IEC TR 61282-14:2024 Руководство по проектированию волоконно-оптических систем связи. Часть 14. Определение неопределенностей измерений затухания на волоконно-оптических установках.

Стандартный №: IEC TR 61282-14:2024
Дата публикации: 2024
Разместил: International Electrotechnical Commission (IEC)
Последняя версия: IEC TR 61282-14:2024

сфера применения

Обзор технического отчёта и история стандарта

Технический отчёт IEC 61282-14 является ключевым компонентом серии руководств по проектированию волоконно-оптических систем связи, в частности, предоставляя подробные рекомендации по определению неопределённости при измерении затухания в оптоволоконных кабелях. Третье издание этого стандарта, выпущенное в 2019 году, представляет собой существенную техническую переработку второго издания, в первую очередь добавляя расчёты неопределённости для методов измерения оптической рефлектометрии во временной области (OTDR) на основе IEC 61280-4-3, а также расчёты неопределённости для пассивных оптических сетей (PON).

Теоретические основы неопределённости измерений

Согласно основополагающим принципам руководства ISO/IEC 98-3 «Руководство по выражению неопределённости измерений», неопределённость измерений — это количественное представление уровня достоверности результата измерения. В области измерения затухания волокна анализ неопределенности требует учета множества факторов, включая условия окружающей среды, навыки оператора, методы испытаний и измерительные приборы.

Тип неопределенности

Основной источник

Степень влияния

Тип распределения

Неопределенность типа A

Изменчивость, вызванная случайными эффектами

Умеренная

Нормальное распределение

Неопределенность типа B

Смещение, вызванное систематическими эффектами

Значительная

Равномерное/треугольное распределение

Неопределенность окружающей среды

Изменчивость температуры и влажности

Небольшая

Равномерное распределение

Неопределенность прибора

Источник света, точность измерителя мощности: значительное нормальное распределение. Анализ методов измерения затухания волокна. Метод измерения измерителя мощности источника света (LSPM). Метод LSPM является фундаментальной технологией для измерения затухания волокна. Согласно стандартам IEC 61280-4-1 и 61280-4-2, он в основном использует эталонные конфигурации с одним, двумя и тремя кабелями. Модель измерения основана на расчете отношения мощностей: затухание A = -10 × log₁₀(P₂/P₁) (дБ). Где P₁ — опорная мощность, а P₂ — тестовая мощность. Распространение неопределенности требует учета относительной составляющей неопределенности измерения мощности. Метод измерения OTDR. Метод OTDR основан на принципе обратного рассеяния и подходит для измерения затухания одномодового волокна. Стандарт предусматривает односторонние и двусторонние модели измерения, специально оптимизированные для сетей PON. Неопределённость измерений с помощью рефлектометра обусловлена в основном такими факторами, как нелинейность рефлектометра, уровень шума и точность установки курсора.

Подробный анализ источников неопределенности

Неопределенность, связанная с прибором

Источник неопределенности	Типичное значение (дБ)	Тип распределения	Коэффициент чувствительности
Нестабильность источника света	0,01–0,05	Нормально	1,0
Шум измерителя мощности	0,002–0,01	Релеевское	1,0
Центральная длина волны зависимость	0,01–0,03	Равномерная	0,5
Потери, зависящие от поляризации	0,01–0,02	Равномерная	0,3

Погрешность, связанная с разъемами

Волоконно-оптические разъемы являются важным источником погрешности при измерении затухания. Типичные значения неопределенности для соединителей эталонного класса следующие:

Тип соединителя	Неопределенность вносимых потерь (дБ)	Неопределенность повторяемости (дБ)	Неопределенность возвратных потерь (дБ)
Тип APC	0,02–0,05	0,01–0,02	0,1–0,3
Тип UPC	0,03–0,06	0,02–0,03	0,2–0,4
Многомодовый Соединитель	0,04-0,08	0,03-0,05	0,3-0,5

Методы расчета и синтеза неопределенности

Расчет комбинированной стандартной неопределенности

Согласно Руководству GUM, комбинированная стандартная неопределенность u_c рассчитывается путем извлечения квадратного корня из суммы квадратов каждого компонента неопределенности:

u_c = √(∑(c_i × u_i)²)

