-MA’RUZA Optik uzatish liniyalarini o’lchashda qo’llaniladigan reflektometrlar va spektro-analizatorlar va ularda o’lchash usullari

Download 1,13 Mb.
bet	3/12
Sana	13.05.2024
Hajmi	1,13 Mb.
	#228056

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 12

Bog'liq
22 лекция 2022 (Кириллча)
fdefswdfs, Yarim o’tkazgichli diod va uning turlari Reja, 99 мактаб Фото руйхат, 5-SINF Informatika va AT, 6-SINF Informatika va AT, davomat jurnali ichi, Milliy o`yinlar ularni ahamiyati. Milliy xarakatli o`yinlarni ta (2), YENGIL ATLETIKANING TARIXIY VUJUDGA KELISHI, jo\'rayev Baxrom 2 chiqarildi, 3a, Abu Nasr Farobiy referat, bus, Elektr-zanjirlarida-rezonans.-Kuchlanish-rezonansi, Mavzu O’zgaruvchan to’k zanjiridagi rezonans hodisalar-fayllar.org, dinshunoslik mustaqil ish

30.1. Optik uzatish liniyalarini o’lchashda qo’llaniladigan reflektometrlar va spektro-analizatorlar va ularda o’lchash usullari. Teskari sochilish metodi

30-MA’RUZA
Optik uzatish liniyalarini o’lchashda qo’llaniladigan reflektometrlar va spektro-analizatorlar va ularda o’lchash usullari.
Reja:
Optik aloqa tizimlari va tarmoqlarida qo’llaniladigan optik quvvatni o’lchashda, vaqt oralig’ida optik aloqa liniyalarini xarakteristika va parametrlarini o’lchashda, optik aloqa kanallari va tarmoqlaridagi xatoliklarni o’lchashda va optik spektrlarini o’lchashda qo’llaniladigan o’lchov vositalari va usullari.

30.1. Optik uzatish liniyalarini o’lchashda qo’llaniladigan reflektometrlar va spektro-analizatorlar va ularda o’lchash usullari.
Teskari sochilish metodi

Bu metod asosida teskari reley sochilishi hodisasi yotadi. Bu metodni amalga oshirishda o’lchanayotgan tolani OT ga optik yo’naltirilgan tarmoqlagich orqali kiritiladigan optik impulslar orqali zondlanadi. O’zakning sindirish ko’rsatkichining tola bo’ylab fluktuasiyalanishi, tolaning butun uzunligi bo’ylab tarqalgan, sochilgan va lokal bir jinsli mosliklardan qaytish tufayli teskari sochilish oqimi yuzaga keladi. Bu oqimning quvvatini tolaga optik zondlovchi impulslarning kiritilish nuqtasida zondlovchi impulsning yuborilish vaqtiga nisbatan sekinlatish vaqtiga bog’liq ravishda o’lchanadi. Kelajakda teskari sochilgan oqimning tola bo’ylab quvvati taqsimotini – tolaning teskari sochish xarakteristikasini hosil qilinadi. Teskari sochilish xarakteristikasining ayrim amalga oshirilishlarini qayd qilinadi, ularni zondlovchi impulslarning biror soni bo’yicha o’rtacha qiymatini topiladi va uni keyingi tahlil uchun akslantirish qurilmasiga chiqariladi.

Mazkur metodni amalga oshirish uchun maxsus asboblar vaqt sohasida optik reflektometrlar yaratilgan – Optical Time Domion Reflectometer (OTDR). Ular universalligi sababli keng tarqaldi, chunki OT va OK larning bir qator juda ham muhim parametrlarini, chunonchi kabelning regulyarlik darajasini, bir jinslimaslik va buzilish joylarini, ulanish joylaridagi yo’qotishlarni, so’nishlarni va ulanish joylarigacha masofalarni, OT ning uzunliklarini bir vaqtda aniqlanishini ta’minlaydi. OTDR ning strukturaviy sxemasi 3.3-rasmda keltirilgan. Undagi belgilashlar:
1 - zondlovchi impulslar generatori (IG);
2 - optik nurlanish manbasi (lazerli diod LD);

3.3-rasm. Vaqt sohasida ishlaydigan optik reflektometrning strukturaviy sxemasi.

