Назначение
Системы оптические измерительные многофункциональные МАР-200 (далее по тексту - системы) предназначены для измерений мощности оптического излучения, ослабления и уровня обратных потерь в оптических волокнах и их соединениях, исследований спектрального состава излучения в оптическом волокне.
Описание
Система представляет собой прибор, состоящий из базового блока, выполненного в четырех модификациях: MAP-220C, MAP-230B, MAP-280, MAP-280R. Каждая модификация может комплектоваться следующими сменными измерительными модулями в сочетании, зависящем от назначения: модули измерителя мощности mOPM-B1 и mOPM-C1; модуль источника излучения mSRC-C1; модули программируемого источника излучения mTLG-B1 и mTLG-C1; модули измерителя ослабления и обратных потерь mORL-A11, mORL-A13 и mIL-A2; модули программируемого оптического аттенюатора mVOA-A2 и mVOA-C1; модуль переключателя оптических каналов mOSW-C1; модуль оптического спектроанализатора высокого разрешения mHROSA-A1; модуль оптического измерителя длины волны mWAVE-A1.
Модули измерителя мощности mOPM-B1 и mOPM-C1 представляют собой фотоэлектрические измерители мощности, предназначенные для измерений оптической мощности источников с волоконно-оптическим выходом, принцип их действия основан на преобразовании Si- и In-Ga-As-фотодиодом оптического сигнала в электрический с последующим усилением и преобразованием в цифровую форму. Модуль источника излучения mSRC-C1 содержит набор стабилизированных источников излучения с волоконным выходом, основанных на полупроводниковых лазерных диодах или светодиодах, и предназначен для формирования постоянных уровней оптической мощности с длинами волн 850, 1300, 1310 и 1550 нм. Модули программируемого источника излучения MTLG-B1 и MTLG-C1 содержат лазерный диод, принцип действия которого основан на дискретной перестройке длины волны излучения вследствие изменения показателя преломления заднего зеркала резонатора, выполненного в виде комплекса брэгговских решеток - распределенного брэгговского отражателя. Программируемый лазер позволяет производить перестройку и фиксацию длины волны излучения в C-диапазоне (1527 - 1570 нм) и L-диапазоне (1570 - 1609 нм) с шагом 25 ГГц с заданной выходной мощностью. Модули измерителя ослабления и обратных потерь mORL-A11, mORL-A13 и mIL-A2 предназначены для измерений вносимых и обратных потерь в волоконно-оптических линиях, каждый модуль содержит источник и приемник оптического излучения; принцип действия модулей основан на измерении отношения исходного значения мощности и значения мощности сигнала, прошедшего через исследуемую оптическую линию для ослабления или отраженного для обратных потерь. Модули программируемого оптического аттенюатора mVOA-A2 и mVOA-C1 предназначены для внесения ослабления в волоконнооптических линиях. Принцип действия модулей аттенюатора основан на ослаблении оптического сигнала с помощью нейтрального светофильтра переменной толщины, вводимого в сформированный линзами параллельный оптический пучок. Положение светофильтра в пучке и, следовательно, вносимое ослабление регулируется шаговым микроэлектродвигателем, управляемым микроконтроллером. Модуль переключателя
оптических каналов mOSW-C1 предназначен для переключения направления оптического сигнала между двумя или более каналами (до 64) с сохранением уровня мощности. Принцип действия оптического спектроанализатора высокого разрешения mHROSA-A1 и оптического измерителя длины волны mWAVE-A1 основан на применении когерентной техники измерения частоты, где в качестве опорного оптического генератора используется встроенный в модуль перестраиваемый лазер. Смешение сигнала исследуемого излучения и оптического сигнала, полученного от опорного источника, происходит на нелинейном элементе - фотоприемнике. В дальнейшем электрический сигнал от фотоприемника усиливается, фильтруется и обрабатывается цифровым способом.
Управление работой системы осуществляется с помощью встроенного в базовый блок персонального компьютера, работающего под управлением операционной системы Linux. Для управления работой системы к базовому блоку подключаются стандартные USB-клавиатура, манипулятор мышь и монитор. Возможно подключение системы напрямую в локальную сеть через интерфейс Ethernet. У модификации MAP-220C на передней панели имеется встроенный миниатюрный дисплей для отображения информации об измерениях. Для модификации MAP-230B опционально предусмотрена возможность подключения модуля клавиши/дисплей MAP-200KD.
