Каталог / ТЕХНІЧНІ НАУКИ / Метрологія та метрологічне забезпечення
скачать файл: ![](/design/img/wordl.gif)
- Назва:
- РАЗВИТИЕ МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ В СВЕТОВОДЕ
- Альтернативное название:
- РОЗВИТОК МЕТОДУ ВИМІРЮВАННЯ ЧАСУ РОЗПОВСЮДЖЕННЯ ВИПРОМІНЮВАННЯ У СВІТЛОВОДІ
- ВНЗ:
- Национальный научный центр «Институт метрологии»
- Короткий опис:
- Министерство экономического развития и торговли Украины
Национальный научный центр «Институт метрологии»
На правах рукописи
РАСЧЕКТАЕВА АНЖЕЛИКА ИВАНОВНА
УДК 389.1:681.7.068/069
РАЗВИТИЕ МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ В СВЕТОВОДЕ
05.01.02 - стандартизация, сертификация и метрологическое обеспечение
Диссертация на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Научный руководитель
Тимофеев Евгений Петрович
кандидат технических наук,
старший научный сотрудник,
ведущий научный сотрудник
Цей примірник дисертаційної роботи ідентичний за змістом з іншими, поданими до спеціалізованої вченої ради.
Вчений секретар спецради Д 64.827.01
В.В. Скляров
ХАРЬКОВ 2012
СОДЕРЖАНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ...
4
ВВЕДЕНИЕ
5
РАЗДЕЛ 1 МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗ-МЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА И ВОЛО-КОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ.
14
1.1 Проблемы обеспечения единства измерений параметров ОВ и ВОСП..
14
1.2 Средства измерения расстояния до мест неоднородности (повреждения) в световоде .
18
1.3 Национальный эталон единиц длины и времени распространения сигнала в световоде, средней мощности, ослабления и длины волны для волоко-нно-оптических систем передачи информации (Российская Федерация)
21
1.4 Методы измерения длины ОВ и передачи размера единицы длины ОВ
24
1.5 Выводы..
37
РАЗДЕЛ 2 ГЕНЕРАТОР ОПТИЧЕСКОГО МЕАНДРА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ В СВЕТОВОДЕ..
39
2.1 Генератор оптических импульсов с запаздывающей обратной связью
40
2.2 Интегральное уравнение, описывающее процессы, происходящие в генераторе оптических импульсов с запаздывающей обратной связью
42
2.3 Переходные процессы в генераторе оптических импульсов с запаздывающей обратной связью......
46
2.4 Физическая модель генератора оптических импульсов с мерой оптического волокна на основе метода оптического «гашения».
50
2.5 Автогенератор оптических импульсов с мерой оптического волокна..
62
2.6 Выводы..
67
РАЗДЕЛ 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕРВИЧНЫЙ ЕТАЛОНА ЕДИНИЦ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ В ИМПУЛЬСЕ ИЗЛУЧЕНИЯ, МОЩНОСТИ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В СВЕТОВОДЕ И ВРЕМЕНИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ В СВЕТОВОДЕ.
68
3.1 Состав Государственного первичного эталона единиц средней мощности в импульсе излучения, мощности непрерывного излучения в световоде и времени распространения излучения в световоде
69
3.2 Государственная поверочная схема для средств измерений мощности импульсного и непрерывного оптического излучения малых уровней, длины и времени распространения излучения в световоде
75
3.3 Воспроизведение единицы времени распространения излучения в световоде.
76
3.4 Воспроизведение единицы средней мощности непрерывного излучения в световоде
93
3.5 Выводы..
101
РАЗДЕЛ 4 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГОСУДАРСТВЕННОГО ПЕРВИЧНОГО ЭТАЛОНА ЕДИНИЦ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ В ИМПУЛЬСЕ ИЗЛУЧЕНИЯ, МОЩНОСТИ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В СВЕТОВОДЕ И ВРЕМЕНИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ В СВЕТОВОДЕ..
103
4.1 Оценка погрешности воспроизведения размера единицы времени распространения излучения в световоде..
103
4.2 Оценка неопределенности воспроизведения размера единицы времени распространения излучения в световоде..
108
4.3 Оценка погрешности воспроизведения размера единицы мощности непрерывного излучения в световоде...
113
4.4 Оценка неопределенности воспроизведения размера единицы мощности непрерывного излучения в световоде.
123
4.5 Выводы .....
126
ВЫВОДЫ ....
127
ПРИЛОЖЕНИЕ А ..
130
ПРИЛОЖЕНИЕ Б ...
133
ПРИЛОЖЕНИЕ В ...
146
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ..
152
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
АЦП
- аналого-цифровой преобразователь
ВОК
- волоконно-оптический кабель
ВОЛС
- волоконно-оптические линии связи
ВОСП
- волоконно-оптическая система передачи информации
ГВИ
- генератор временных интервалов
ГОИ
- генератор оптических импульсов
ГПИ
- Государственные приемочные испытания
ДЕТУ
- Государственный эталон Украины
ММ
- многомодовое
ННЦ
- Национальный научный центр
НСП
- неисключенная систематическая погрешность
ОВ
- оптическое волокно (световод)
ОЗ
- оптическое затухание
ОМ
- одномодовое
ОР
- оптический рефлектометр
ПК
- персональный компьютер
ПСЭ
- приемная система эталона
СИТ
- средство измерительной техники
СКО
- среднеквадратическое отклонение
УЗОС
- устройство с запаздывающей обратной связью
ЦАП
- цифроаналоговый преобразователь
LD
- laser diode - лазерный диод
LED
- Light Emitting Diode - светодиод
OTDR
- Optical time-domain reflectometеr - оптическая рефлектометрия временной области
l
- длина волны излучения
Р
- мощностью оптического излучения
Т
- время распространения излучения в световоде
ВВЕДЕНИЕ
Современные наземные информационные сети созданы на базе волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) информации. ВОСП является таким видом системы передачи, при котором информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам, известным под названием световоды или «оптическое волокно» (ОВ). ВОСП обеспечивают возможность доставки на значительные расстояния чрезвычайно большого объема информации с наивысшей скоростью. Уже сейчас имеются ВОСП большой информационной емкости с длиной регенерационных участков до 200 км и более [1-12]. В настоящее время по всему миру поставщики услуг связи прокладывают за год десятки тысяч километров волоконно-оптических кабелей под землей, по дну океанов, рек, в тоннелях и коллекторах и Украина не является исключением, по темпам развития наземных систем передачи информации в нашей стране доминируют ВОСП. Значительная часть междугородней сети Украины уже построена на базе таких систем, идет их широкое внедрение и в локальные информационные сети всех уровней.
