CC BY
91ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ЛАБОРАТОРНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ
1 2 3
Беглецов В.Г. , Милостивый А.Р. , Фетисенко К.И.
1Беглецов Владислав Геннадиевич - магистрант; 2Милостивый Артур Робертович - бакалавр;
3Фетисенко Константин Иванович - кандидат технических наук, доцент, кафедра промышленной электроники Северо-Кавказский горно-металлургический институт Государственный технологический университет, г. Владикавказ
Аннотация: разработан лабораторный стенд, предназначенный для обучения специалистов в области волоконно-оптической линии связи методам правильного проведения измерений оптических параметров волоконно-оптического кабеля (ВОК), а также тестирования практических навыков выполнения измерений. Ключевые слова: волоконно-оптический кабель, оптоковолокно, оптические кабели, лабораторный стенд, кросс.
ВВЕДЕНИЕ
За последний период развития в области связи, наибольшее распространение получили волоконно-оптические системы передачи информации (ВОСПИ), которые по своим характеристикам намного превосходят все стандартные кабели. Оптические системы и кабели используются не только для организации телефонной городской и междугородней связи, но и для кабельного телевидения, технологической связи и другие [1, 2].
Волоконно-оптический кабель, резко увеличивает объем передаваемой информации по сравнению с такими широко распространенными средствами и радиорелейные линии, это объясняется тем, что волоконно-оптические системы передачи имеют более широкую полосу пропускания.
Каналы связи, обеспечивающие технологический процесс, организованные по волоконно-оптическим линиям связи (ВОЛС), являются неотъемлемой частью каждого магистрального газопровода и входят в комплекс средств централизованного контроля и управления процессом транспортировки нефти, газа, горной промышленности или в тех местах, в которых традиционные кабели не могут использоваться, так как они могут искрить, изгибаться, стираться то есть они могут создать аварийную ситуацию.
Качественная и бесперебойная работа систем технологической связи, организованная на ВОЛС, обеспечивается выполнением мероприятия по эксплуатационно-техническому обслуживанию, в которые входят измерения параметров оптического волокна (ОВ) с помощью рефлектометра. Контроль состояния ВОЛС методом обратного рассеивания позволяет своевременно определить место и характер повреждения и произвести работы по предупреждению аварий [2].
Структурная схема лабораторного стенда
Лабораторный стенд с измерительным оборудованием разрабатывается как часть обучающей программы для специалистов ВОЛС, а также для повышения квалификации этих специалистов. Стенд представляет собой оптический кросс для подключения измерительного оборудования (оптического рефлектометра), установки аттенюаторов, размещения оптического волокна с различными неоднородностями. [3] Структурная схема данной разработки представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Лабораторный обучающий стенд
На оптическом волокне могут быть такие дефекты, как: повышенное затухание, изгиб, неразъемное соединение с повышенным затуханием, соединение с применением устройства оперативного монтажа. Конструкция стенда позволяет соединять участки таким образом, что расположение неоднородностей на линии изменяется.
Сборка стенда представлена на рисунке 2.
Рис. 2. Собранный стенд с измерительным оборудованием
Лабораторный стенд имеет восемь оптических вводов/выводов, с помощью оптических соединительных шнуров, возможно изменение участков линии, добавления дополнительного затухания, установка аттенюатора. Проводя измерения, специалисты не редко сталкиваются с загрязнением или дефектами торцов ферул оптических коннекторов. От чистоты коннектора зависит точность измерения ОВ, а также возможно увеличение вносимых потерь обратного отражения и причинение ущерба передающему оборудованию. Данная установка позволяет испытывать различные методы по очистке и контролю над состоянием ОВ.
Методы и средства исследования
Рис. 3. Исследуемый блок разрабатываемой системы 17
Основным направлением исследования является изучение неоднородностей ОВ, возникающих при их транспортировке и эксплуатации; изучение реакции сканирующего рефлектометра на различные виды дефектов и деформаций светопроводящего канала; получение различных показаний с рефлектометра, соответствующих дефектам; экспериментальные исследование на натурном стенде. Средствами исследования являются: рефлектометр Yokogawa АР7260, программное обеспечение рефлектометра, оптический кросс. Важным фактором выбора данного способа является удобный интерфейс рефлектометра, разнообразные настройки для точности измерений и анализа данных и получение данных в наглядном виде для специалиста [4].