Где c_i — коэффициент чувствительности, а u_i — стандартная неопределенность каждого компонента. Определение расширенной неопределенности: расширенная неопределенность U рассчитывается путем умножения коэффициента охвата k на комбинированную стандартную неопределенность: U = k × u_c. Как правило, при 95% доверительной вероятности k = 2. При небольшом числе степеней свободы значение k следует определять на основе t-распределения. При тестировании одномодовых волоконно-оптических линий связи в центрах обработки данных для измерения затухания используется метод LSPM. Типичная общая расширенная неопределенность составляет приблизительно 0,15 дБ (k = 2). Основные вклады вносят стабильность длины волны источника света (0,03 дБ), линейность измерителя мощности (0,02 дБ) и повторяемость разъема (0,05 дБ).

Тестирование PON для телекоммуникационных сетей

Для тестирования PON-сетей используется метод фильтрованной рефлектометрии (OTDR), а при анализе неопределенности необходимо учитывать зависимость длины волны оптического разветвителя. Типичная расширенная неопределенность может достигать 0,2–0,3 дБ, в первую очередь из-за точности размещения курсора OTDR и вариаций коэффициента обратного рассеяния.

Развитие технологий и разработка стандарта

Технологическая эволюция IEC 61282-14 с первого по третье издание отражает тенденции развития технологии тестирования волоконно-оптических кабелей. Новое издание добавляет специализированное руководство по сетям PON и методам OTDR, отражая разнообразные потребности сценариев применения волоконно-оптических сетей. Ожидается, что в будущих изданиях будет более подробно рассмотрен анализ неопределенности для тестирования многомодового волокна OTDR и более точные методы измерений.

Заключение и перспективы

Технический отчет IEC 61282-14 предоставляет систематическую структуру анализа неопределенности для измерений затухания оптоволокна, помогая испытателям понимать и контролировать различные источники ошибок в процессе измерения. По мере того, как оптоволоконные сети развиваются в сторону более высоких скоростей и более сложных топологий, анализ неопределенности станет ключевой технической основой для обеспечения надежности результатов измерений. Необходимы дальнейшие исследования для изучения влияния новых волоконно-оптических и соединительных технологий на погрешность измерений, а также для постоянного совершенствования соответствующих стандартов и рекомендаций.

IEC TR 61282-14:2024 История

2024 IEC TR 61282-14:2024 Руководство по проектированию волоконно-оптических систем связи. Часть 14. Определение неопределенностей измерений затухания на волоконно-оптических установках.

Руководство по проектированию волоконно-оптических систем связи. Часть 14. Определение неопределенностей измерений затухания на волоконно-оптических установках.

стандарты и спецификации

IEC TR 61282-14:2024 RLV связи. Часть 14 IEC/TR 61282-14:2024 связи. Часть 14 IEC/TR 61282-14:2024 RLV связи. Часть 14 DIN EN IEC 61280-4-5 E:2019-05 Процедуры тестирования подсистемы волоконно-оптической связи. Часть 4-5. Установленная кабельная система. Измерение затухания в волоконно-оптической кабельной BS EN 61280-4-2:2000 Основные процедуры испытаний подсистемы волоконно-оптической связи. Установка волоконно-оптического кабеля. Затухание одномодовой волоконно-оптической линии IEC 61280-4-2:1999 Основные процедуры испытаний подсистемы оптоволоконной связи. Часть 4-2. Оптоволоконная кабельная система. Затухание одномодовой волоконно-оптической кабельной IEC 61280-4-2:2024 Процедуры испытаний подсистемы волоконно-оптической связи. Часть 4-2. Установленная кабельная система. Измерения затухания одномодового сигнала и оптических IEC TR 61282-14:2016 Руководства по проектированию волоконно-оптических систем связи. Часть 14. Определение погрешностей измерений затухания на оптоволоконных установках IEC 61280-4-2:2024 RLV Процедуры испытаний подсистемы волоконно-оптической связи. Часть 4-2. Установленная кабельная система. Измерения затухания одномодового сигнала и оптических