Актуальность темы. Рост темпов использования волоконно-оптических технологий ведет к увеличению количества оптической измерительной аппаратуры, которая используется при контроле качества и состояния ОВ и ВОСП. Стремительное развитие ВОСП делает актуальной проблему обеспечения единства измерений основных параметров ОВ и ВОСП.
Контроль за состоянием ОВ и ВОСП является необходимым, во-первых, при производстве ОВ и волоконно-оптического кабеля (ВОК) (осуществляют на заводе-изготовителе), во-вторых, при прокладке ВОСП и пуско-наладочных работах (осуществляют строительные организации) и, в-третьих, при эксплуатации ВОСП (осуществляют предприятия связи) [13-23].
Основным информационным параметрами, характеризующими качество ОВ и ВОСП, являются затухание оптического лазерного излучения в ОВ и расстояние до мест неоднородности (повреждения) в ОВ. К основным средствам измерительной техники (СИТ), позволяющим осуществлять контроль за состоянием ОВ и ВОСП, относятся оптические рефлектометры (ОР) и оптические тестеры.
Контроль за состоянием ОВ и ВОСП является актуальным, во-первых, при производстве ОВ и волоконно-оптического кабеля (ВОК) (осуществляют на заводе-изготовителе), во вторых, при прокладке ВОСП и пуско-наладочных работах (осуществляют строительные организации) и в третьих, при эксплуатации ВОСП (осуществляют предприятия связи).
Одним из основных информационных параметров, характеризующий качество ОВ и ВОСП, является расстояние до мест неоднородности (повреждения) в световоде. К основным средствам измерительной техники (СИТ), что позволяет осуществлять контроль за состоянием ОВ и ВОСП, относятся оптические рефлектометры (ОР), которые измеряют расстояние до мест неоднородности (повреждения) в световоде путем измерения времени распространения излучения в световоде. Контроль ВОСП, осуществляемый с помощью ОР, позволяет поддерживать эксплуатируемые ВОСП в рабочем состоянии.
В настоящее время существует значительный парк рабочих СИТ, которые выпускаются серийно, в основном импортного производства, как не внесенных, так и внесенных в государственный реестр СИТ Украины, которые допущены к применению в Украине. Следует отметить, что для контроля параметров ОВ и ВОСП по большей части используются СИТ, которые серийно выпускаются за рубежом. При этом номенклатура СИТ по видам составляет приблизительно 50 наименований, а по типам - приблизительно 500. На сегодняшний день количество СИТ, имеющихся в эксплуатации на территории Украины, насчитывается более 3000 единиц.
Метрологическое обеспечение измерений параметров ОВ и ВОСП имеет особенность, а именно последние 10 лет существует постоянная тенденция расширения диапазонов и повышения точности рабочих СИТ. Например, диапазон измерения длины одномодового ОВ с помощью ОР расширился со 100 км (например, ОР5-21 ("ОПТЕЛ", Россия) и ОР-5 ("Skaidula", Литва)) до 640 км (например, AQ7260 ("Yokogawa", Япония) и MW9076 ("Anritsu", Япония)), а погрешность измерения с 6-10 м (например, ОР-5 ("Skaidula", Литва), AQ7210 и AQ7220 ("ANDO", Япония)) до ±(0,75+10-5×L+d) м (L-измеренная длина ОВ, м; d интервал отсчета, м.) (например, FTB-200/400 (EXFO, Канада)). Эта тенденция приводит к постоянному отставанию по диапазонам измерения и точностным характеристикам системы обеспечения единства измерений Украины от потребностей практики. Поэтому стала актуальной задача совершенствования обеспечения единства и достоверности измерений времени распространения излучения в световоде.
Рассматриваемая область измерений является самостоятельным и бурно развивающимся разделом метрологии и измерительной техники, требует создания специализированной системы обеспечения единства измерений и соответствующей эталонной базы.
СИТ для измерения оптико-физических параметров ОВ и ВОСП в Украине метрологически обеспечивались государственным первичным эталоном единицы мощности слабых импульсных световых потоков излучения от 1·10-6 Вт до 1·10-2 Вт в диапазоне длин волн от 0,4 до 1,6 мкм. Данный эталон является наивысшим звеном государственной поверочной схемы для данных видов измерений. До усовершенствования данный эталон обеспечивал воспроизведение, хранение и передачу единицы мощности непрерывного излучения в световоде от 1·10-6 Вт до 1·10-2 Вт в диапазоне длин волн от 0,4 до 1,6 мкм со среднеквадратическим отклонением (СКО) результата измерений не превышающим 2·10-2 и с неисключенной систематической погрешностью (НСП) не превышающей 2·10-2.
Из выше сказанного вытекает, что важность обеспечения единства измерений в данной области измерений обусловлена: большой номенклатурой и количеством рабочих СИТ, межведомственным характером, необходимостью развития и совершенствования эталонной базы по диапазонам и точностям воспроизведения единиц физических величин.
С другой стороны актуальна задача по практической реализации воспроизведения единицы времени распространения излучения в световоде, базируясь на частотных измерениях. То есть возникает задача прецизионного измерения интервала времени, в течение которого электромагнитная волна проходит меру ОВ. Решение этой задачи позволит, в свою очередь, предложить метод измерения и систему для практической реализации воспроизведения единицы времени распространения излучения в световоде.
