قدرت سنج نوری: انواع، اصل کار و موارد استفاده

یکقدرت سنج نوری(OPM) سطح توان سیگنال های نور را در فیبر نوری اندازه گیری می کند. در داخل دستگاه، یک ردیاب نوری فوتون‌های ورودی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند که پردازش می‌شود و بر روی صفحه نمایش به صورت dBm (دسی‌بل-میلی‌وات) یا میلی‌وات (میلی‌وات) نشان داده می‌شود. اگر در مخابرات، مراکز داده یا شبکه های فیبر سازمانی کار می کنید، این کار را انجام دهیدتوان سنج فیبر نوریابزاری است که تقریباً هر روز - در حین نصب، صدور گواهینامه و نگهداری معمول به آن دسترسی خواهید داشت.

بیشتر مدل‌های دستی از حدود −۷۰ دسی‌بل‌متر تا +10 دسی‌بل‌متر اندازه‌گیری می‌کنند، در حالی که واحدهای پایانی بالاتر با تضعیف‌کننده‌های خارجی تا +26 دسی‌بل‌متر گسترش می‌یابند. درگاه ورودی معمولاً کانکتورهای FC یا SC را می‌پذیرد که LC و ST از طریق آداپتورهای قابل تعویض در دسترس هستند.

چگونه یک برق سنج نوری کار می کند

در قلب این ابزار یک آشکارساز نوری - یک حسگر کوچک است که فوتون‌ها را جذب می‌کند و جریان الکتریکی متناسبی تولید می‌کند. این جریان نوری به یک تقویت کننده ترانس امپدانس جریان می یابد، توسط یک ADC دیجیتالی می شود و سپس با داده های کالیبراسیون ذخیره شده در سیستم عامل دستگاه مقایسه می شود. درک این موضوعاندازه گیری توان نوریزنجیره کلیدی برای تفسیر صحیح نتایج شماست - عدد نهایی روی صفحه شما نتیجه مقایسه کالیبراسیون است، نه خواندن ولتاژ خام.

بین کانکتور فیبر و آشکارساز، یک لنز متمرکز نور واگرا را به ناحیه فعال آشکارساز هدایت می کند، در حالی که فیلترهای باند اپتیکال طول موج های خارج از باند هدف را رد می کنند. در مدل‌های-با قدرت بالاتر (با رتبه‌بندی بالاتر از +10 دسی‌بل متر)، یک تضعیف کننده داخلی سیگنال را پایین می‌آورد تا آشکارساز را در برابر اشباع محافظت کند.

چیزی که تکنسین‌های جدیدتر را به خود مشغول می‌کند: قبل از خواندن باید طول موج صحیح را روی متر تنظیم کنید. این دستگاه از این تنظیم برای بررسی میزان پاسخگویی آشکارساز از جدول کالیبراسیون داخلی استفاده می کند. اگر منبع شما در 1550 نانومتر است اما متر روی 1310 نانومتر تنظیم شده است، قرائت 0.5 دسی بل یا بیشتر - خاموش می‌شود و خطا بی‌صدا است، بنابراین ثبت داده‌های بد بدون اینکه متوجه شوید آسان است.

فناوری های آشکارساز

آشکارساز تنها جزء است که بیشتر تعیین می کند که شما چه چیزی را داریدقدرت سنج فیبر نوریمی‌تواند و نمی‌تواند - کف حساسیت، پوشش طول موج، سرعت پاسخ‌دهی و مدیریت حداکثر توان را انجام دهد.

آشکارسازهای فوتودیود

تقریباً هر OPM دستی و رومیزی از یکی از سه ماده فوتودیود استفاده می کند:

سیلیکون (Si)- تقریباً 400–1100 نانومتر را پوشش می‌دهد. بهترین گزینه برای پیوندهای چند حالته 850 نانومتری و کار با لیزر نور مرئی-. آشکارسازهای سیلیکونی را در اکثر مترهای{7}}سطح اقتصادی که برای آزمایش LAN دانشگاه طراحی شده اند، پیدا خواهید کرد.