3 - optik tarmoqlagich (OpT);

4 - tadqiq qilinuvchi tola (OT);
5- fotoqabul qiluvchi qurilma (FQ);
6 - matematik ishlab chiqishni boshqarish qurilmasi (MIBQ).
TOUL parametrlarini reklektometrlar yordamida aniqlash tartibini va ularning asosiy xarakteristikalarini ko’rib chiqamiz.
Mazkur sinf asboblarida teskari sochilish xarakteristikasi (reflektogramma) axborotli bo’lib, teskari sochilish oqimi nurlanishni tolaga kiritish nuqtasidagi quvvati darajasining tahlil qilinayotgan nuqtagacha bo’lgan masofaga bog’liqligidan iborat va

munosabat bilan aniqlanadi, bu erda : v = c/n – nurlanishning OT o’zagi bo’ylab guruhli tarqalish tezligi; c – yorug’likning vakuumdagi tezligi; n – OT o’zagining sindirish ko’rsatkichi.
Reflektorning tipik sxemasi 3.4-rasmda keltirilgan. Uni identifikasiyalash quyidagilarni nazarda tutadi:
- teskari oqim darajasining o’zgarishlari yutilishiga va Reley sochilishiga doir yo’qotishlar bilan bog’liq bo’lgan «kvaziregulyar» uchastkalarni aniqlash;
- teskari sochilish oqimining darajasi keskin o’zgaradigan lokal birjinslilikka xos uchastkalarini ajratish. Masalan, 3.4-rasm uchun reflektogrammaning uchastkalari quyidagicha identifikasiyalanishi mumkin:

3.4-rasm. Optik liniya uchastkasining teskari sochilish xarakteristikasi.

1 – teskari oqim optik quvvati darajasini nurlanishni tolaga kiritilishida Frenel qaytarishi (akslantirishi) bilan bog’liq boshlang’ich shiddatli uzatilishi;

2 – chiziqli funksiyalar bilan tavsiyalanadigan, «buzilmagan», «kvaziregulyar» uchastkalar, uning parametrlari bo’yicha tadqiq etilayotgan OT ning xarakteristikalari haqida hukm chiqariladi;
3 – teskari oqim quvvatining payvandli ulanishlar tipidagi lokal buzilishlardagi yo’qolishi;
4 – teskari oqim darajasining OT ning ichki birjinsli emasligi va mikrobuzilishlari yoki payvandli ulanishlar tufayli o’zgarishi;
5 – teskari oqim darajasining lokal bir jinsli emaslik tipidagi mexanik ulanish, mikrodarz va h.k. larda o’zgarishi va yo’qotishlar;
6 – teskari oqimning OT oxiridan qaytish bilan bog’liq chiqarib tashlanishi;
7 – optik reflektometr fotoqabul qilgichining shovqinlar darajasi.
Reflektogrammalarni o’lchashlar natijalarini ishlab chiqish algoritmi quyidagilarni nazarda tutadi:
- «buzilmagan», «kvaziregulyar» uchastkalarni ajratish va ularni chiziqli bog’lanishlar bilan approksimasiyalash;
- reflektogrammalarning bir jinslilik uchastkalardagi holatini unga yopishgan «kvaziregulyar» uchastkalardagi chiziqli approksimasiyalash natijalari asosida bashoratlash;
- OK ning izlanayotgan parametrlarini olingan nazariy bog’lanishlar asosida hisoblash;
- reflektogrammaning liniyadagi lokal bir jinslimasliklarga mos buzilgan uchastkalarini ajratish va ulargacha bo’lgan masofani aniqlash.
«Buzilmagan» uchastkalarni approksimasiyalash
P(x) = y(x) = a + bx (3.6)
munosabat asosida o’tkaziladi.
Approksimasiyalash parametrlari yo ikki nuqta metodi (LRA) bilan, yoki eng kichik kvadratlar metodi (LRA) bilan aniqlanadi. Ikki nuqta metodi bilan approksimasiyalash prinsipi 3.5-rasmda ko’rsatilgan.
Bunda a = y₁; b = (y₂ – y₁)/(x₂ – x₁),
bu erda y₁, y₂, - o’lchagich tanlagan nuqtalarda teskari sochilgan oqim darajasi (dBm); x₁, x₂ - nurlanish OT ga kiritilgan nuqtadan mos ravishda o’lchagich tanlangan 1, 2 nuqtalargacha bo’lgan masofa (km).
Approksimasiya parametrlarini eng kichik kvadratlar metodi bilan aniqlash prinsipi 3.6-rasmda ko’rsatilgan.
3.6 - rasmda ko’rsatilganidek, reflektogrammaning tanlangan (x₁, u₁) va (x₂, u₂) nuqtalari orasidagi tadqiq qilinayotgan uchastkasi n - 1 ta intervalga bo’linadi va reflektogramma bo’yicha (x₁, y₁), (x₂, y₂), ..., (x_n, y_n) intervallarning har bir chegarasi uchun (x_i, y_i) qiymatlar aniqlanadi.

3.5-rasm. Ikki nuqta metodi bilan chiziqli approksimasiyalash.

