CH641563A5 - Method for measuring the attenuation of an optical fibre and device for carrying out the method - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Dämpfung einer Lichtleitfaser gemäss dem Oberbegriff des

Patentanspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Patentanspruch 3.

Mit dem zunehmenden Einsatz von Lichtleitfasern in der Nachrichtentechnik wächst das Bedürfnis nach einem einfa-5 chen und zuverlässigen Verfahren zur Messung der Dämpfung, die das Licht beim Durchgang durch die einzelnen LLF erfahrt.

Bekannt ist ein Verfahren zur Messung der Dämpfung an LLF, bei dem die LLF mit einem Lichtsignal beaufschlagt io wird, die Intensität am Ausgang der LLF registriert, bei unveränderter Einkopplung die LLF um das zu messende Stück gekürzt und die aus dem kurzen Stück austretende Intensität gemessen wird. Diese zweite Messung ist nötig, da man keine reproduzierbare Einkopplung erreicht, eine Messung der von i5 der Lichtquelle abgestrahlten Intensität also nicht ausreicht, um die Intensität der eingekoppelten Strahlung zu bestimmen (Bell Laboratories Record, Nov. 1972, Seiten 303 ff). Dieses Verfahren ist für die Verwendung im Forschungs- und Entwicklungsbereich und eventuell bei der Wareneingangskon-20 trolle geeignet, wo die Verkürzung einer vorhandenen Faserlänge nicht besonders ins Gewicht fällt. Die Durchführung dieses Verfahrens ist aber für viele Anwendungsgebiete zeitraubend und umständlich, die Genauigkeit insbesondere für Messungen über längere Zeiträume wegen der Alterung der 25 Lichtquelle nicht ausreichend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der obengenannten Art anzugeben, das auch Langzeitmessungen mit guter Genauigkeit ermöglicht, und die Durchführung des Verfahrens zu vereinfachen.

30 Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 3 definiert.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbe-35 sondere darin, dass die Lichtenergie der verwendeten Lichtquelle auch über längere Zeiträume konstant gehalten werden kann und dass die Durchführung der Messung so vereinfacht ist, dass sie auch durch angelerntes Personal erfolgen kann.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den 40 abhängigen Ansprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild einer Anordnung zur Durch-45 führung des Verfahrens,

Fig. 2 ein erweitertes Blockschaltbild der Lichtquelle,

Fig. 3 ein erweitertes Blockschaltbild des Lichtempfängers.

Die Wirkungsweise und Durchführung des Verfahrens 50 zur Dämpfungsmessung an Lichtleitfasern wird anhand der Fig. 1 erläutert. Die Lichtquelle ist mit 1 bezeichnet, die im Beispiel fest an die Hilfsfaser 2 angekoppelt ist. Die Lichtaustrittsstelle der Hilfsfaser 2 ist mit 5 bezeichnet. Sie wird vorteilhafterweise als eine der bekannten Steckverbindungen 55 für Lichtleitfasern (LLF) ausgeführt. Aus der Hilfsfaser 2 wird an der Stelle 3 ein definierter Teil des Lichtes ausgekoppelt und im Regelgerät 4 in eine Regelspannung für die Lichtquelle 1 umgesetzt.

Das eine Ende der zu messenden LLF 6 wird, vorteilhaf-60 terweise über eine LLF-Steckverbindung mit der Lichteinkoppelstelle 5 verbunden, das andere Ende 7 über eine geeignete Steckverbindung mit dem Lichtempfänger 8. Die vom Lichtempfänger 8 erzeugte Messpannung wird über ein Dämpfungsglied 9 mit dem Pegelmesser 10 verbunden. Das 65 einstellbare Dämpfungsglied 9 wird dann so lange verstellt, bis der Pegelmesser 10 den Wert OdB anzeigt. Danach wird die zu messende LLF 6 ohne Veränderung der Einkoppelstelle 5 bis auf ein kurzes Stück entfernt und das Ende des kur-

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zen Stückes wieder mit dem Lichtempfänger 8 verbunden. dargestellt. Die am Ende 7 der zu messenden Faser austreten-Die sich danach am Pegelmesser 10 ergebende Anzeige ent- den Lichtimpulse werden von einer grossflächigen Fotodiode spricht der Dämpfung des entfernten Stücks der LLF 6. Ist 8 aufgenommen, deren Ausgangsspannung nach entsprechenderen Länge bekannt, kann die Anzeige des Pegelmessers 10 der Aufbereitung im Verstärker 17 über ein einstellbares in dB/km umgerechnet werden. 5 Dämpfungsglied 9 auf den Pegelmesser 10 gegeben wird. Die