ژرمانیوم (جنرال الکتریک)- حدود 700-1800 نانومتر را پوشش می‌دهد و اندازه‌گیری‌های یک حالته 1310 و 1550 نانومتری را انجام می‌دهد. این آن را به انتخاب پیش‌فرض برای مترهای مخابراتی همه منظوره در محدوده قیمت زیر-$300 تبدیل می‌کند. جریان تاریک بالاتر در مقایسه با InGaAs است که کف نویز را چند دسی بل افزایش می دهد.

آرسنید گالیم ایندیم (InGaAs)- 800–1700 نانومتر را پوشش می‌دهد. استاندارد طلایی برای اندازه‌گیری باند مخابراتی-به دلیل نویز کم و خطی بودن بالا، به ویژه در باند C- (1530–1565 نانومتر) و L- (1565–1625 نانومتر). اگر به یک اختصاصی نیاز داریدتوان سنج فیبر نوری 1550InGaAs که برای کار باند C و L-بهینه شده است، ماده آشکارساز است. نکته منفی این است که هزینه - یک آشکارساز InGaAs با مساحت بزرگ می‌تواند 100 تا 200 دلار به صورتحساب مواد اضافه کند.

آشکارسازهای حرارتی

توان سنج حرارتی نور ورودی را در یک پوشش سیاه جذب می کند و افزایش دما را از طریق ترموپیل اندازه گیری می کند. مزیت بزرگ این است که پاسخ طیفی تقریباً مسطح از UV از طریق-مادون قرمز دور - ایده آل به عنوان یکتوان سنج نور لیزریبرای برنامه های کاربردی{0}قدرت بالا. آنها توان را از حدود 10 مگاوات به بالا تا محدوده چند{3}کیلووات اداره می کنند، اما کند هستند (زمان پاسخ 0.2 تا 2 ثانیه) و حساسیت لازم برای اندازه گیری هر چیزی کمتر از 20-dBm را ندارند. اینها متعلق به آزمایشگاه‌های تولید لیزر و فیزیک هستند، نه کیت‌های صحرایی.

انواع کنتورهای برق نوری

بر اساس فرم فاکتور

دستی- باتری-، کمتر از 300 گرم، با یک LCD نور پس زمینه و معمولاً یک- داخلی VFL. قیمت‌ها از حدود 80 دلار برای واحدهای آشکارساز Ge- شروع می‌شود و برای مدل‌های InGaAs با ثبت داده و بلوتوث به500+ دلار می‌رسد. این ابزار روزمره برای فناوری های میدانی است.

نیمکت- ابزار آزمایشگاهی با عدم قطعیت اندازه‌گیری قابل ردیابی کمتر از ± 3٪، سطوح نویز نزدیک به 80-dBm، ثبت داده‌های عمیق و خروجی‌های آنالوگ/تریگر. انتظار پرداخت 2000 تا 10 دلار،000+. مورد استفاده در آزمایشگاه‌های تحقیق و توسعه، کنترل کیفیت تولید، و امکانات کالیبراسیون.

مدولار- کارت‌های-را برای پلت‌فرم‌های رایانه‌های مرکزی نصب‌شده در قفسه- وصل کنید. ماژول‌های قدرت سنج را با منابع لیزری قابل تنظیم، سوئیچ‌های نوری و تضعیف‌کننده‌های متغیر ترکیب کنید تا ایستگاه‌های تست چند کاناله خودکار برای تولید فرستنده گیرنده و آزمایش انطباق بسازید.

توسط محیط کاربردی

استاندارد- یک هدف کلی-توان سنج فیبر نوریکالیبره شده در طول موج های مخابراتی رایج (850 نانومتر، 1310 نانومتر، 1490 نانومتر، 1550 نانومتر). کل توان نوری ورودی به پورت ورودی را اندازه گیری می کند. اگر چندین طول موج به طور همزمان وجود داشته باشد، مجموع مجموع را بدون جداسازی کانال گزارش می کند.

