формы сигнала (см. приложение В). Линейная интерполяция может использоваться между соседними временными положениями для оценки значений времени переднего и заднего фронтов импульса для повышения точности измерений. Регистрируют значения времени переднего и заднего фронтов импульса для каждого положения радиального смещения.

7 Расчеты и интерпретация результатов


Минимальная эффективная модовая ширина полосы пропускания (ЕМВ) волокна - это минимальная ширина полосы пропускания, соответствующая возбуждению от передатчиков в соответствии с указанными условиями возбуждения. Например, минимальная ЕМВ указана в МЭК 60793-2-10 применительно к условиям возбуждения, которые также указаны в МЭК 60793-2-10. Минимальную ЕМВ определяют путем расчета DMD или минимального расчетного значения ЕМВ (ЕМВс). Цель любого из этих расчетов - удостовериться, что ЕМВ волокна превышает требование к распределению мощности любой моды, согласующемуся с соответствующими передатчиками. Соответствие передатчиков определенным требованиям можно определить, например, с помощью требований к окруженному потоку, указанных в МЭК 60793-2-10, измеренных по МЭК 61280-1-4.

7.1 Дифференциальная задержка мод (DMD)


Находят ТГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод - минимальное значение времени возбуждения переднего фронта импульса между RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод и RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод из числа выходных импульсов, зарегистрированных в 6.3.

Находят ТГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод - минимальное значение времени возбуждения заднего фронта импульса между RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод и RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод из числа выходных импульсов, зарегистрированных в 6.3.

Рассчитывают DMD следующим образом.

Вариант 1 (см. приложение В)

Используя значение ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод из 6.1, ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод.

Нижний предел для DMD, указываемый в отчете и рассчитываемый с использованием данного уравнения, равен 0,9(ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод) вследствие проблем, связанных с практическими измерениями и указанных в приложении С. Следовательно, если значение DMD, рассчитанное с использованием вышеуказанного уравнения, меньше 0,9(ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод), в отчете указывают результат как "меньший 0,9(ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод)".

Вариант 2

В качестве альтернативы DMD может быть рассчитано методом обратного преобразования свертки эталонного импульса из импульсов, возбуждающих испытуемое волокно. Для использования метода обратного преобразования свертки алгоритм не должен приводить к значительной погрешности для формы импульсов, используемых при измерении, особенно возникающих при выборе фильтра высокочастотного шума.

Многократные значения DMD

Волокно можно характеризовать значениями многократной DMD, каждое значение должно быть оценено для разных значений RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод и RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод. В этом случае все значения DMD можно определить, используя выходные импульсы, зарегистрированные в 6.3, при условии, что требования к радиальному смещению в 6.3 удовлетворяются для каждого диапазона RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод и RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод.

7.2 Минимальное расчетное значение эффективной модовой ширины полосы пропускания


Минимальное ЕМВс - минимальное значение ЕМВс, определяемое для конкретного волокна с использованием полного набора весовых коэффициентов соответствующего диапазона модовых распределений мощности с использованием расчетов в 7.2.1-7.2.4.

Весовые коэффициенты DMD соответствуют диапазону модовых распределений мощности, согласованному с техническими требованиями к условиям возбуждения оптических передатчиков, используемых для конкретного применения. Они указываются в частных технических условиях потребителя. Потребитель может также указать дополнительный множитель, используемый для выравнивания ЕМВс с теоретическим значением эффективной модовой полосы пропускания, требуемым для конкретного применения. Набор весовых коэффициентов, используемый по умолчанию, применяемый, например, для IEEE 802.3 10 GBASE-S и INCITS 364 10GFC, указан в МЭК 60793-2-10 и также включен в качестве примера в приложение D настоящего стандарта. В приложении С приведена методика формирования весовых коэффициентов DMD с использованием параметра Encircled Flux.

В следующих расчетах используются весовые функции, получаемые из параметра Encircled Flux в ближнем поле лазерных источников, являющихся типовыми для данных условий применения. Для конкретного волокна применение нескольких весовых функций позволяет получить некоторое число значений ЕМВс, минимальное из которых является минимальным ЕМВс для данного волокна.

Примечание - В случае, когда данные DMD получены для положений смещения, отделенных друг от друга на 2 мкм, значения U(r, t) промежуточных положений смещения в 1 мкм могут быть интерполированы с целью проведения этих расчетов.

7.2.1 Расчет выходного импульса

Рассчитывают результирующий выходной временной отклик PГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод(t), используя информацию об импульсе на выходе волокна и весовую функцию.

ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод, (1)


где U (r, t) - выходной стробирующий импульс, измеряемый для каждого радиального смещения ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод как функция от времени t. Каждый выходной импульс является необработанным (ненормированным по амплитуде) после соответствующего вычитания флуктуационного шума;

W(r) - весовая функция DMD, соответствующая передатчику, используемому в конкретном случае (см. приложение С для подробностей по расчету W(r) и приложение D - для примера значений W(r), соответствующих конкретным техническим требованиям к возбуждению).

7.2.2 Расчет передаточной функции

Находят первообразную эталонной временной характеристики R(t) из результирующей выходной характеристики PГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод(t) сходным образом с аналогичным преобразованием при измерениях ширины полосы пропускания, описанных в МЭК 60793-1-41. В результате получают частотную характеристику волокна HГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод(f), также называемую передаточной функцией волокна.

ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод, (2)


где PГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод(t) - результирующий выходной импульс из 7.2.1;


R(t) - результирующий эталонный импульс из 6.1;

FT - функция преобразования Фурье.

Примечание - В результате этих вычислений получают массив комплексных чисел.

7.2.3 Расчетное значение эффективной модовой ширины полосы пропускания (ЕМВс)

Рассчитывают ширину полосы пропускания оптического импульса по уровню минус 1,5 дБ. Этот уровень определяют по наименьшему значению частоты, для которого величина передаточной функции на 1,5 дБ ниже величины передаточной функции для значения нулевой частоты. Величину оптического импульса минус 1,5 дБ затем экстраполируют до минус 3 дБ, используя Гауссовские допущения, умножая ее до 1,414.

Примечание - Ширину полосы пропускания можно определить с помощью традиционного 3 дБ определения (первая точка в которой передаточная функция НГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод(t) достигает значений 50% или 3 дБ). Однако при использовании реальных волокон и реальных источников излучения могут быть получены амплитудно-частотные характеристики, имеющие весьма не Гауссовское распределение. Было продемонстрировано, что для таких характеристик измеренное значение 3 дБ не обеспечивает их хорошую корреляцию с характеристиками системы. Метрическое значение 1,5 дБ используют для устранения некоторых ограничений волновой передаточной функции и ее воздействия на значение минус 3 дБ.

7.2.4 Граничная частота устойчивости системы (SSFL)

Определяют

ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод, (3)


где RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод и RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод - два независимых эталонных импульса;


SSFL - минимальная частота, где ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод превышает 1,0±0,05 (см. МЭК 60793-1-41).

Если значение ЕМВс, рассчитанное для комбинации волокно/лазер, превышает значение SSFL, то в отчете указывают нормированное значение ширины полосы пропускания как большее, чем SSFLГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка моддлина.

7.3 Нормирование длины


Допустимо нормировать значение DMD к единице длины, например пс/м. Если DMD нормировано к единице длины, то в отчете указывают формулу зависимости от длины.

8 Документация

8.1 Информация, указываемая в отчете по каждому испытанию:

- обозначение испытуемого образца;

- длина испытуемого образца;

- формула нормирования длины, если она используется;

- дата проведения испытания;

- длина волны источника (номинальное или действительное значение);

- минимальное и максимальное значения радиального сдвига, RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод, RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод;

- результат испытания: значение DMD (RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод, RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод) и/или минимальное значение ЕМВс.

8.2 Информация, предоставляемая по требованию:

- используемый метод измерения;

- описание испытательного оборудования, включая: тип источника излучения, действительное значение центральной длины волны, максимальное указанное или действительное значение ширины спектра (среднеквадратичное значение);

- для измерения DMD: документирование метода, используемого для расчета ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод. Для минимального значения ЕМВс: свойства передаточной функции, которые используются для определения ширины полосы пропускания, и набор используемых весовых коэффициентов;

- тип детектора и условия эксплуатации;

- диаметр модового поля измерительного волокна при измерении длины волны (номинального или действительного значения);

- метод удаления света из оболочки волокна;

- дата последней калибровки испытательного оборудования.

9 Информация в технических условиях


При определении характеристик волокна с использованием данного метода испытания в технических условиях указывают следующую информацию:

- число и тип испытуемых образцов;

- порядок проведения испытания (МЭК 60793-1-49);

- значение (значения) длины волны, при которых проводят испытание;

- требования к DMD: требуемое значение DMD для указанного диапазона значений минимального и максимального радиального смещения, DMD (RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод, RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод). Может потребоваться оценка нескольких разных DMD значений для разных указанных диапазонов в RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод и RГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод;

- для измерений DMD указывают вариант метода из 7.1;

- для требований к ЕМВс: требуемое минимальное значение ЕМВс;

- для требований к ЕМВс: требуемый набор весовых коэффициентов для приложения С.