In Fig. 2 ist die Lichtquelle bis zur Lichteinkoppelstelle 5 durch die Dividierschaltung 18 aufbereitete logarithmische mit ihrer Regelung ausführlicher dargestellt. Die Lichtquelle Ausgangsspannung wird von der Digitalanzeige 19 angezeigt, besteht hier aus einem Halbleiterlaser 11, der mit der Hilfsfa- Sie ist im Beispiel vierstellig ausgeführt. Um einfache und koser 2 fest verbunden ist. An der Stelle 3 wird ein fester Anteil stengünstige Bauteile verwenden zu können, wird die Aus-der Lichtenergie aus der Hilfsfaser 2 ausgekoppelt und durch io gangsspannung der Dividierschaltung 18 lediglich den letzten eine Fotodiode 4 in eine der Lichtenergie proportionale Re- drei Stellen der Digitalanzeige 19 zugeführt. Eine mit der Di-gelspannung umgewandelt. Das kann durch einen halbdurch- vidierschaltung 18 verbundene overflow- und underflow-Anlässigen Spiegel oder eine Lichtleiterverzweigung geschehen. zeige 25 zeigt an, in welche Richtung das einstellbare Dämp-Eine besonders vorteilhafte und preiswerte Lösung besteht fungsglied 9 verstellt werden muss, um eine gültige Anzeige zu darin, dass die Hilfsfaser 2 etwas angeschliffen wird und mit js erzielen. Das Dämpfungsglied 9 ist kontinuierlich einstellbar der grossflächigen Fotodiode 4 lichtdurchlässig verklebt zwischen 0 und 9,99 dB. Es enthält zusätzlich einen Stufenwird. Diese Anordnung ergibt eine über längere Zeit kon- Schalter 9a, mit dem die Dämpfung in 10 dB-Schritten ver-stante Auskopplung eines definierten Teils der Lichtenergie. grössert und verkleinert werden kann. Der Stufenschalter 9a Die der Lichtenergie in der Hilfsfaser 2 proportionale ist mechanisch gekoppelt mit einem weiteren Stufenschalter Ausgangsspannung der Fotodiode 4 wird in der Regeleinrich- 20 21a, der an einer Spannungsteilerschaltung 21 liegt. Jede Ver-tung 14 mit einem vorwählbaren konstanten Spannungswert Stellung des Stufenschalters 9a erzeugt am Stufenschalter 21a verblichen und die Spannungsdifferenz nach entsprechender Spannungsprünge, die in einer Differenzierschaltung 22 diffe-Aufbereitung zur Regelung einer Konstantstromquelle 12 be- renziert wird. Die bei jeder Betätigung des Stufenschalters 9a nutzt. Mit dem Ausgangsstrom der konstanten Stromquelle hinter der Differenzierschaltung 22 entstehenden Impulse 12 wird der Halbleiter-Laser 11 über einen Pulsgenerator 13 25 werden über einen noch zu beschreibenden Betriebsartenbetrieben, der den Gleichstrom mit einstellbarer Frequenz wahlschalter 24 auf einen Vor- und Rückwärtszähler 23 gege-und einstellbarem Pulsverhältnis periodisch unterbricht. Mit ben, dessen Ausgang die erste Stelle 20 der Digitalanzeige 19 dieser Anordnung erhält man an der Auskoppelstelle 5 Licht- beeinflusst. Nach der ersten Messung der ungekürzten Faser, impulse mit konstanter Amplitude, die unabhängig ist von bei der die letzten drei Stellen der Digitalanzeige 19 mit dem Schwankungen der Versorgungsspannung und einer eventuel- 30 Dämpfungsglied 9 auf einer Anzeige von 0,00 dB eingestellt len Alterung des Halbleiter-Lasers 11. Ist die Alterung des werden, wird die erste Stelle 20 der Digitalanzeige 19 mit einer Halbleiter-Lasers 11 soweit fortgeschritten, dass die Aus- nichtgezeichneten Reset-Taste ebenfalls auf 0 gestellt. Bei der gangsspannung der Foto-Diode 4 einen bestimmten Wert un-. zweiten Messung der nun gekürzten Faser wird die konti-terschreitet, so wird über einen Schwellwert-Detektor 15 die nuierliche Einstellung des Dämpfungsgliedees 9 nicht verän-Anzeigelampe 16 aktiviert und die Aufmerksamkeit des 35 dert. Lediglich der Schrittschalter 9a wird so lange verstellt, Messpersonals auf diesen Fehler gerichtet. bis das Verlöschen der overflow- und underflow-Anzeige 25