Конструктивно система выполнена в прямоугольном пластмассово-металлическом корпусе настольного типа для модификаций MAP-220C и MAP-230B и встраиваемого в стандартную 19-дюймовую стойку для модификаций MAP-280 и MAP-280R. На передней панели находятся кнопка включения, светодиодные индикаторы, интерфейсные разъемы и отсеки для установки модулей (при отсутствии модуля закрыты заглушкой; для модификации MAP-280R доступ к отсекам осуществляется с тыльной части базового блока системы). Модификация MAP-220C имеет два отсека, MAP-230B - три, MAP-280 и MAP-280R -по восемь. Модуль системы может занимать один или два отсека, в зависимости от модификации.
Для ограничения доступа внутрь каждого модуля системы на тыльную часть корпуса в месте стыка боковой и задней панелей наносится защитная наклейка.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) предназначено для управления работой модулей MAP-200. ПО разделено на две части. Метрологически значимая часть ПО прошита в памяти микроконтроллера каждого модуля. Интерфейсная часть ПО запускается на базовом блоке системы, работающем под управлением операционной системы Linux, и служит для отображения, обработки и сохранения результатов измерений. ПО состоит из управляющей программы «MAP-200».
Идентификационные данные (признаки) программного обеспечения указаны в таблице 1.
Таблица 1
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | MAP-200 |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 8.7.0.3 |
| Цифровой идентификатор ПО | 3EA2C048 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО | CRC32 |
Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» по Р 50.2.077-2014.
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики системы приведены в таблицах 2 - 10.
| Наименование характеристики | Значение характеристики для модулей |
| Общего применения (GP) | Повышенной точности (PP) | Высокой мощности (HP) |
| Диапазон длин волн исследуемого излучения, нм | 800 - 1650 | 750 - 1700 | 800 - 1650 |
| Диапазон измерений средней мощности оптического излучения, Вт | 10-10 - 1,2 • 10-2 | 10-11 - 1,2 • 10-2 | 3,2 • 10-8 - 5 • 10-1 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений средней мощности оптического излучения в спектральном диапазоне, % | 800 - 900 нм: ± 900 - 960 нм: ± 960 - 1600 нм: ± 1600 - 1635 нм: | f 3 V f V / V ± | 500 1 ,5 +-I * W 0 5 500 1 ,5 +-I W0 3 5 500 'I 3’5 + W J 4,0 + 5001 W 0 | / 800 - 1600 нм: ± V 1600 - 1635 нм: ± | 3 5 100J 3’5 + W J 4,0 + 1001 W 0 | 800 - 900 нм: ± 900 - 960 нм: ± 960 - 1600 нм: ± 1600 - 1635 нм: | f Г5 V f V / V ± | п 100001 ’•0 + W J +Ю°°0J W 0 5,0 + 10000 J . W 0 f 100001 5,5 +-J V W 0 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений относительных уровней мощности**, % | ± f0,3 + 5001 V W 0 | ± f 0,3 +100 J V W 0 | В диапазоне 3,2 • 10-8 - 10-2 Вт: ± Г0,7 + 10000 J V W 0 В диапазоне 10-2 - 5 • 10-1 Вт: ± 0,7 |
| * - здесь и далее W обозначает измеренное значение мощности в пВт ** - погрешность измерений отношения двух значений мощности |
| Наименование характеристики | Значение характеристики для модулей |
| Общего применения (GP) | Повышенной точности (PP) | Повышенной чувствительности (UP) | Высокой мощности (HP) |
| Диапазон длин волн исследуемого излучения, нм | 800 - 1650 | 750 - 1700 | 750 - 1700 | 800 - 1650 |
| Диапазон измерений средней мощности оптического излучения, Вт | 10-10 - 1,2 • 10-2 | 10-11 - 1,2 • 10-2 | 10-13 - 1,2 • 10-2 | 3,2 • 10-8 - 5 • 10-1 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений средней мощности оптического излучения в спектральном диапазоне, % | 800 - 900 нм: ± 3,5 + 5001 1 W 0 900 - 960 нм: ± I 5,5 + 500 1 1 W 0 960 - 1600 нм: ±| 3,5 + 500 1 1 W 0 1600 - 1635 нм: ±I 4,0+— | 1 W 0 | 800 - 1600 нм: ±| 3,5 + 100 1 1 W 0 1600 - 1635 нм: ±I 4,0 + 100 | 1 W 0 | 800 - 1600 нм: ±| 3,5 + — 1 К W 0 1600 - 1635 нм: ±I 4,0 + — | К W 0 | 800 - 900 нм: ± 900 - 960 нм: ± 960 - 1600 нм: ± 1600 - 1635 нм: | ^5,0 + 100001 К W 0 ^8,0 + 100001 К W 0 15,0 + 100001 К W 0 f 100001 tl 5,5 +-| К W 0 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений относительных уровней мощности, % | ± 10,3 + 5001 Г W 0 | ± 10,3 +1001 К w 0 | ± Г0,3 + —1 Г W 0 | В диапазоне 3,2 • 10-8 - 10-2 Вт: ± Г0,7 + 100001 К w 0 В диапазоне 10-2 - 5 • 10-1 Вт: ± 0,7 |
