Və vasiTƏLƏRİ fənnindən mühazirələr toplusu hazirladi qaim cəFƏrov metrologiya haqqında ümumi məlumat

OPTİK RABİTƏ SİSTEMLƏRİNDƏ
APARILAN ÖLÇMƏLƏR

Optik rabitə sistemlərində sönmənin ölçülməsi

Müasir lifli optik rabitə sistemləri yüksək sürətə və geniş tezlik spektrinə malik olmaqla məlumatın stabil və etibarlı ötürülməsi imkanlarına malikdir. Sadalanan keyfiyyətlərə cavab verən lifli optik rabitə sistemlərində koaksial və simmetrik kabel sistemlərində olduğu kimi ümumi parametrlər mövcuddur. Bu parametrlər lifli optik rabitə sistemlərinin tikintisi zamanı, sazlama – sınaq proseslərində və tələb olunduqda istismar və profilaktiki işlər zamanı ölçülür. Ümumi halda lifli optik rabitə sistemlərinin parametrlərinin layihə parametrlərinə uyğunluğunun təmin edilməsi üçün müvafiq metodika və istifadə olunan ölçmə vasitələri ilə aparılan ölçmələr sistem və istismar ölçmələrinə bölünür. Sistem ölçmələri vasitəsilə optik lifin bütövlüyünü təyin etmək mümkündür. İstismar ölçmələrinin məqsədi isə veriliş parametrlərini: optik lifdə itkilər, dispersiyanın dəyişməsi və kabelin ötürmə zolağının genişliyi baxımından sistemin iş fəaliyyətini təyin etməkdir.

Optik diapazonda işləmək üçün koherent şüalanmanı gücləndirən optik kvant generatorları ( lazerlər ) tətbiq edilir. Optik kvant generatoru lazerin meydana gəlməsi optik sistem və rabitə kabellərinin inkişafında əhəmiyyətli rol oynayan əsas amillərdən biri oldu. Lazer sistemi rus alimləri N.Q.Basov, A.M.Proxorov və Amerika alimi İ.Taunson ( hər üçü Nobel mükafatı laureatıdır ) tərəfindən yaradılmışdır. Lazer – induksiyalanmış şüalanmanın kö­məyilə işığın güclənməsi deməkdir ( ingiliscə Light Amp­lification bu Stimulated Emisson of Radioation sözlərinin ilk hərflərindən düzəlmişdir ). Lazer sistemi optik dalğa diapazo­nunda işləyir. Lazerlərin yaradılmasından dərhal sonra məlum oldu ki, daşıyıcı tezliyi 10¹⁴ – 10¹⁵ Hers olan lazer şüalarından rabitə kanalı kimi istifadə olunması rabitə xəttlərinin buraxma qabiliyyətini keyfiyyətcə dörd – beş tərtib artırmağa imkan verir. Lazer ensiz istiqamətli şüa olaraq koherent şüalanmaya malikdir və fotonların fəzada hərəkətinin zamanla uzlaşmasıdır. Lazer atom energetikasında, metalların qaynaq edilməsində, elektron hesablama komplekslərində, şaxtada, kosmik rabitədə və digər sahələrdə öz geniş tətbiqini tapmışdır. Hal – hazırda bir çox ölkələrdə eksperimental lazer sistemləri fəaliyyət göstərir, lazer generatorundan istifadə etməklə optik kabellər şəbəkəsi yaradılmışdır.
Lifli optik rabitə sistemlərində aşağıdakı parametrlər ölçülür:

1. 
   Xəttə daxil olan optik şüalanmanın orta nisbi gücü;
   
2. 
   Xəttdəki optik siqnalın sönməsi;
   
3. 
   Ötürmə sisteminin həssaslığı;
   
4. 
   Optik şüalanmanın dalğa uzunluğu;
   
5. 
   Şüalanmanın spektral xəttinin eni;
   