Приложение А (справочное). Ограничение ширины спектра источника

Приложение А
(справочное)

А.1 Ограничение влияния хроматической дисперсии на значение DMD

Влияние погрешностей, вносимых хроматической дисперсией на значение DMD, должно быть менее 10%. Это требование может быть удовлетворено путем использования источника излучения с достаточно малой шириной спектра, позволяющей не учитывать хроматическую дисперсию, или точного определения формы спектра источника и расчета соответствующего значения ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод.

Можно получить оценочное значение хроматической дисперсии D(ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод), используя данные, указанные в А.2. В качестве альтернативы можно использовать значение D(ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод), полученное с использованием МЭК 60793-1-42 для конкретного типа испытуемого волокна. Требование к ширине спектра может быть удовлетворено путем использования источника с узким спектром или использования оптического фильтра на конце волокна со стороны источника или на конце волокна со стороны детектора.

Ниже приведено несколько примеров методов, удовлетворяющих требованию данного приложения.

А.1.1 Используют источник с достаточно узким спектром так, чтобы значение

ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод* (А.1)

__________________

* Формула соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.


было менее 10% измеренного значения DMD. Это накладывает ограничение на среднеквадратичное значение ширины спектра ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод:

ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод. (А.2)


Здесь DMDГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод - это наименьшее определяемое значение DMD, D(ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод) - хроматическая дисперсия и L - длина образца. При типовом допущении, что задержки мод в волокне линейно пропорциональны длине волокна, данное ограничение не зависит от длины волокна.

Используют ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод в 6.1 и для расчета значения DMD.

Пример - Значения DMD 100 пс получают при проведении испытания на длинах волокон 0,5 км при длине волны 850 нм. Из таблицы А.1 значение D(ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод) при 850 нм равно 107 пс/нм·км. Подставляя данную информацию в уравнение (А.2), среднеквадратичная ширина спектра ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод должна быть ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод(0,03·100 пс)/(107 пс/нм·км·0,5 км)=0,056 нм. Тот же источник света работал бы для испытуемого волокна длиной 10 км со значениями DMD 2000 нс.

А.1.2 Используют источник с достаточно малой шириной спектра, не учитывающий ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод, при условии, что значение ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод изменяет ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод менее чем на 10%. Это накладывает ограничение на среднеквадратичное значение ширины спектра ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод:

ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод. (А.3)


Используют ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод в 6.1 и для расчета значения DMD.

В данном случае отсутствует четко выраженная зависимость ширины спектра источника ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод от измеряемого значения DMD. Вместо этого минимальное значение DMD, которое можно измерить, задается непосредственно ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод.

Заметим, что существует четко выраженная зависимость максимально допустимого значения ширины спектра от длины образца. При неизменной ширине спектра хроматическое расширение станет слишком большим для того, чтобы его можно было игнорировать при длине образца больше определенного значения.

Пример - Специальный лазерный источник и оптический детектор, имеющий значение ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод60 пс используются для проведения измерений на образцах длиной 0,5 км при 850 нм. Подставляя данную информацию в уравнение (А.3), среднеквадратичная ширина спектра ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод должна быть ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод(0,138·60 пс)/(107пс/нм·км·0,5 км)=0,15 нм.

А.1.3 Рассчитывают соответствующее значение ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод для используемого источника. ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод

Доступ к полной версии этого документа ограничен

Текст документа вы можете получить на ваш адрес электронной почты, заказав бесплатную демонстрацию систем «Кодекс» и «Техэксперт».

Что вы получите:

После завершения процесса оплаты вы получите доступ к полному тексту документа, возможность сохранить его в формате .pdf, а также копию документа на свой e-mail. На мобильный телефон придет подтверждение оплаты.

При возникновении проблем свяжитесь с нами по адресу uwt@kodeks.ru

ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод

Название документа: ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014 Волокна оптические. Часть 1-49. Методы измерений и проведение испытаний. Дифференциальная задержка мод

Номер документа: МЭК 60793-1-49-2014

Вид документа: ГОСТ Р

Принявший орган: Росстандарт

Статус: Действующий

Опубликован: Официальное издание

М.: Стандартинформ, 2015 год

Фактическая дата официального опубликования стандарта - апрель 2015 года (информация с сайта http://www.gost.ru/ по состоянию на 03.04.2015)

Дата принятия: 18 сентября 2014

Дата начала действия: 01 января 2016
Этот документ входит в профессиональные справочные системы «Техэксперт»
Узнать больше о системах