| Наименование характеристики | Значение характеристики для модулей |
| Одномодовые | Многомодовые |
| Основные FP (FB) | Суперлюминесцентные (SL) | Светодиодные (LP) | Основные FP (FB) |
| Длина волны, нм | 1310±20 1550±20 | 1310±20 | 1550±20 | 1310±20 1550±20 | 850 ± 20 | 1300±20 | 850 ± 20 1300±20 | 850±20 1310±20 | 850 ± 20 1310±20 |
| Ширина * спектра, нм | не более 5 | не менее 20 | не менее 50 | 1310 нм: не менее 20 1550 нм: не менее 50 | не менее 40 | не более 5 |
| Уровень мощности на выходе, дБм, не менее | 0 | минус 4 | минус 20 | минус 25 | минус 6,5 | минус 3,5 | 850 нм: минус 11 1310 нм: минус 8 |
| Нестабильность уровня мощности за 15 мин, дБ, не более | 0,1 | 0,005 | 0,01 | 0,05 | 0,1 | 0,2 | 0,3 |
| * - определяется как полная ширина на полувысоте - FWHM |
| Наименование характеристики | Значение характеристики для модулей |
| mTLG- B1C10, mTLG- C1C10 | mTLG- B1C20, mTLG- C1C20 | mTLG- B1C40, mTLG- C1C40 | mTLG- B1L10, mTLG- C1L10 | mTLG- B1L20, mTLG- C1L20 | mTLG- B1L40, mTLG- C1L40 | mTLG- B1C1L1, mTLG- C1C1L1 |
| Спектральный диапазон, нм | 1527 - 1570 | 1570 - 1609 | 1527 - 1570 1570 - 1609 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности установки длины волны, пм | ± 16 |
| Нестабильность длины волны за 15 минут, пм, не более | 5 |
| Диапазон установки уровня выходной средней мощности лазерного излучения, дБм | от 7 до 13 | от 7 до 10,5 | от 7 до 13 от 7 до 10,5 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установки уровня выходной средней мощности, дБ | ± 0,1 |
| Нестабильность уровня выходной средней мощности за 15 мин, дБ, не более | 0,005 |
| Оптические выходы, шт | 1 | 2 | 4 | 1 | 2 | 4 | 2 по 2 |
Таблица 6 - Модули измерителя ослабления и обратных потерь mORL-A11, mORL-A13 и mIL-A2
| Наименование характеристики | Значение характеристики для модулей |
| mORL-A13 одномодовое волокно | mORL-A11 многомодовое волокно | mIL-A2 многомодовое волокно |
| Рабочие длины волн, нм | 1310, 1490, 1550, 1625 | 850, 1300 | 850, 1300 |
| Диапазон измерений ослабления, дБ | не менее 50 | не менее 25 | не менее 25 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений ослабления, дБ | ± 0,07 | ± 0,1 | ± 0,1 |
| Диапазон измерений уровня обратных потерь, дБ | 30 - 70 | 15 - 60 | |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений уровня обратных потерь, дБ, в диапазоне, дБ | от 30 до 70: ± 1,0 | от 15 до 20: ± 1,8 от 20 до 60: ± 1,3 | |
Таблица 7 - Модули программируемого оптического аттенюатора mVOA-A2 и mVOA-C1
| Наименование характеристики | Значение характеристики для модулей |
| mVOA-A2, mVOA-C1 одномодовое волокно | mVOA-A2, mVOA-C1 многомодовое волокно |
| без контроля мощности | с контролем мощности | без контроля мощности | с контролем мощности |
| Собственные вносимые потери, дБ, не более | 1,0 | 1,7 | 1,5 | 2,4 |
| Рабочий спектральный диапазон, нм | 1260 - 1650 | 750 - 1350 |
| Длины волн градуировки, нм | 1310 ± 15 1550 ±15 | 850 ± 15 1300 ±15 |
| Диапазон установки ослабления, дБ | 70 | 65 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности установки ослабления на длинах волн градуировки в диапазоне от 0 до 45 дБ, дБ | ± 0,1 | ± 0,1 |
| Наименование характеристики | Значение характеристики для модулей |
| mOSW-C1 одномодовое волокно | mOSW-C1 многомодовое волокно |