Учитывая реалии сегодняшнего дня, актуальной стала задача усовершенствования и расширения функциональных возможностей государственного первичного эталона единицы мощности слабых импульсных световых потоков излучения от 1·10-6 Вт до 1·10-2 Вт в диапазоне длин волн от 0,4 до 1,6 мкм и соответствующей поверочной схемы для обеспечения единства и достоверности измерений в Украине.
Основные задачи усовершенствования эталона:
- во-первых, расширение функциональных возможностей эталона для воспроизведения, хранения и передачи единицы времени распространения излучения в световоде для создания системы обеспечения единства измерений времени распространения излучения в световоде на современном уровне, т.е. воспроизведение единицы, базируясь на частотных измерениях;
- во-вторых, улучшение метрологических характеристик, а именно, расширение динамического диапазона и увеличения точности для воспроизведения, хранения и передачи единицы мощности непрерывного излучения в световоде от 1·10-9 Вт до 1·10-2 Вт в диапазоне длин волн от 0,4 до 1,6 мкм для создания системы обеспечения единства измерений мощности непрерывного излучения в световоде на современном уровне.
Связь работы с научными программами, планами, темами. Настоящая диссертационная работа выполнена в Национальном научном центре «Институт метрологии» Министерства экономического развития и торговли Украины и связана с:
- «Державна програма розвитку еталонної бази України на 2006-2010 р.»;
и со следующими темами:
- 06.01.11.19 ОКР «Усовершенствование государственного первичного эталона единицы мощности слабых импульсных световых потоков излучения от 1×10-6 до 1×10-2 Вт в диапазоне длин волн от 0,4 до 1,6 мкм» регистрационный номер 0107U00993, учетные номер № 0209U001933;
- 06.05.00.02 ПМР «Обеспечение воспроизведения и хранения единиц измерений государственными эталонами, хранящимися в ННЦ «Институт метрологии» регистрационный номер № 0107U007219, учетные номер № 0211U002701;
- 06.05.00.03 ПМР «Обеспечение хранения и работоспособности комплекса государственных эталонов и линейно-геодезического полигона ННЦ «Институт метрологии», являющиеся национальным достоянием» регистрационный номер № 0111U000458, учетные номер № 0211U002730.
Наряду с НИР, выполняемыми в соответствии с заказами Госпотребстандарта Украины, исследования проводились в процессе выполнения работ по договору Модернизация калибровочной лаборатории для средств измерения параметров волоконно-оптических линий связи”. Х/д № 1/6320-1694/31 от 12.05.05 г., ОАО "Укртелеком", акт приема-сдачи от 28 февраля 2006 г.
Цель и задачи исследования.
Цель исследования - развитие прецизионного метода измерения времени распространения излучения в световоде.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить такие задачи:
- разработать и исследовать метод измерения времени распространения излучения в световоде;
- реализовать в модернизируемом государственном первичном эталоне результаты выполненных расчетов и исследований при создании эталонного комплекса СИТ для воспроизведения, хранения и передачи единицы времени распространения излучения в световоде;
- выполнить исследования метрологических характеристик усовершенствованного государственного первичного эталона единиц средней мощности в импульсе излучения, мощности непрерывного излучения в световоде и времени распространения излучения в световоде.
Объект исследования - процесс измерения времени распространения излучения в световоде.
Предмет исследований - метод измерения времени распространения излучения в световоде, который позволяет обеспечить необходимую точность измерения при помощи эталонного комплекса СИТ, который обеспечивает единство и достоверность измерений времени распространения излучения в световоде в Украине.
Методы исследований. Для решения поставленных задач были использованы известные методы теоретической физики, математического моделирования процессов с применением современной электронно-вычислительной техники: метод математического моделирования процессов с помощью матрицы Джонса; методы исследования динамических и статических характеристик генератора оптических импульсов; (методы исследования переходных процессов); методы теории измерений и погрешностей измерений, методы теории моделирования режимов измерительной системы и оценки влияния помех на точность измерений, методы оптимального планирования и проведения экспериментов, прямые методы измерений частоты следования генерируемых прямоугольных импульсов эталонного автогенератора с оптической линией задержки; методы математической статистики для обработки результатов экспериментальных исследований.
Научная новизна полученных результатов состоит в том, что:
- впервые выявлена зависимость параметров импульсного периодического сигнала, формируемого за счет управления поляризацией лазерного излучения, от времени распространения излучения в линии задержки.
- впервые выполнены теоретические исследования модели генерации периодического сигнала, основанной на генераторе оптического меандра с управляемой линией задержки, в условиях стационарного и нестационарного режимов работы.
- впервые разработан и исследован метод измерения времени распространения излучения в световоде, что позволяет повысить точность измерения и создать эталонный комплекс с погрешностью не более (2·10-11+2·10-6·Т) с.
Практическое значение полученных результатов состоит в том, что:
- разработан и внедрен в метрологическую практику Украины метод измерения и воспроизведения единицы времени распространения излучения в световоде;
- на основании исследования существующих конструкций генераторов оптических импульсов, впервые в Украине разработан и внедрен автогенератор оптических импульсов с оптической линией задержки;
- усовершенствован государственный первичный эталон единиц средней мощности в импульсе излучения, мощности непрерывного излучения в световоде и времени распространения излучения в световоде (ДЕТУ 11-03-09), что обеспечило единство и достоверность измерений времени распространения излучения в световоде в Украине, о чем свидетельствуют исследованные метрологические характеристики усовершенствованного государственного первичного эталона;
- согласно требованиям Закона Украины «О метрологии и метрологической деятельности» [26] внедрение ДЕТУ 11-03-09 и поверочной схемы ДСТУ 3387 [28] обеспечило единство измерений времени распространения излучения в световоде в Украине при мониторинге параметров ОВ и ВОСП.