Характеристики прибора дают возможность точнее и с большим разрешением измерять параметры линий, начиная с трехметрового оптического шнура и заканчивая магистральными линиями длиной более двухсот километров. Модульная конструкция позволяет не только заменять оптические блоки, но и включать в состав прибора принтер, дисковод, дополнительные устройства памяти. Наличие современного интерфейса USB позволяет подключать стандартные устройства: клавиатуру, внешнюю память, принтер и другую периферию.
Легкий и компактный рефлектометр AQ7260 значительно превосходит своих предшественников в удобстве эксплуатации. AQ7260 имеет русифицированное меню экранных команд и поставляется с руководством пользователя на русском языке.
Результаты исследования
Используя рефлектометр Yokogawa АР7260 и подключая к нему оптические кабели, было смоделировано поведение сигнала в разных условиях. На рисунке 4 показана предварительная настройка рефлектометра для измерения оптического волокна.
ПАРАМЕТРЫ ИЗМЕРЕНИЙ
автпчстяновка
™ ПЯРЯПЕТРЫ явтопоиои
SKl.SSim ПОИСК НЕОДНОРОДНОСТЕЙ
ПЕТОД АППРОКСИМАЦИИ Ш
даямэон рясст. | ДЛИТЕЛЬНОСТЬ или. | ОСЛАБЛЕНИЕ | плрли. ысред.
ВРЕМЯ УСРЕД. | ТРУП. ИНДЕКС ■
ОБР. РАССЕЯНИЕ
КОНЕЦ ВОЛОКНА1
ДРУГИЕ ПАРЯ1ЕТРЫ
СОХРАНЕНИЕ «ПНЮ
ТЕСТ ПОДКЛ№Е»|Я | ПРОДОЛЖЕНИЕ усреднения!
Рис. 4. Меню изменения параметров измерения ОВ
При неправильном подключении измеряемого волокна к рефлектометру измерения будут ошибочными с большим количеством шумов, либо прибор просто откажется проводить измерения (защита от дурака), рисунок 5.
Были проведены исследования нескольких жил оптического кабеля и обнаружены некоторые дефекты данного кабеля. Например, на рисунке 6 показан обрыв (резкое затухание сигнала) на расстоянии 1.6 километра [5].
Рис. 5. Пустое поле измерений при неправильном подключении
Рис. 6. График резкого затухания сигнала на расстоянии 1,6 километра
На соседней жиле при проведении исследовании была выявлена неоднородность, которая видна на рисунке 7 и отмечена цифрой 1. Расстояние до неоднородности было определено - 250 метров. Буквой Е обозначено резкое затухание сигнала.
Рис. 7. График полного исследования жилы кабеля
При внимательном рассмотрении графика мы можем заметить всплеск в самом начале. В связи с этим можно сказать, что у нас есть небольшие отражения сигнала в районе соприкосновения волокна с оптическим портом рефлектометра, оптического кросса, либо механическое загрязнение оптического порта ввода/вывода, рисунок 8.
Рис. 8. Паразитный всплеск в начале измерений
Возможны и другие дефекты, и недостатки кабелей и оптических жил, будь то оптическая муфта, растянутый под воздействием ветра кабель, механические повреждения, неправильная транспортировка и другие внешние воздействия.
В каждом отдельном случае необходимо подготовить исследуемые волокна для измерения и анализа дефекта. Для повышения обучающего эффекта возможна разработка списка дефектов с наглядным пособием в виде фотографий или сохранённых измерений прибора, с которыми можно будет сравнивать предложенное специалисту волокно и дефект.
Рефлектометр позволяет обнаружить и отобразить на рефлектограмме коннекторные соединения, сварные и механические соединения, изгибы и другие неоднородности волокна - так называемые события. Неоднородности могут быть отражающими и неотражающими. Коннекторные соединения с полировкой РС^РСШРС, открытый конец сегмента с таким же разъемом, трещина в волокне или обрыв, образующие поверхность разлома под углом порядка 90° к оси волокна -примеры отражающих неоднородностей. В этих случаях происходит отражение части исходного излучения в направлении фотоприемника. На рефлектограмме такие события отображаются в виде пиков [3, 5].