PON - اگر شبکه‌های FTTH را نصب یا نگهداری می‌کنید، یک شبکه اختصاصیقدرت سنج نوری FTTHارزش سرمایه گذاری را دارد. مترهای PON از فیلتر داخلی WDM برای اندازه گیری همزمان 1310 نانومتر، 1490 نانومتر و 1550 نانومتر استفاده می کنند و آنها را جداگانه نمایش می دهند، و آنها با ترافیک بالادستی حالت انفجاری{4}} که مترهای استاندارد نمی توانند به طور قابل اعتماد ضبط کنند، کنترل می کنند.

MPO- اتصالات MPO/MTP را مستقیماً می‌پذیرد و همه 8، 12 یا 24 فیبر را در یک عملیات اسکن می‌کند و زمان آزمایش را از 10+ دقیقه به کمتر از 30 ثانیه در هر کانکتور کاهش می‌دهد. برای ساخت مراکز داده ضروری است.

کاربردهای کلیدی کنتورهای برق نوری

استقرار و نگهداری شبکه فیبر نوری

این جایی است که بیشترقدرت سنج نورینگه داشتن آنها را به دست آورند. در طول ساخت و ساز جدید، شما در حال بررسی قدرت خروجی فرستنده، توان ورودی گیرنده، و پایان کل -تا{2}}پایان دادن تلفات درج در برابر بودجه برق پیوند هستید. در بخش تعمیر و نگهداری، اندازه‌گیری‌های دوره‌ای خرابی کانکتور، خمیدگی{4}}ماکرو و سایر مشکلات را قبل از اینکه باعث قطعی شوند نشان می‌دهد.

مرکز داده و اتصالات{0}}سرعت بالا

در 400G و 800G، مدولاسیون PAM4 به نسبت سیگنال‌های محکم‌تری-به-به نویز نیاز دارد و حاشیه توان را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد. چند-پورت و MPOتوان سنج فیبر نوریابزارهای عملی در اینجا - هنگام تأیید 500 پیوند کابل‌کشی ساختاریافته که خوشه‌های GPU را در یک مرکز آموزشی هوش مصنوعی به هم متصل می‌کنند، به سرعت اندازه‌گیری به همان اندازه که دقت نیاز دارید.

تحقیق و توسعه و ساخت قطعات نوری

سازندگان فرستنده گیرنده، تامین کنندگان فیلتر WDM و سازندگان EDFA از متر برق به عنوان دروازه های QC درون خطی در طول تولید استفاده می کنند. ابزارها در اینجا معمولاً رومیزی یا مدولار هستند، با عدم قطعیت اندازه گیری ± 2.5٪ یا بهتر و قابلیت ردیابی کامل به استانداردهای ملی اندازه گیری.

اویونیک، دفاع و شبکه های تخصصی

سکوهای نظامی و هوافضا برای هر اتصال و اتصال دهنده، با استفاده از کنتورهای دستی مقاوم با درجه بندی دمایی (-10 درجه تا +50) درجه، بر اساس استانداردهایی مانند MIL-PRF-49291، نیاز به اندازه گیری های مستند جداگانه دارند.

تحقیق و آموزش

در آزمایشگاه‌های اپتیک دانشگاه، توان سنج نظریه را با رفتار فیزیکی مرتبط می‌کند. هنگام انتخاببهترین متر برق نوری برای آزمایشگاه های تحقیقاتی دانشگاه، به دنبال واحدهای رومیزی با قابلیت‌های-کالیبراسیون چند طول موج، عدم قطعیت اندازه‌گیری کم و قابلیت‌های ثبت داده{1}}که از جریان‌های کاری آزمایشی تکرارپذیر پشتیبانی می‌کنند، بگردید.