Результаты диссертационной работы использованы в ННЦ „Институт метрологии” при разработке и создании государственного первичного эталона единиц средней мощности в импульсе излучения, мощности непрерывного излучения в световоде и времени распространения излучения в световоде. Полученные результаты теоретических и экспериментальных исследований, выполненных автором, были внедрены в ННЦ "Институт метрологии", ПАО «Уктелеком» и в ПАО Одескабель”. Соответствующие акты внедрения приведены в приложении к диссертации.
Личный вклад соискателя. Основные научные положения и результаты, представленные в диссертации, получены автором самостоятельно, а отдельные расчеты и результаты экспериментальных исследований достигнуты в соавторстве с научным руководителем, научным консультантом и сотрудниками по месту работы. Диссертационная работа является законченным, выполненным самостоятельно научным исследованием. Работы [29, 46] были выполнены без соавторов.
В публикациях, написанных в соавторстве, диссертанту принадлежат:
в работах [30, 38 40] анализ МХ (метрологических характеристик) СИТ измерения параметров ОВ и ВОЛС и определены пути организации их метрологического обеспечения; в работе [31] формулирование принципов и задач развития оптических измерений в ВОСП и сформулированы задачи по совершенствованию системы метрологического обеспечения в данной области измерений, в работах [32, 36, 41, 43, 48] предложен и исследован частотный метод прецизионного измерения длины ОВ, в работе [33] исследованы условия устойчивой работы генератора оптического меандра, в работах [34, 35, 44, 45] обоснование и предложение путей усовершенствования государственного первичного эталона единиц средней мощности в импульсе излучения, мощности непрерывного излучения в световоде и времени распространения излучения в световоде, в работе [37] предложена методика калибровки оптических тестеров, в работе [42] предложена модернизированная структурная схема государственного эталона единицы мощности слабых импульсных световых потоков излучения и проведен ее анализ, в работе [47] обоснованы принципы модернизации государственного первичного эталона единицы мощности слабых импульсных световых потоков излучения.
Все приведенные в диссертационной работе результаты проанализированы вместе с научным руководителем.
Апробация результатов диссертации. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на следующих конференциях и семинарах: III Международной научно-технической конференции "Метрологiя в Електроніці-2000" (г. Харьков, 2000 г.); 2, 3 Международном семинаре "Моделирование лазерных и волоконно-оптических систем" (International Workshop on Laser and Fiber-Optical Networks Modeling) (г. Харьков, 2000, 2001 гг.); 8 Международной конференции "Моделирование лазерных и волоконно-оптических систем" (International Conference on Laser and Fiber-Optical Networks Modeling) (г. Харьков, 2006 г.); Международной конференции передовая оптоэлектроника и лазеры (International Conference on Advanced Optoelectronics & Lasers (CAOL`2003) (г. Алушта, 2003 г.), V, VI, VI Международной научно-технической "Метрологiя та Вимiрювальна Технiка" (г. Харьков, 2006, 2008 и 2010 гг.); III, IV Международной научно-технической конференции "Современные проблемы светотехники" (г. Харьков, 2009 и 2011 гг.), Международном семинаре "Проблеми та напрямки розвитку метрологічної діяльності в галузі зв'язку" (г. Одесса, 2010 г.).
Публикации. Результаты диссертации опубликованы в 20 научных работах: в 8 статьях в профильных научных журналах, входящих в перечень ВАК [29-36], и 12 в научных трудах международных научных конференций и семинаров [37-48].
- Список літератури:
- ВЫВОДЫ
В диссертационной работе на основе теоретических и экспериментальных исследований решена актуальная научно-практическая задача создания метода измерения времени распространения излучения в световоде путем прямого измерения частоты распространения электромагнитной волны в световоде, для обеспечения единства измерений времени распространения излучения в световоде.
1. Наиболее важными результатами, полученными при проведении этих исследований, являются:
- развитие метода измерения времени распространения излучения в световоде путем прямого измерения частоты распространения электромагнитной волны в световоде;
- реализованы результаты выполненных исследований при разработке и создании эталонного комплекса СИТ для воспроизведения, хранения и передачи единицы времени распространения излучения в световоде государственного первичного эталона ДЕТУ 11-03-09;
- экспериментально исследованы метрологические характеристики государственного первичного эталона ДЕТУ 11-03-09.
В целом, в диссертационной работе получены научно-обоснованные результаты, которые в совокупности решили конкретную научно-техническую задачу создания метода и средств измерения времени распространения излучения в световоде.
2. Значение решенной в диссертационной работе научно-технической задачи заключается в развитии теоретических и прикладных основ обеспечения единства измерений времени распространения излучения в световоде, которые содержат разработку системы воспроизведения, хранения и передачи единицы времени распространения излучения в световоде государственного первичного эталона ДЕТУ 11-03-09.
3. Научное использование полученных в диссертационной работе результатов заключается в развитии теории и практики использования автогенераторов оптических импульсов с оптической линией задержки для измерения времени распространения излучения в световоде.
4. Достоверность полученных в диссертационной работе научных результатов была подтверждена совпадением результатов экспериментальных и теоретических исследований генератора оптических импульсов с волоконно-оптической линией задержки и результатами государственной метрологической аттестации государственного первичного эталона единиц средней мощности в импульсе излучения, мощности непрерывного излучения в световоде и времени распространения излучения в световоде.
5. Научные и прикладные результаты исследований, полученные в диссертационной работе могут быть использованы:
- при создании вторичных (рабочих) эталонов единицы времени распространения излучения в световоде;
- при усовершенствовании системы обеспечения единства измерений мощности непрерывного излучения в световоде и времени распространения излучения в световоде;
- при разработке рабочих СИТ для контроля ОВ, ВОК и ВОСП.
6. Результаты работы нашли практическое использование при создании двух методик калибровки оптических рефлектометров и оптических тестеров (ПАО «Укртелеком») и двух методик выполнения измерения длины ОВ (ВОК) и затухания в ОВ (ВОК) (ПАО Одеський кабельний завод «Одескабель»).
В заключение автор выражает искреннюю признательность всем коллегам в Национальном научном центре «Институт метрологии» за создание деловой и творческой атмосферы во время многолетней совместной работы, что в главной мере способствовало выполнению настоящей диссертационной работы.
Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю
диссертационной работы с.н.с., к.т.н. Тимофееву Е.П. за оказанную помощь в постановке задач, подготовке экспериментов, обсуждении результатов исследований и научных консультациях по ходу выполнения работы. Автор выражает глубокую благодарность научному консультанту профессору, д.т.н. Мачехину Ю.П.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Бейли Д. Волоконная оптика: теория и практика / Д. Бейли, Э. Райт - М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2008. - 320 с.
2. Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи / Р. Фриман. - М.: Техносфера, 2006. - 440 с.
3. Иоргачев Д.В. Волоконно-оптические кабели и линии связи / Д.В. Иоргачев, О.В. Бондаренко. - М.: Эко-Трендз, 2002. - 282 с.
4. Убайдуллаев Р.Р. Волоконно-оптические сети / Р.Р. Убайдуллаев. - М.: Эко-Трендз, 2000. - 270 с.
5. Иванов А.Б. Волоконная оптика: компоненты, системы передачи, измерения / А.Б. Иванов. - М.: Компания Сайрус системс, 1999. 671 с.
6. Каток В.Б. Волоконно-оптичні системи зв’язку / В.Б. Каток. К.: Велар, 1999. 502 с.
7. Берлин Б.З. Волоконно-оптические системы связи. [Справочник] / Б.З. Берлин, А.С. Брискер, В.С. Иванов. - М.: Радио и связь, 1994. - 171 с.
8. Оптические системы передачи: ученик для ВУЗов / Б.В. Скворцов, В.Б. Витевский, А.И. Сазер, В.П. Ильичев; под ред. В.И. Иванова. - М.: Радио и связь, 1994. 224 с.
9. Гроднев И.И. Волоконно-оптические системы передачи и кабели. [Справочник] / И.И. Гроднев, А.Г. Мурадян, Р.М. Шарафутдинов и др. - М.: Радио и связь, 1993. - 264 с.
10. Гауэр Дж. Оптические системы связи / Дж. Гауэр. - М.: Радио и связь, 1989. 504 с.
11. Андрушко Л.М. Справочник по волоконно-оптическим линиям связи / Л.М. Андрушко, В.А. Вознесенский и др. - К.: Техника, 1988. 239 с.
12. Андрушко Л.М. Волоконно-оптические линии связи / Л.М. Андрушко, И.И. Гроднев и др. - М.: Радио и связь, 1985. 136 с.
13. ГОСТ 2679285. Волокно оптическое. Методы измерения параметров. М.: ИПК Издательство стандартов, 1986. 19 с.
14. IEC 607931. Optical fibres Part 1: Measurement methods and test procedures. Издательство IEC, 2008. 157 с.
15. IEC 607932. Optical fibres Part 2: Product specifications. Издательство IEC, 2011. 26 с.
16. ГОСТ Р МЭК 793193. Волокна оптические (Общие технические требования). М.: Издательство стандартов, 1994. 110 с.
17. ГОСТ 2681486. Кабели оптические. Методы измерения параметров. М.: ИПК Издательство стандартов, 1986. 32 с.
18. IEC 60794-1-2. Optical fibre cables Part 12: Generic specification - Basic optical cable test procedures. Издательство IEC, 2003. 199 с.
19. IEC 60794-2-11. ptical fibre cables - Part 2-11: Indoor optical fibre cables - Detailed specification for simplex and duplex cables for use in premises cabling. Издательство IEC, 2012. 20 с.
20. ДСТУ ІЕС 607943 Кабелі оптичні. Частина 3. Кабелі для прокладання в канали кабельної каналізації, у грунт і підвісні кaбелі. Групові технічні умови. К.: Издательство Держспоживстандарта Украины, 2002. 18 с.
21. ITU-T Recommendations G6511 Characteristics of a 50/125 мkm multimode graded index optical fibre cable for the optical access network. Geneva.: Издательство International Telecommunication Union, 2007. 15 с.
22. ITU-T Recommendations G.652 Characteristics of a single-mode optical fibre cable. Geneva.: Издательство International Telecommunication Union, 2009. 22 с.
23. Гроднев И.И. Оптические кабели / И.И. Гроднев, Ю.Т. Ларин, И.И. Теумен. М.: Энергоиздат, 1991. 315 с.
24. Бакланов И.Г. Методы измерений в системах связи / И.Г. Бакланов. М.: Эко-Трендз, 1999. 196 с.
25. Engen G.F. Microwave Circuit Theory and Foundations of Microwave Metrology // IEEE Мeasurement series 9. London.: Peter Peregrinus Ltd., 1992. P. 161187.
26. Закон Украины «Про метрологію та метрологічну діяльність» (113/98ВР: последняя редакция от 01.01.2005 на основании 176515)
27. Закон Украины «Про телекомунікації» (128015, последняя редакция от 08.10.2008 на основании v021p71008)
28. Державна повірочна схема для засобів вимірювань потужності імпульсного та неперервного оптичного випромінювання малих рівнів, довжини та часу розповсюдження випромінювання у світловоді поверочная схема: ДСТУ 3387:2011. / Держстандарт України, 2011. 9 с. (Національний стандарт України).
29. Расчектаева А.И. Обеспечение единства измерений мощности и времени распространения оптического излучения в волоконно-оптических системах // Український метрологічний журнал. 2008. № 4. С. 4348.
30. Мачехин Ю.П., Расчектаева А.И. Mетрологическое обеспечение оптических тестеров и ваттметров // Радиотехника. 2000. № 116. С. 149152.
31. Maчехин Ю.П., Расчектаева А.И., Тимофеев Е.П., Татьянко Д.Н. Оптические измерения в волоконно-оптических системах передачи информации. Принципы и задачи развития // Світлотехніка та електроенергетика. 2008. № 2. С. 4552.
32. Мачехин Ю.П., Расчектаева А.И. Метод точного измерения длины оптического волокна и его реализация // Український метрологічний журнал. 2007. № 3. С. 3538.