die Einstellung des richtigen Messbereiches anzeigt. Die erste

In Fig. 3 ist der Lichtempfänger mit seinen verschiedenen, Stelle 20 der Digitalanzeige zeigt dann die Zahl der mit dem die Messung erleichternden Einzelheiten als Blockschaltbild Schrittschalter 9a ausgeführten 10 dB-Schritte an.

C

1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

641 563 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Messung der Dämpfung einer Lichtleitfaser, bei dem in die zu messende Faser ein Lichtsignal aus einer Lichtquelle eingekoppelt, die Lichtintensität am Ausgang der Faser in einer ersten Messung registriert, dann bei unveränderter Einkopplung die Faser um das zu messende Stück gekürzt, die Lichtintensität am Ausgang des kurzen Stückes der Faser in einer zweiten Messung bestimmt und mit dem Wert der ersten Messung verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Lichtquelle (1) und der Lichteinkopplung (5) in die zu messende Faser (6) ein konstanter Teil der Lichtenergie der Lichtquelle (1) ausgekoppelt und in eine Steuerspannung umgesetzt wird, die die Intensität der Lichtquelle (1) regelt, und dass die Registrierung der Lichtintensität am Ausgang (7) der zu messenden Faser (6) mit einem über ein einstellbares Dämpfungsglied (9) mit einer am Ausgang der Faser angekoppelten Fotodiode (8) verbundenen Pegelmesser (20) erfolgt, wobei das Dämpfungsglied (9) bei der ersten Messung so eingestellt wird, dass sich eine Pegelmessanzeige von 0 dB ergibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Lichtquelle (1) und der Lichteinkopplung (5) eine Hilfsfaser (2) eingefügt wird, die an einer Stelle (3) angeschliffen und mit einer Fotodiode (4) fest verbunden wird.

3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1 mit einer Lichtquelle (1), einer Lichteinkopplung (5) in die zu messende Faser, einer Einrichtung, die einen, zwischen Lichtquelle und Lichteinkopplung ausgekoppelten, konstanten Teil der Lichtenergie der Lichtquelle de-tektiert und in eine Steuerspannung zur Regelung der Lichtintensität der Lichtquelle umsetzt, sowie einem über ein einstellbares Dämpfungsglied (9) mit einer am Ausgang der Faser anzukoppelnden Fotodiode (8) verbundenen Pegelmesser (10).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (1) ein Halbleiter-Laser (11) ist, der durch eine von der ausgekoppelten Lichtintensität beeinfluss-te Gleichstromquelle (12) über einen Pulsgenerator (13) angeregt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer die ausgekoppelte Lichtintensität detektierenden Fotodiode (4) und einer die Lichtquelle speisenden Gleichstromquelle (12) eine Regeleinrichtung (14) angeordnet ist, die einen mit einem Indikator (16) verbundenen Schwellwert-Detektor (15) aufweist, der auf das Unterschreiten einer vorbestimmten Lichtintensität an der Auskoppelstelle (3) anspricht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das einstellbare Dämpfungsglied (9) mit einem Schrittschalter (9a) in Schritten von 10 dB und kontinuierlich von 0 bis 9,9 dB einstellbar ist, dass der Pegelmesser (10) mit einer digitalen Anzeige (19) ausgeführt wird, und dass die 10 dB-Stelle (20) der digitalen Anzeige (19) von der Bewegung des Schrittschalters (9a) des Dämpfungsgliedes (9) gesteuert wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der 10 dB-Stelle (20) über eine mit einer zweiten Ebene (21a) des Schrittschalters (9a) verbundene Spannungsteilerschaltung (21) erfolgt, die bei Bewegung des Schrittschalters (9a, 21a) Spannungssprünge liefert, die mit einer Differenzierschaltung (22) differenziert und auf einen Vorwärts-Rückwärts-Zähler (23) gegeben werden, dessen Ausgang mit der 10 dB-Stelle (20) verbunden ist.