قدرت سنج نوری در مقابل سایر ابزارهای تست فیبر

قدرت سنج نوری در مقابل OTDR

یکقدرت سنج نوریمجموع تلفات درج - یک عدد، بر حسب دسی بل را به شما می گوید. یک OTDR یک ردیابی فاصله-می سازد که هر رویداد (اتصال، اتصال، خم شدن، شکست) را با مکان و از دست دادن فردی نشان می دهد. اگر لینکی خراب شدتست OPMبا 5.2 دسی بل در برابر بودجه 4.0 دسی بل، OTDR دقیقاً محل مشکل را مشخص می کند. استانداردهای صنعتی مانند TIA-568 و ISO 14763 به هر دو آزمایش نیاز دارند.

قدرت سنج نوری در مقابل منبع نور نوری (OLS)

این دو ساز الف را تشکیل می دهندOLTS فیبر نوری(مجموعه تست افت نوری). منبع نور یک سیگنال CW پایدار در یک انتها فراهم می کند. توان سنج توان دریافتی را در دیگری اندازه می گیرد. هیچکدام به تنهایی برای آزمایش ضرر مفید نیستند. هنگام خرید اولین بارمنبع نور فیبر و قدرت سنجکیت، یک مجموعه منطبق از یک سازنده از مشکلات سازگاری طول موج جلوگیری می کند و اغلب هزینه کمتری دارد.

قدرت سنج نوری در مقابل تشخیص عیب بصری (VFL)

یک VFL نور لیزر قرمز مرئی را به فیبر تزریق می کند تا به صورت بصری عیوب را آشکار کند. توان سنج داده های عددی دقیقی را از دست دادن می دهد اما اطلاعات مکانی ندارد. بسیاری از مترهای دستی هر دو عملکرد را ادغام می‌کنند - تلفات را اندازه‌گیری می‌کنند، سپس به حالت VFL برمی‌گردند تا عیب را پیدا کنند.

نحوه انتخاب یک متر برق نوری

محدوده طول موج- طول موج های کالیبره شده کارخانه-متر را با شبکه خود مطابقت دهید: 850/1300 نانومتر برای چند حالته، 1310/1550 نانومتر برای حالت تک-و 1490 نانومتر برای PON. متری که فقط برای یک باند "رده بندی" شده است، اما در طول موج خاص شما کالیبره نشده است، درون یابی می شود و دقت را از دست می دهد.

محدوده اندازه گیری و دقت- دستی های معمولی 70- تا +10 دسی بل را پوشش می دهند. برای کانال های DWDM تقویت شده یا لیزرهای پمپ، به +20 dBm یا بالاتر نیاز دارید. عدم قطعیت 5±% برای کار میدانی خوب است، اما آزمایش تولید باید ± 2.5٪ یا بهتر با کالیبراسیون قابل ردیابی را هدف قرار دهد.

سازگاری رابط- بیشتر مترها با پریزهای FC یا SC حمل می‌شوند. اگر مرکز داده شما رابط‌های LC را اجرا می‌کند، یک ورودی LC بومی سردردهای مربوط به آداپتور را ذخیره می‌کند و از 0.1 تا 0.3 دسی‌بل اضافی از دست دادن آداپتورها جلوگیری می‌کند.

ذخیره سازی داده و اتصال- برای پروژه‌های بزرگ (500+ پیوندها)، به حافظه داخلی دارای مهر زمانی با صادرات USB یا بلوتوث نیاز دارید. نرم‌افزار همراه از VIAVI، EXFO، یا AFL گزارش‌های قالب‌بندی شده را برای مستندات انطباق تولید می‌کند.

توابع اضافی- تعبیه شده-در VFL، نشانگرهای عبور/خروج، و حداکثر/دقیقه/میانگین نگه‌داشتن واقعاً کار میدانی را سرعت می‌بخشد. قبل از پرداخت هزینه اضافی، ارزیابی کنید که کدام عملکردها با گردش کار روزانه شما مطابقت دارند.

