(Medidor de Potência Óptico)(Medidor de Potência Óptico)

(Power Meter Óptico)(Power Meter Óptico)

Badi Maani ShaikhzadehBadi Maani Shaikhzadeh

IntroduçãoIntrodução

Este trabalho, estará explorando sobre o Este trabalho, estará explorando sobre o medidor de potência óptica (Power Meter medidor de potência óptica (Power Meter Óptico), um instrumento padrão e Óptico), um instrumento padrão e imprescindível nas atividades de imprescindível nas atividades de manutenção, instalação e reparos de fibra manutenção, instalação e reparos de fibra óptica. Devido a sua importância, ele se óptica. Devido a sua importância, ele se constitui como uma ferramenta quase constitui como uma ferramenta quase obrigatória para os técnicos de campo. obrigatória para os técnicos de campo.

Fibras ÓpticasFibras Ópticas

Uma fibra óptica é constituída de hastes Uma fibra óptica é constituída de hastes muito finas de vidro.muito finas de vidro.

A luz injetada dentro do núcleo de uma A luz injetada dentro do núcleo de uma fibra de vidro segue o caminho físico da fibra de vidro segue o caminho físico da fibra, devido às reflexões totais da luz que fibra, devido às reflexões totais da luz que se propaga entre o núcleo e a casca.se propaga entre o núcleo e a casca.

Uma malha de plástico em torno da fibra Uma malha de plástico em torno da fibra assegura uma boa proteção mecânica. assegura uma boa proteção mecânica.

AtenuaçãoAtenuação

Absorção da luzAbsorção da luz - conversão da luz em - conversão da luz em calor calor EspalhamentoEspalhamento - dispersão da energia da - dispersão da energia da luz em todas as direções luz em todas as direções Perdas por curvaturasPerdas por curvaturas - escapamento de - escapamento de luz do núcleo devido a imperfeições da luz do núcleo devido a imperfeições da fronteira entre o núcleo e a casca fronteira entre o núcleo e a casca Dispersão - Dispersão - reduz a largura de faixa reduz a largura de faixa efetiva disponível para transmissão efetiva disponível para transmissão

AtenuaçãoAtenuação A atenuação para um dado comprimento de onda é A atenuação para um dado comprimento de onda é definida como a razão entre a potência de entrada e a definida como a razão entre a potência de entrada e a potência de saída da fibra que está sendo medida.potência de saída da fibra que está sendo medida.

Tipos de FibrasTipos de Fibras

MonomodoMonomodo: possui um único modo de : possui um único modo de propagação, ou seja, os raios de luz percorrem propagação, ou seja, os raios de luz percorrem o interior da fibra óptica por um só caminho, o interior da fibra óptica por um só caminho, aumentando a distância das transmissões sem aumentando a distância das transmissões sem o uso de repetidores. São utilizadas para o uso de repetidores. São utilizadas para transmissões a longas distâncias.transmissões a longas distâncias.

MultimodoMultimodo: possui vários modos de propagação, : possui vários modos de propagação, ou seja, os raios de luz percorrem o interior da ou seja, os raios de luz percorrem o interior da fibra por diversos caminhos. Classificam-se em fibra por diversos caminhos. Classificam-se em índice degrau ou índice gradual. Devido a índice degrau ou índice gradual. Devido a dispersão modal, a largura de faixa é muito dispersão modal, a largura de faixa é muito pequena.pequena.

Medidor de potência ópticoMedidor de potência óptico

É utilizado para certificação do link óptico. É utilizado para certificação do link óptico. Modelos diferentes, escolhidos pelo tipo de fibra Modelos diferentes, escolhidos pelo tipo de fibra (multimodo/monomodo), tipo de aplicação (multimodo/monomodo), tipo de aplicação (850/1300/1550)(850/1300/1550)Seu funcionamento consiste basicamente na Seu funcionamento consiste basicamente na medição da diferença da potência emitida pela medição da diferença da potência emitida pela recebida. recebida. Os medidores de potência têm a função Os medidores de potência têm a função primordial de medir o valor da potência incidente primordial de medir o valor da potência incidente em seu fotodiodo em seu fotodiodo

Características:Características:

- estabilização de temperatura- estabilização de temperatura

- possibilidade de calibração em - possibilidade de calibração em diferentes comprimentos de ondadiferentes comprimentos de onda

- exibição da diferença de potência em - exibição da diferença de potência em relação a uma referência de entrada relação a uma referência de entrada