Отражающие неоднородности сопровождаются потерями, ведь отражение части сигнала назад приводит к тому, что излучение, распространяющееся в прямом направлении, ослабевает как минимум на ту же величину. Однако для классификации события как отражающего принципиально именно наличие отражения. В отличие от отражающих неоднородностей, такие события как сварные соединения, трещины под углами, отличными от 90° к оси волокна, макро- и микроизгибы, внутренние дефекты световодов относятся к неотражающим неоднородностям. Отражающей составляющей в них нет, а потери вызваны рассеиванием излучения не в сторону источника. На рефлектограмме такие события выглядят как ступеньки, направленные вниз (Однако в случаях соединения волокон разных производителей, место сварного стыка может отображаться и ступенькой вверх).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Был разработан алгоритм работы лабораторного стенда для проверки знаний специалистов ВОЛС, разработана структурная схема, собрана и промоделирована разрабатываемая схема стенда, проверена возможность подключения различных
волокон, получены экспериментальные данные при исследованиях нескольких жил
ОВ-кабеля. Разработан алгоритм работы с цифровыми графиками.
Список литературы
1. Горлов Н.И. Волоконно-оптические линии передачи. Методы и средства измерений параметров / Н.И. Горлов, И.В. Богачков. М.: Радиотехника, 2009. 192 а
2. Родина О.В. Волоконно-оптические линии связи. Практическое руководство / О.В. Родина. М.: Горячая линия - Телеком, 2009. 404 с.
3. Портнов Э.Л. Оптические кабели связи, их монтаж и измерения: учеб. пособие / Э.Л. Портнов. М.: Горячая линия - Телеком, 2012. 449 с
4. Рефлектометрия оптических волокн (ВОЛС). СвязьКомплект ООО «КаталогСервис». [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://skomplekt.com/reflektometria-opticheskih-volokon/ (дата обращения: 15.01.2019).
5. Анализ и расшифровка рефлектограммы оптического кабеля. Проект «Дни решений». [Электронный ресурс]. Режим доступа: .https://teleinfo.ru/seminar/232.htm/ (дата обращения: 15.01.2019).
ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КАРКАСНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЗДАНИЙ НА ПК ЛИРА Наширалиев Ж.Т.1, Бактыбай Н.Н.2
1Наширалиев Жангелди Туртемирович - кандидат технических наук, доцент; 2Бактыбай Нурсезим Нурболатовна - магистрант, кафедра архитектуры, строительста и энергетики, Казахский национальный исследовательский технический университет им. К.И. Сатпаева
(SATBAYEV UNIVERSITY), г. Алматы, Республика Казахстан
Аннотация: в статье анализируется методология расчета, основанная на вероятностном подходе. Особое внимание уделено статическим свойствам нагрузок и их сочетаниям, а также учету случайных отклонений в прочностных характеристиках.
Ключевые слова: динамический расчет, акселограмма, деформации, скорость износа, срок эксплуатации.
При землетрясениях здания и сооружения подвергаются циклическим нагружениям, которые являются причиной неупругих деформаций материалов конструкций. Интенсивные сейсмические и динамические знакопеременные нагрузки приводят к накоплению остаточных деформаций бетона, в частности, при колебаниях несущих конструкций каркасных железобетонных зданий во время землетрясения.
Поэтому при разработке расчетных динамических моделей железобетонных каркасных зданий необходимо учитывать нелинейные деформации бетона и арматуры в колоннах и ригелях при немногократно повторных сейсмических нагрузках большой интенсивности. Достоверность расчетных моделей может быть оценена при сравнении сданными динамических испытаний на сейсмоплатформах, позволяющих задавать колебания оснований установленных на них фрагментов зданий по известным инструментальным записям ускорений грунта при прошедших землетрясениях или по синтезированным акселерограммам, рекомендованным нормами.