نحوه استفاده از برق سنج نوری (گام به گام)

روش استاندارد اندازه گیری تلفات درج را با استفاده از aبرق سنج منبع نورراه اندازی این رایج ترین استتست قدرت سنجگردش کار در این زمینه

مرحله 1: آماده سازی- سطح باتری را بررسی کنید و هر انتهای فیبر-صورت را با پرز-دستمال مرطوب رایگان یا پاک کننده{3}}یک کلیک تمیز کنید. کانکتورهای کثیف منبع شماره یک خطاهای اندازه گیری هستند.

مرحله 2: فیبر مرجع را وصل کنید- یک سیم وصله مرجع خوب- را مستقیماً بین خروجی منبع نور و ورودی کنتور برق وصل کنید. اتصالات صندلی را محکم ببندید و از خم شدن تیز خودداری کنید.

مرحله 3: پارامترها را تنظیم کنید- هم منبع نور و هم توان سنج را روی یک طول موج آزمایشی تنظیم کنید. قبل از ادامه، هر دو نمایشگر را دوبار-بررسی کنید.

مرحله 4: تنظیم مرجع (صفر)- 5 تا 10 دقیقه صبر کنید تا منبع تثبیت شود، سپس دکمه REF یا ZERO را فشار دهید تا سطح فعلی به عنوان خط پایه 0 دسی بل ذخیره شود.

مرحله 5: فیبر تحت آزمایش را وصل کنید- پیوند مورد آزمایش را بین سیم مرجع و متر قرار دهید. اکنون صفحه نمایش از دست دادن درج را نسبت به مرجع شما نشان می دهد.

مرحله 6: ضبط و تجزیه و تحلیل- نتیجه را ثبت کنید. اگر ضرر بیش از بودجه بود، قبل از فرض خطا، دوباره-پاک کنید و اندازه گیری کنید. اگر بعد از تمیز کردن مشکل همچنان ادامه داشت، از یک OTDR برای بومی سازی آن استفاده کنید.

اشتباهات رایج و بهترین شیوه ها

اشتباهاتی که باید از آنها اجتناب کرد

اتصالات کثیف- مسئول اندازه‌گیری‌های بد بیشتر از مجموع دلایل دیگر است. قبل از هر اتصال تمیز کنید.

تنظیم طول موج اشتباه- یک خطای 0.5-1.5 دسی بل بدون اخطار روی صفحه نمایش- ایجاد می کند.

رد شدن از مرحله مرجع- بدون آن، شما قدرت مطلق (dBm) را به جای از دست دادن پیوند (dB) می خوانید، و نتایج عبور/عدم اعتبار را باطل می کنید.

تنش فیبر در حین اندازه گیری- خمیدگی‌های محکم و کابل‌های پشتیبانی‌نشده باعث تلفات می‌شوند که نشان‌دهنده پیوند نصب‌شده نیست.

آداپتورهای فرسوده- ناهماهنگی ناشی از آستین‌های سرامیکی فرسوده، تکرارپذیری را کاهش می‌دهد. آداپتورها را مرتباً تعویض کنید.

بهترین شیوه ها

تمیز کنید، بازرسی کنید، سپس دوباره تمیز کنیدبا استفاده از یک محدوده بازرسی فیبر در بزرگنمایی 200x400x.

کالیبره کردن بر اساس برنامه- اکثر تولیدکنندگان کالیبراسیون سالانه را توصیه می‌کنند. یک افست سیستماتیک 0.3 دسی بل در هر اندازه گیری کل پروژه ایجاد می شود.

اجازه دهید متر از نظر حرارتی تثبیت شود- 10–۱۵ دقیقه پس از حرکت بین محیط‌های دما.

اندازه گیری ها را در طول زمان پیگیری کنید- داده‌های پایه تاریخی یکی از ساده‌ترین ابزارهای نگهداری پیش‌بینی‌کننده برای شبکه‌های فیبر است.

از یک کره یکپارچه استفاده کنیدبرای پرتوهای واگرا از الیاف بزرگ-چند حالته یا منابع LED.

ابزارها را به درستی درپوش و نگهداری کنید- یک پنجره آشکارساز آلوده هر اندازه گیری بعدی را تخریب می کند.