ГОСТ Р МЭК 60793-1-49-2014

     

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

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 перевода на русский язык англоязычной версии 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", IDT).

__________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.      

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

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

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

7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2020 г.

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". 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 ежемесячного 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 (www.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 стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения).

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

________________

Заменен на IEC 60793-1-1:2017.

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

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

________________

Заменен на IEC 60793-1-41:2010.

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

________________

Заменен на IEC 60793-1-42:2013.

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

________________

Заменен на IEC 60793-1-45:2017.

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

________________

Заменен на IEC 60793-2-10:2019.

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 (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)

________________

Заменен на IEC 61280-1-4:2019.

     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 R и R 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 R, внешний предел R (inner limit R, outer limit R): 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 должен быть (8,7-2,39)±0,5 мкм, где - 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 (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.