33. Данелян А.Г., Мачехин Ю.П., Расчектаева А.И. Исследование условий устойчивой работы генератора оптического меандра // Прикладная радиоэлектроника. 2007. № 4. С. 578582.
34. Балабан В.М., Грищенко Л.В., Расчектаєва А.І., Тимофеєв Є.П. Державний первинний еталон одиниць середньої потужності в імпульсі випромінювання, потужності неперервного випромінювання у світловоді та часу розповсюдження випромінювання у світловоді // Український метрологічний журнал. 2009. № 1. С. 2330.
35. Балабан В.М., Грищенко Л.В., Расчектаєва А.І., Тимофеєв Є.П. Підсумки модернізації державного первинного еталона одиниці потужності слабких імпульсних світлових потоків випромінювання // Світлотехніка та електроенергетика. 2009. № 3. С. 5559.
36. Балабан В.М., Мачехин Ю.П., Расчектаева А.И., Тимофеев Е.П. Частотный метод измерения длины оптического волокна // Прикладная радиоэлектроника. 2010. Том 9 № 9. С. 584587.
37. Мачехин Ю.П., Расчектаева А.И. Оптимизация условий проведения калибровки оптических тестеров // Метрологiя в Електроніці-2000. III Міжнар. науково-технічна конф. Харків, 1012 жовт. 2000 р. Харків.: 2000. Т. 2. С. 98100.
38. Machekhin Yu.P., Raschektayeva А.I. Basic problems of metrology maintenance optical testers and wattmeters // Laser and Fiber-Optical Networks Modeling (LFNM`2000). 2nd International Workshop. Kharkiv, 23 may 2000 year. Kharkiv (Ukraine). 2000. P. 6163.
39. Machekhin Yu.P., Raschektayeva А.I. Мetrology maintenance optic time-domain reflectometers // Laser and Fiber-Optical Networks Modeling (LFNM`2001). 3rd International Workshop. Kharkiv, 2224 may 2001 year. Kharkiv (Ukraine). 2001. P. 202205.
40. Machekhin Yu.P., Raschektayeva А.I. Measurement assurance of optical attenuators // International Conference on Advanced Optoelectronics & Lasers (CAOL`2003). Alushta, 1620 september 2003 year. Alushta, Crimea, (Ukraine). 2003. Volume 2 P. 187189.
41. Мачехин Ю.П., Расчектаева А.И. Высокоточный метод измерения длины оптического волокна // Метрологiя та Вимiрювальна Технiка (Метрологія-2006). V Міжнар. науково-технічна конф. Харків, 1012 жовт. 2006 р. Харків. 2006. Т. 2. С. 2730.
42. Мачехин Ю.П., Татьянко Д.Н., Расчектаева А.И. Структурная схема модернизируемого государственного специального эталона единицы мощности слабых импульсных световых потоков излучения // Метрологiя та Вимiрювальна Технiка (Метрологія-2006). V Міжнар. науково-технічна конф. Харків, 1012 жовт. 2006 р. Харків. 2006. Т. 2. С. 1316.
43. Machekhin Yu.P., Raschektayeva А.I. Method of realization of high-precision measurement of lengths of optical fibre // Laser and Fiber-Optical Networks Modeling (LFNM`2006). 8th International Conference. Kharkiv, 29 june 01 july 2006 year. Kharkiv (Ukraine). 2006. P. 228230.
44. Расчектаева А.И., Грищенко Л.В., Татьянко Д.Н., Тимофеев Е.П. Модернизация государственного первичного эталона единицы мощности слабых импульсных световых потоков излучения // Метрологiя та Вимiрювальна Технiка (Метрологія-2008). VI Міжнар. науково-технічна конф. Харків, 1416 жовт. 2008 р. Харків. 2008. Т. 2. С. 912.
45. Балабан В.М., Грищенко Л.В., Расчектаєва А.І., Тимофєєв Є.П. Підсумки модернізації державного первинного еталона одиниці потужності слабких імпульсних світлових потоків випромінювання // Сучасні проблеми світлотехніки (СПС-2009). III Міжнар. науково-технічна конф. Харків, 2223 квітня 2009 р. Харків. 2009. С. 9395.
46. Расчектаєва А.І., Обеспечение единства измерений длины оптического волокна // Проблеми та напрямки розвитку метрологічної діяльності в галузі зв'язку. Міжнар. семінар. Одеса, 1518 червня 2010 р. Одеса. 2010. С. 1518.
47. Расчектаева А.И., Балабан В.М., Грищенко Л.В., Тимофєєв Є.П. Державний первинний еталон одиниць середньої потужності в імпульсі випромінювання, потужності неперервного випромінювання у світловоді та часу розповсюдження випромінювання у світловоді // Метрологiя та Вимiрювальна Технiка (Метрологія-2010). VII Міжнар. науково-технічна конф. Харків, 1214 жовт. 2010 р. Харків. 2010. Т. 2. С. 710.
48. Балабан В.М., Мачехин Ю.П. д.т.н., Расчектаева А.И., Тимофеев Е.П. к.т.н. Частотный метод измерения длины оптического волокна // Сучасні проблеми світлотехніки (СПС-2011). IV Міжнар. науково-технічна конф. Харків, 1314 квітня 2011 р. Харків. 2011. С. 46-48.
49. Рождественский Ю.В. Волоконная оптика в авиационной и ракетной технике / Ю.В. Рождественский, В.Б. Вейнберг, Д.К. Саттаров - М.: «Машиностроение», 1977. - 336 с.
50. Вейнберг В. Б. Оптика световодов / В.Б. Вейнберг, Д.К. Саттаров -Л.: «Машиностроение», 1977. - 377 с.
51. Hondros D., Debye P. Electromagnetische Wellen an dielektrischen Drahten // Ann. Phys. 1910. № 32. P. 465476.
52. Kapany N.S. Fiber Optics; Principles and Applications / N.S. Kapany -N.Y.: «Acad. Press», 1967. -262 p.
53. Sharma A. B. Optical Fiber Systems and their components / A.B. Sharma, S.J. Halme, M.M. Butusov -Berlin: «Springer-Verlag», 1981. - 200 p.