A diferença entre a potência máxima de entrada A diferença entre a potência máxima de entrada e a sensibilidade mínima do medidor é chamada e a sensibilidade mínima do medidor é chamada de gama dinâmica de gama dinâmica

Medidor de potência ópticoMedidor de potência óptico

Fontes de LuzFontes de Luz

Dispositivo utilizado como fonte contínua Dispositivo utilizado como fonte contínua e estável para medições de atenuação e estável para medições de atenuação

Inclui uma fonte óptica que pode ser um Inclui uma fonte óptica que pode ser um LED ou um LED ou um laserlaser

O conjunto medidor de potência / fonte de O conjunto medidor de potência / fonte de luz é usado para medir a continuidade e a luz é usado para medir a continuidade e a atenuação do cabo. atenuação do cabo.

Testes ópticosTestes ópticos

O procedimento deve ser executado como O procedimento deve ser executado como parte de um teste de aceitação final ou parte de um teste de aceitação final ou sempre que uma medida da perda óptica sempre que uma medida da perda óptica do enlace é requerida. do enlace é requerida.

Devido à atenuação da fibra óptica variar Devido à atenuação da fibra óptica variar com comprimento de onda da luz, o teste com comprimento de onda da luz, o teste deve ser conduzido usando o mesmo deve ser conduzido usando o mesmo comprimento de onda do equipamento comprimento de onda do equipamento óptico de comunicação. óptico de comunicação.

Conjunto de equipamentos para Conjunto de equipamentos para teste de perda ópticateste de perda óptica

Medidor de potência ópticoMedidor de potência óptico

Fonte de luz ópticaFonte de luz óptica

Cordões ópticos para testesCordões ópticos para testes

Soluções para limpeza do conectorSoluções para limpeza do conector

Jogo de ferramentas para Jogo de ferramentas para desencapamento de fibra ópticadesencapamento de fibra óptica

Adaptador para fibra descoberta Adaptador para fibra descoberta

Exemplo de medição de perdaExemplo de medição de perda

Perda óptica total da ligação = 3,4 dB + 0,8 dB + 0,8 dB = 5,0 dB

L(dB) = Pfonte(dBm) - Precebida(dBm) Precebida(dBm) = Pfonte(dBm) - L(dB)Precebida(dBm) = -10 dBm – 5dB

Precebida(dBm) = - 15dBm

Qual é a potência recebida no extremo oposto?

Medição de uma estrutura de Medição de uma estrutura de fibra ópticafibra óptica

Uma medição da perda óptica de potência Uma medição da perda óptica de potência deve ser executada em todas as ligações deve ser executada em todas as ligações da fibra óptica a fim de determinar a perda da fibra óptica a fim de determinar a perda total do enlace.total do enlace.

Duas configurações podem ser usadas Duas configurações podem ser usadas para este teste: o “para este teste: o “loop backloop back” e o “” e o “end-to-end-to-endend“.A configuração “.A configuração end-to-endend-to-end..

Configurações de testeConfigurações de teste

Exemplo Exemplo end-to-endend-to-end

Uma estrutura de fibra óptica está sendo avaliada para verificação da Uma estrutura de fibra óptica está sendo avaliada para verificação da perda total do enlace. O cordão óptico A foi avaliado antes do teste e perda total do enlace. O cordão óptico A foi avaliado antes do teste e determinou-se uma perda de 0,5 dB. Na configuração determinou-se uma perda de 0,5 dB. Na configuração end-to-endend-to-end, a , a leitura de perda do medidor de potência é 8,1 dB. Qual é a perda da leitura de perda do medidor de potência é 8,1 dB. Qual é a perda da fibra? fibra?

Lestrutura(dB) = LMedEnd(dB) – LCordãoA(dB)Lestrutura(dB) = 8,1 dB – 0,5 dBLestrutura(dB) = 7,6 dB

Usando o cordão óptico para testes, o valor de -15 dBm foi gravado Usando o cordão óptico para testes, o valor de -15 dBm foi gravado como referência do medidor de potência. Nos cordões ópticos A e B como referência do medidor de potência. Nos cordões ópticos A e B determinou-se uma perda de 0,5 dB para cada. A leitura do medidor determinou-se uma perda de 0,5 dB para cada. A leitura do medidor de potência é -31,2 dBm. Qual é a perda da fibra?de potência é -31,2 dBm. Qual é a perda da fibra?