3.6-rasm. Eng kichik kvadratlar usuli bilan chiziqli approksimasiyalash

Approksimasiya parametrlari a va b ning qiymatlari nazariy va eksperimental egri chiziq ∆_i, ogishlari kvadratlari yig’indisi S ning minimumlik shartidan aniqlanadi:

yoki S = (y₁ – a – bx₁)² + (y₂ – a – bx₂)² + … + (y_n – a – bx_n)ⁿdan

Tenglamalar sistemasini echish bilan hosil qilinadi, bu sistemani S kattalikning minimumi shartini tavsiflaydi. Bu tenglamalar sistemasining og’imi ushbu ko’rinishda yoziladi:

bu erda

Odatda, optik reflektometrlarda chiziqli approksimasiya parametrlarini aniqlash usulini reflektogrammalar nuri va tolaning o’lchanayotgan xarakteristikasiga bogliq ravishda tanlash imkoniyati mavjud.
Approksimasiya natijasi
P(x) = a + bx
tenglamada a va b parametrlarni aniqlashdan iborat bo’ladi, bu erda b – optik tolaning approksimasiyalanayotgan kvaziregulyar uchastkadagi so’nish koeffisienti.
SHunday qilib, liniyaning ixtiyoriy tanlangan ikkita nuqtasi 1 va 2 dagi so’nish A_1,2 bu nuqtalardagi teskari sochilgan quvvat oqimlari darajalarining ayirmasi sifatida aniqlanadi:
A_1,2 = P(x₁) – P(x₂) = α (x₂ – x₁) (3.9)
bu erda x₁ va x₂– 1 va 2 nuqtalargacha bo’lgan masofa, km; α – so’nish koeffisienti, a = - b, dB km.
x₁ va x₂ masofalar reflektogrammaning tegishli nuqtalarida me’yorlarni qo’yib chiqish yuli bilan aniqlanadi. Markerlargacha bo’lgan masofalar ushbu munosabatga muvofiq ravishda aniqlanadi:
,
bu erda t – teskari sochilish oqimining tahlil qilinayotgan nuqtadan zondlovchi impulsning ketish vaqtiga nisbatan sekinlashish vaqti.
Optik kabellarning uzunliklari va liniyadagi nobirjinsliliklargacha bo’lgan masofalar analogiya bo’yicha, reflektogrammalarda tegishli nuqtalarga markerlarni qo’yib chiqish bilan aniqlandi.
OK ning OTDR bilan o’lchanadigan maksimal uzunliklari OT ning xarakteristikalari va dinamik diapazon kattaligi bilan aniqlanadi.
Dinamik diapazon – OTDR ning asosiy xarakteristikalaridan biridir. Bu kattalikning bir necha baholarini farq qilinadi. Dinamik diapazonning teskari sochilgan quvvat oqimi bo’yicha reflektogrammalar bo’yicha aniqlanadigan tushunchalaridan keng foydalaniladi. Ular orasida eng ko’p tarqalganlari: dinamik diapazonning effektiv qiymati D_c va signal/shovqin nisbati 1 ga teng (SNR = 1) bo’lganidagi dinamik diapazon: - D_c = D_i.
Dinamik diapazonning effektiv quvvati D_c ni optik nurlanishni OT ga kiritish nuqtasidagi teskari sochilgan shovqinning maksimal darajasidan 0,3 dB ga yuqori daraja orasidagi ayirma sifatida aniqlanadi.
Dinamik diapazon D_i (yoki D_s) – bu kiritish nuqtasidagi teskari sochilgan oqim quvvati darajasi va shovqinning o’rta kvadratik qiymati (u, odatda, shovqinning minimal qiymatining 0,707 qismi sifatida aniqlanadi) orasidagi ayirmasidir. D_i va D_s kattaliklarni aniqlash prinsipi 3.4-rasmda ko’rsatilgan.
Teskari oqim quvvati darajalarini reflektogramma bo’yicha aniqlashda ordinatalar o’qi bo’yicha bo’limning ma’lum qiymati C_u, [dB/bo’l.] dan foydalaniladi. Reflektogrammaning izlanayotgan nuqtasidagi quvvat darajasi
a = YC_y, dB
munosabat bilan aniqlanadi, bu erda Y – izlanayotgan nuqta ordinatasiga mos geometrik o’lcham, [bo’l] hisobi; C_u– ordinatalar o’qi bo’yicha bo’lim qiymati.
OTDR ning maksimal amal qilish uzoqligi (OK ning o’lchanayotgan uzunligi) ushbu munosabatdan aniqlanishi mumkin:

bu erda D_p = D₁ – SNR_T; D_p – ishchi dinamik diapazon, dB; D₁ – bu SNR = 1 dagi dinamik diapazon, dB; SNR_T – talab qilinadigan signal/shovqin nisbati, dB; a_i – i -ulanish so’nishi, dB; n - liniyadagi ulanishlar soni; α_o’rt – liniya so’nish koeffisientining o’rtacha qiymati.

Talab qilinayotgan signal/shovqin nisbati (SNR_T)ni noregulyarlikdan so’nishga bog’liq ravishda ushbu munosabatdan aniqlash mumkin:

Download 1,13 Mb.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 12

Download 1,13 Mb.