54. Основы волоконно-оптической связи / [Пер. с анг. под ред. Дианова Е.М.]. - М.: «Сов. Радио», 1980. - 271 с.
55. Унгер Г.Г. Планарные и волоконные оптические волноводы / Г.Г. Унгер -М.: Мир, 1981. - 516 с.
56. Kapron F.P., Radiation Losses in Glass Optical Waveguides / F.P. Kapron, D.B. Keck, R.D. Maurer // Appl. Phys. Letts. 1970. № 17. P. 423425.
57. Введение в технику измерений оптико-физических параметров световодных систем / Под ред. А.Ф. Котюка. М.: «Радио и связь», 1997. 224 с.
58. Котюк А.Ф. Введение в технику измерений оптико-физических параметров световодных систем / А.Ф.Котюк, Ю.А.Курчатов, Ю.П.Майборода и др. -М.: «Радио и связь», 1987. 224 с.
59. Хромой Б.П. Метрология, стандартизация и измерения в технике связи / Б.П. Хромой, А.В. Кандинов, А.Л. Сенявский и др. -М.: «Радио и связь», 1986. 504 с.
60. Иванов В.С. Состояние и проблемы метрологического обеспечения измерений параметров волоконно-оптических систем передачи информации / В.С. Иванов, В.Е. Кравцов, С.В. Тихомиров // Измерительная техника. 1999. №10. С. 2433.
61. ГОСТ 8.585-2005 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений длины и времени распространения сигнала в световоде, средней мощности, ослабления и длины волны для волоконно-оптических систем связи и передачи информации. М.: ИПК Издательство стандартов, 2005. 9 с.
62. Государственные эталоны России. Каталог. [Под общей редакцией В.Н. Крутикова] М.: «Андреевский флаг», 2000. 184 с.
63. Иванов В.С. Состояние и проблемы метрологического обеспечения измерений в области ВОСП / В.C. Иванов В.Е. Кравцов С.В. Тихомиров // ФОТОН ЭКСПРЕСС. 2004. №5. С. 59.
64. Иванов В.С. Состояние и проблемы обеспечения единства измерений в области волоконно-оптических систем передачи информации / В.C. Иванов В.Е. Кравцов С.В. Тихомиров // Измерительная техника. 2005. № 11. С. 60-64.
65. http://www.merilot.ru
66. http://www.vitok.ru/products/unit.php?cat_id=41&prod_id=275
67. http://otmotka.sitecity.ru/stext_2003134938.phtml
68. http://www.td-automatika.ru/catalog/detail.php?ID=33880
69. Свинцов А.Г. Рефлектометрические методы измерения параметров ВОЛС / А.Г. Свинцов // Фотон-экспресс. 2006. № 6. С. 3955.
70. GB пат. 2167261А СССР, G 01 S 17/10, G 02 B 6/00. Метод и устройство для оптической рефлектометрии волокон во временной области. опубл. 16.11.84 г.
71. Newton S.A. A new technique in optical time domain reflectometry / S.A. Newton // Optoelektronik Magazin, 1988. T.4. № 1. PP. 2133.
72. HP 8147A Optical Time Domain Reflectometer User’s Guide. 2001. 247 c.
73. Eickoff W., Ulrich R. Optical frequency domain reflectometry in single-mode fiber / W. Eickoff, R. Ulrich // Applied Physic Letters. 1981. Vol.39. P. 693695.
74. Dofi D.W., Nazarathy M. Optical frequency domain reflectometer with high sensitivity and resolution using optical synchronous detection with coded modulators / D.W. Dofi, M. Nazarathy // Electronics Letters. 1989. Vol. 25. №2. P. 160161.
75. Koichi IIYAMA, Takahiro Maeda, Saburo Takamiya. Phase-Decorrelated FMCW Reflectometry for Long Optical Characterization by Using a Laser Diode with Modulated External - Cavity. IEICE TRANS. ELECTRON, Vol. E83-C, №3, March 2000. P. 428434.
76. Яковлев М.Я., Цуканов В.Н., Устинов Ю.А. Устройство для измерения характеристик оптических волокон. Авторское свидетельство № 904435 от 08.10.1981 г.
77. Huttner B. Local birefringence measurements in single-mode fibers with coherent optical frequency-domain reflectometry / B. Huttner, J. Reecht, N. Gisin, R.Passy, J.P. von der Weid // IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS. 1998. Vol. 10, №10, P.14581460.
78. Wegmuller M., von der Weid J.P., Oboson P., Gisin N. High resolution fibre distributed measurements with Cogerent OFDR // 26-th European Conference on Optical Communication (ECOC 2000). 3 7 September 2000. Munich (Germany). 2000. Vol. 4. P. 109110.
79. Wegmuller M. Analysis of the polarization evolution in a ribbon cable using high resolution coherent OFDR / M. Wegmuller, M. Legre, P. Oboson, O. Guinnard, C. Vinegoni, N. Gisin // IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS. 2001. Vol. 13. №2. P. 145147.
80. Mussi G. 152,5 dB sensitivity high dinamic-rande OFDR / G. Mussi // Electron. Lett. 1996. №32. P. 926-927.
81. Моругин Л.А. Импульсные устройства с запаздывающей обратной связью / Л.А. Моругин М.: «Советское радио», 1961. 208 с.
82. Моругин Л.А. Наносекундная импульсная техника / Л.А. Моругин, Г.В. Глебович М.: «Советское радио», 1964. 623 с.
83. Шереметьев А.Г. Когерентная волоконно-оптическая связь / А.Г. Шереметьев М.: «Радио и связь», 1991. 192 с.
84. Микусинский Я. Операторное исчисление / Я. Микусинский М.: «Иностранная литература», 1956. 366 с.