= 7,6 dB[-15 dBm -(-31.2dBm) - 0.5 dB - 0.5 dB]Lestrutura(dB) =

2

Lestrutura(dB) =- LCordãoA(dB) - LCordãoB(dB))

2

(PRef(dBm) - PMedLoop(dBm)

Exemplo Exemplo loop backloop back

DiagramaDiagrama

• A entrada de luz no sensor óptico de potência (1) é convertida foto-elétricamente para corrente por um fotodiodo, a seguir é convertida para tensão por um conversor corrente-para-tensão (2) que consiste em um amplificador operacional.

DiagramaDiagrama

•Em seguida, o sinal de tensão passa através de um amplificador de ganho variável (3), de um filtro passa baixa variável (6), de um amplificador (7), e de um conversor A/D (8), e é então inserido numa CPU (10) como um sinal digital. Após processamento pela CPU, o resultado processado é indicado no display.

DiagramaDiagrama

• Para a entrada de luz modulada, o sinal passa através de um amplificador de ganho variável (3) e de um filtro de banda passante (4), então é detectado por um detector (5) e é inserido no filtro passa baixa variável (6).

Teste de flexão alternadaTeste de flexão alternada

Especificação: O cabo deve suportar a aplicação de 50 ciclos contínuos de flexão alternada em mandril universal de 560 mm sem que ocorra a variação ou incremento nos valores de potência superior a 0,10 dB ou danos permanentes ao revestimento externo.

Resultado Não ocorreram mudanças significativas – Cabo Aprovado

Teste de dobramentoTeste de dobramentoEspecificação: O cabo deve suportar a aplicação de 25 ciclos completos de dobramento em mandril com diâmetro igual a 06 vezes o raio do diâmetro externo do cabo sem que ocorra a variação ou incremento nos valores de potência superior a 0,10 dB ou danos permanentes ao revestimento externo.

Resultados:1- 25 ciclos contínuos de dobramento em mandril de 200 mm – Aprovado

2- 25 ciclos contínuos de dobramento em mandril de 230 mm -- Aprovado

Teste de ImpactoTeste de Impacto

Especificação: O cabo deve suportar a aplicação de 25 ciclos contínuos de impacto em queda livre a uma altura igual a 150 mm com massa de impacto igual a 10 kgf sem que ocorra a ruptura de nenhuma fibra.

Resultados:1- 25 ciclos de impacto com massa

igual a 10 kgf – Aprovado

2- 25 ciclos de impacto com massa igual a 12 kgf – Aprovado

3- 25 ciclos de impacto com massa igual a 14 kgf – Reprovado (Ruptura de fibra)

Teste de CompressãoTeste de CompressãoEspecificação: O cabo deve suportar a aplicação de uma vez sua massa por km em carga de compressão tendo como carga mínima 1000 N sem que ocorra a variação ou incremento nos valores de potência superior a 0,10 dB ou danos permanente ao revestimento externo.

Resultado Início de variação acentuada com 315 kgf de compressão – Aprovado

Norma ABNT 13520Norma ABNT 13520

Esta Norma prescreve o método para determinação Esta Norma prescreve o método para determinação da variação da atenuação óptica em fibras ópticas, da variação da atenuação óptica em fibras ópticas, utilizando os métodos por medida direta, medida de utilizando os métodos por medida direta, medida de

referência e por retroespalhamento.referência e por retroespalhamento.

Fonte ópticaSistema

óptico delançamento

Medidor depotência

óptica - S1, S2

Fibra óptica sob ensaio

Determinação da variação da atenuação óptica – Método por medida direta

Procedimento do método por Procedimento do método por medida diretamedida direta

Retirar o revestimento e clivar as extremidades da Retirar o revestimento e clivar as extremidades da fibra óptica, garantindo que elas estejam limpas, fibra óptica, garantindo que elas estejam limpas, planas e perpendiculares ao seu eixo.planas e perpendiculares ao seu eixo.Posicionar devidamente a fibra óptica nos sistemas Posicionar devidamente a fibra óptica nos sistemas de lançamento e detecção do sinal.de lançamento e detecção do sinal.Garantir que todas as conexões não interfiram no Garantir que todas as conexões não interfiram no ensaio, fixando devidamente terminações da fibra ensaio, fixando devidamente terminações da fibra óptica de ensaio.óptica de ensaio.Medir e registrar o nível de potência inicial (S1), em Medir e registrar o nível de potência inicial (S1), em decibel-metro ou miliwattsdecibel-metro ou miliwattsSubmeter a fibra ao ensaio desejadoSubmeter a fibra ao ensaio desejadoMedir e registrar o nível de potência (S2), em Medir e registrar o nível de potência (S2), em decibel-metro ou miliwattsdecibel-metro ou miliwatts