6. 
   Optik traktda optik impulsun dispersiyası.
   

Bu parametrlərdən başqa qəza zamanı ( optik kabelin qırılması zamanı ) lazerin avtomatik ayrılması və bərpadan sonra qoşulma vaxtına nəzarət həyata keçirilir. Optik kabellərin istismarı prosesində xətt qurğularının vəziyyətini müəyyən etmək və zədələnmələri aradan qaldırmaq üçün qəza və nəzarət ölçmələri həyata keçirilir.
Lifli optik veriliş sistemlərində istismar ölçmələrinə optik gücün səviyyələrinin və sönmənin ölçülməsi, əks olunan itkilərin ölçülməsi, lifli optik kabeldə zədələnmə xarakterinin və yerinin müəyyən olunması, lifli optik rabitə sistemləri avadanlığının yoxlanması daxildir. İstismar ölçmələrinə əlavə olaraq mənbənin spektral xarakteristikasının ölçülməsi və dispersiyasının analizini aid etmək olar. Lakin onlar nadir hallarda aparıldığı üçün çox vaxt bu növ ölçmələr sistem və yaxud laboratoriya ölçmələrinə aid edilir. İstismar ölçmələrini həyata keçirmək üçün istismar avadanlığından istifadə olunur: buraya OPM, SLS, ORL, dispersiya analizatoru, dəyişən attenyuator, vizual defektoskop və s. cihazlar daxildir. Ölçülən parametrdən asılı olaraq bu cihazların hər birinin tətbiq sahələri mövcuddur. Optik lifdə və kabeldə kilometrik sönmə ( 1 km - ə düşən ), optik impulsun dispersiyası, qoruyucu örtüklü optik liflərin diametri və ədədi apertura kimi parametrlər də ölçülür.
Optik şüalanmanın orta gücünün ölçülməsi üçün uyğun dalğa diapazonunda optik şüalanmaya həssas olan rəqəmli cihazdan istifadə olunur. Bu məqsədlə fotodioda birmodlu, yaxud çoxmodlu optik liflər qoşmaqla ölçmə aparılır. Bu üsulun iş prinsipi optik şüalanma zamanı yaranan fotocərəyanın optik şüalanmanın və dalğa uzunluğunun əksi arasında bərabər bölünməsinə əsaslanır. Bu zaman göstərici cihaz mVt – la dərəcələnir.
Sönmənin optik kabel və xəttdə ölçülməsi işığın qeyri – bircins sahədə reley ( molekullarla ) yayılması vasitəsilə aparılır.
Optik sistemlərdə adətən bir – biri ilə əlaqəli ölçmələrdən hesab olunan optik gücün səviyyəsinin və sönmənin ölçülməsi aparılır. Məlumdur ki, hər hansı bir ötürmə sistemində sönmənin ölçülməsi siqnalın giriş və çıxış səviyyələrinin ( gücünün ) təyin edilməsi ilə əlaqədardır. Lakin lifli optik sistemlərdə optik siqnalın parametrlərinin əsasən lifdən asılı olduğu üçün siqnalın səviyyəsinin ölçülməsi çətindir. Bu səbəbdən optik gücün səviyyəsinin və sönmənin ölçülməsinin müxtəlif üsulları mövcuddur. Sönmənin ölçülməsi optik lifin istehsalının bütün mərhələ­lərində, optik kabelin hazırlanmasında, lifli optik xəttlərin tikintisi və istismarı prosesində həyata keçirilir. Optik sistemlərdə sönmənin ölçülməsi ikinöqtəli, sürüşməli, əks yayılma, birbaşa və s. üsullarla həyata keçirilir.
Xəttdə sönmə aşağıdakı kimi təyin edilir:
a = 10 lg p₀ / p₁ ( 16.1)
Burada p₀ - stabil mənbədən verilən siqnalın səviyyəsi, p₁ - ölçülən sahənin sonunda optik güc ölçən cihazın ölçdüyü siqnalın səviyyəsidir.
Müxtəlif ölçmə sxemi mövcuddur: sönmənin kabelə müdaxilə etmədən ( dağıtmadan ) ölçülməsi və sönmənin kabelə qoşulma ilə ( kabeli dağıdaraq ) ölçülməsi.
Birinci üsul adətən lifli optik rabitə sistemlərinin qovşaqlarında ölçmə apamaq üçün istifadə olunur. Burada üsulun çatışmayan cəhəti mənbə ilə ötürülən siqnal spektrinin qəbuledicisinin razılaşdırılmamasıdır.
İkinci üsuldan isə tikinti montaj işləri zamanı istifadə olunur. Bu halda lifin bir neçə qırılma yerindən qoşmaqla qırıq sahənin giriş və çıxışında gücün səviyyələr fərqi ölçülür. Bu üsulun çatışmayan cəhəti dəqiqlik əldə etmək üçün bir neçə dəfə lifi dağıtmaqla ölçmə aparılması olduğundan istehsalatda geniş yayılmamışdır. Bu üsuldan kabellərin laboratoriya şəraitində analizində istifadə olunur.
Sönmənin əks yayılma üsulu ilə ölçülməsi zamanı optik reflektometrdən istifadə edilir. Üsulun əsasını əks reley yayılması təşkil edir. Burada ölçmə lifdə güclü optik zondlayıcı impulsların istiqamətləndirilməsi ilə tətbiq edilir. Bu zaman qeyri – bircins sahədən impulsun əks yayılması baş verir və bu hal cihazda qeyd olunur. Eyni zamanda qeyri - bircinsliyin xarakteri və yeri qeyd edilir. Reflektometrin tərkibində olan optik siqnal generatoru qısa impuls göndərməklə qeyri – bircins yerlərdən həmin impulsun əks olunmasını təmin edir. Hər bir əks olunmuş impuls keçən və əks olunan siqnallar yaradır. Nəticədə güc analizatorunda impulsun gedib qayıtma vaxtına nəzərən əks olunan siqnalın xəttin uzunluğundan asılılıq qrafikinin reflektoqramması alınacaqdır.
Beləliklə kabelin uzunluğundan asılı olaraq siqnalın sönməsi haqqında kabelin bir tərəfində ölçmə aparmaqla məlumat əldə edilir. Belə birtərəfli ölçmə kabeldə olan nasazlığın tez tapılması üçün sərfəlidir və bu səbəbdən müasir telekommunikasiyada həmin üsul istismarda geniş yayılmışdır. Qeyd edək ki, kabelin keyfiyyətinin vizual analizi istismarda çox əlverişlidir.