85. Гарднер М.Ф. Переходные процессы в линейных системах с сосредоточенными постоянными / М.Ф. Гарднер, Дж.Л. Бернс М.: «Госиздат физ.-мат. Литературы», 1961. 551 с.
86. Романовский П.Ч. Последовательные приближения для дифференциальных уравнений / П.Ч. Романовский М.: «Издательство МАИ», 1953. 151 с.
87. Эльсгольц Л.Э. Приближенные методы интегрирования дифференциально-разностных уравнений / Л.Э. Эльсгольц // Успехи математических наук. 1953, Т.VIII. № 4 (56).
88. Михлин С.Г. Лекции по линейным интегральным уравнениям / С.Г. Михлин. М.: «Физматгиз», 1959. 145 с.
89. Мюнц Г. Интегальные уравнения / Г. Мюнц. М.; Л.: ОНТИ, 1934. 330 с.
90. Леонтьев А.Ф. Дифференциально-разностные уравнения / А.Ф. Леонтьев // Математический сборник. 1949, Т.24 (66), №3, С. 347374.
91. Данелян A.Г. Новый метод практической реализации определения метра / A.Г. Данелян, Ю.П. Maчехин // Украинский метрологический журнал. 2001. № 01. С. 53-57.
92. Аззам Р. Эллипсометрия и поляризованный свет / Р. Аззам, Н. Башара. М.: «Мир», 1981. 584 с.
93. Шерклифф У. Поляризованный свет / У. Шерклифф. М.: «Мир», 1965. 264 с.
94. Данелян A.Г. Новый метод практической реализации определения метра / A.Г. Данелян, Ю.П. Maчехин // Украинский метрологический журнал. 2002. №2, С. 48-50.
95. Шереметьев А.Г. Когерентная волоконно-оптическая связь / А.Г. Шереметьев. М.: «Радио и связь», 1991, 192 с.
96.http://www.thorlabs.de/NewGroupPage9.cfm?ObjectGroup_ID= 343&pn=FPC030
97.http://www.oc.ru/katalog/multicervice/cable_tv/opt_usil/prevail/
98.Капассо Ф. Техника оптической связи. Фотоприемники / Ф. Капассо, Т. Пирсолл, М. Поллак, Т. Канеда, С. Форрест, Дж. Кэмбелл. М.: «Мир», 1988, 526 с.
99.Zalewski E.F. Silicon photodiode device with 100 % external quantum efficiency / E.F. Zalewski, C.R. Duda // Appl. Opt. 1983. Vol. 22. №18. P. 28672873.
100. http://www.analog.com
101. http://www.silabs.com
102. Zalewski E.F. Silicon Photodiode Absolute Spectral Response Self-Calibration / E.F. Zalewski, J.Geist // Appl. Opt. 1980. №19. P. 12141216.
103. Palmer J.M. Alternative Configurations for Trap Detectors / J.M. Palmer // Metrologia. 1993. №30. Р. 327-333.
104. http://www.hamamatsu.com
105. Hecht J. Understanding fiber optics / J. Hecht, Sams Publishing, 1993. 477 p.
106. http://www.symmetron.ru/suppliers/fti/pd-1375-ir_rus.pdf
107. ДСТУ ГОСТ 8.381:2008 ГСИ. Эталоны. Способы выражения погрешностей введ. 01.01.2008. М.: Изд-во стандартов, 1980. 11 с.
108. Керівництво з вираження невизначеності у вимірюваннях (переклад з англійської на українську мову аутентичний оригіналу Guide to the expression of uncertainty in measurement”(GUM:1993, First edition, 1993 ISO: Geneva 1995), розроблено Національним науковим центром «Інститут метрології»; перекладач: Москаленко М.В.
109. РМГ 43-2001 Применение «Руководства по выражению неопределенности измерений» Минск.: Изд-во стандартов, 2001. 20 с.
110. Руководство по выражению неопределенности измерения. Государственное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И.Менделеева» // Санкт-Петербург, 1999. 126 с.
111. Маликов М.Ф. Основы метрологии / М.Ф. Маликов. М.: «Москва», 1949. 477 с.
112. Яноши Л. Теория и практика обработки результатов измерений / Л. Яноши. М.: «Мир», 1968. 447 с.
113. Кузнецов В.А. Метрология (теоретические, прикладные и законодательные основы). Учебгое пособие / В.А.Кузнецов, Г.В. Ялунина. М.: «ИПК Издательство стандартов», 1998. 336 с.
114. Бурдун Г.Д. Основы метрологии / Г.Д. Бурдун, Б.Н. Марков. М.: «Издательство стандартов», 1975. 336 с.
115. Долинский Е.Ф. Обработка результатов измерений / Е.Ф. Долинский. М.: «Издательство стандартов», 1973. 192 с.
116. Новицкий П.В. Оценка погрешностей результатов измерений / П.В. Новицкий, И.А. Зограф. Ленинград: «Энергоатомиздат», 1991. 301 с.
117. ДСТУ ГОСТ 8.207:2008 ГСИ. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения. введ. 01.10.2008. М.: «Издательство стандартов», 1976. 8 с.
118. Циделко В. Використання невизначенності при поданні результатів вимірювання / В. Циделко, Н. Яремчук. М. Дворжицька // Вимірювальна техніка та метрологія. 2001, №58. С. 125-128.
119. Свинцов А.Г. Рефлектометрические методы измерения параметров ВОЛС /Свинцов А.Г.// ФОТОН-ЭКСПРЕСС. 2006, №6. С. 39-55.
120. Свинцов А.Г. Оптимизация параметров оптического рефлектометра для обнаружения неоднородности при попытке несанкционированного доступа в ВОСП /Свинцов А.Г.// ФОТОН-ЭКСПРЕСС. 2006, №6. С. 56-71.
121. Quinn T.J. Practical Realization of the Definition of the Metre / Quinn T.J.// Metrologia. 1999, V. 36, № 3 (June 1999), Р. 211-244.
- Стоимость доставки:
- 200.00 грн