Дан обзор различных типов рефлектометров. Дан теоретический расчет таких факторов, как нестабильность внутренних опорных часов и разрешение устройства измерения временного интервала, влияющих на разрешение и неопределенность задержки сигнала (которую можно рассчитать на длину). Одним из способов уменьшения неопределенности типа А измерения расстояний является предложенная схема импульсного рефлектометра с многостопочным таймером событий. Благодаря возможности усреднения измерений можно уменьшить разрешение менее 0,1 мм. В работе приведены принцип действия предлагаемого рефлектометра и функциональная схема.
Рассмотрено влияние таких факторов, как дисперсия хроматических и поляризационных мод, погрешность запуска по таймеру, колебания температуры. Приведены требования к лазерному модулю из-за дисперсионных характеристик измеряемого волокна. Изменение температуры влияет в основном на задержку сигнала в фотоприемнике и другой электронике. Это также изменяет задержку оптического импульса в волоконной катушке, которая используется для избавления от мертвой зоны. Представлены результаты расчета пределов теоретической погрешности для таких рефлектометров. Представлены результаты экспериментальных исследований рефлектометра. Показано, что предложенная схема оптического рефлектометра РИФ-9 во временной области и технические решения позволяют проводить измерения с задержкой распространения сигнала с разрешением лучше 5 пс и совокупной неопределенностью менее 100 пс. который используется для избавления от мертвой зоны. Представлены результаты расчета пределов теоретической погрешности для таких рефлектометров.
Представлены результаты экспериментальных исследований рефлектометра. Показано, что предложенная схема оптического рефлектометра во временной области и технические решения позволяют проводить измерения с задержкой распространения сигнала с разрешением лучше 5 пс и совокупной неопределенностью менее 100 пс. который используется для избавления от мертвой зоны. Представлены результаты расчета пределов теоретической погрешности для таких рефлектометров. Представлены результаты экспериментальных исследований рефлектометра. Показано, что предложенная схема оптического рефлектометра во временной области и технические решения позволяют проводить измерения с задержкой распространения сигнала с разрешением лучше 5 пс и совокупной неопределенностью менее 100 пс.
Недостатком высокоточных рефлектометров LUNA является небольшой диапазон расстояний (до 2 км оптического кабеля), поскольку они предназначены главным образом для контроля воздушных волоконно-оптических линий и пассивных оптических элементов. Телекоммуникационные рефлектометры не обеспечивают точности, необходимой для измерения задержки распространения сигнала даже в волокнах длиной до 1 км, которые необходимы для систем сравнения временных шкал и систем синхронизации. Увеличение измеренной длины волокна приводит к увеличению неопределенности определения задержки. При измерении длины до 100 км в прямом и обратном направлении — относительное смещение частоты (опорная частота кварцевого генератора в рефлектометре) от 10 –5 до 5 · 10 –5 соответствует погрешности измерения задержки от 10 до 50 нс. Таким образом, имеющиеся в продаже оптические рефлектометры не позволяют измерять задержки сигнала в волоконно-оптических линиях длиной до 100 км с неопределенностью менее 100 пс, что приводит к разработке нового рефлектометра для решения этой проблемы.
Частотный метод рефлектометрии может быть использован для точного определения задержек в волоконно-оптических линиях связи; однако недостатком этого способа является потребность в низком уровне шума оптического сигнала.
Разрешение импульсных рефлектометров, зависит в основном от характеристик интервала времени счетчиков: разрешение одиночного RMS и неопределенность частоты опорного генератора. Самые точные современные счетчики временных интервалов имеют разрешение около 10 пс. Следовательно, счетчики временных интервалов с пикосекундным разрешением могут использоваться для измерения задержек распространения сигнала с погрешностью менее 100 пс.