| Рабочий спектральный диапазон, нм | 1290 - 1330 нм 1520 - 1650 нм | 760 - 1360 |
| Вносимые потери, дБ, не более | 1,2 |
| Воспроизводимость, дБ | 0,03 |
Таблица 9 - Модуль оптического спектроанализатора высокого разрешения mHROSA-A1 и модуль оптического измерителя длины волны mWAVE-A1
| Наименование характеристики | Значение характеристики для модулей |
| mHROSA-A1 | mWAVE-A1 |
| Спектральный диапазон, нм | 1526 - 1569 | 1526 - 1569 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений длины волны, пм | 3 | 3 |
| Диапазон отображаемых значений уровня входной мощности лазерного излучения (на канал), дБм | от минус 60 до 10 | от минус 60 до 10 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений уровня средней мощности оптического излучения, дБ, при уровне средней мощности (минус 20 ± 1) дБм | ± 0,5 | ± 1 |
Таблица 10 - Общие характеристики
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Габаритные размеры (ШхВхГ), мм, не более: | |
| - базовый блок MAP-220C | 292 х 135 х 420 |
| - базовый блок MAP-230B | 292 х 149 х 420 |
| - базовый блок MAP-280 | 496 х 149 х 420 |
| - базовый блок MAP-280R | 496 х 149 х 420 |
| - однослотовый модуль | 41 х 133 х 370 |
| - двухслотовый модуль | 81 х 133 х 370 |
| Масса, кг, не более: | |
| - базовый блок MAP-220C | 5,3 |
| - базовый блок MAP-230B | 5,9 |
| - базовый блок MAP-280 | 6,8 |
| - базовый блок MAP-280R | 6,8 |
| - однослотовый модуль | 2,0 |
| - двухслотовый модуль | 4,0 |
Электропитание системы осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 ± 22 В, частотой 50 ± 0,5 Гц.
Рабочие условия эксплуатации системы:
• температура окружающей среды, °С............................................от 10 до 40
• относительная влажность воздуха при 20 оС, %, не более...............................80
• атмосферное давление, кПа..................................................от 95 до 105
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации методом штемпелевания и в виде наклейки на корпус прибора методом наклеивания.
Комплектность
Состав комплекта системы представлен в таблице 11.
Таблица 11
| Наименование | Количество, шт. | Примечание |
| Система оптическая измерительная многофункциональная МАР-200 в составе: | 1 | Тип базового блока и набор моду- |
| Базовый блок MAP-220C (MAP-230B, MAP-280, MAP-280R) | 1 | лей определяется при заказе |
| Модуль измерителя мощности mOPM-B1 (mOPM-C1) | 1 | |
| Модуль источника излучения mSRC-C1 | 1 | |
| Модуль программируемого источника излучения mTLG-B 1 (TLG-C1) | 1 | |
| Модуль измерителя ослабления и обратных потерь mORL-A11 (mORL-A13, mIL-A2) | 1 | |
| Модуль программируемого оптического аттенюатора mVOA-A2 (mVOA-C1) | 1 | |
| Модуль переключателя оптических каналов mOSW-C1 | 1 | |
| Модуль оптического спектроанализатора высокого разрешения mHROSA-A1 | 1 | |
| Модуль оптического измерителя длины волны mWAVE-A1 | 1 | |
| Системы оптические измерительные многофункциональные МАР-200. Руководство по эксплуатации | 1 | |
| Системы оптические измерительные многофункциональные МАР-200. Методика поверки | 1 | |
Поверка
осуществляется по документу МП 030.Ф3-15 «Системы оптические измерительные многофункциональные МАР-200. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИОФИ» 03.07.2015 г.
Основные средства поверки:
Государственный первичный специальный эталон единиц длины и времени распространения сигнала в световоде, средней мощности, ослабления и длины волны для волоконно-оптических систем передачи информации ГЭТ 170-2011.
Основные метрологические характеристики:
Компаратор средней мощности оптического излучения в ВОСП. Калориметрический приемник:
4 2
- диапазон мощности 10 - 10 Вт;
- спектральный диапазон 500 - 1700 нм;
- случайная составляющая погрешности компаратора, выраженная в виде СКО, 0,4 %;
- НСП компаратора 0,8 %;
- СКО передачи 0,3 %.
Компаратор средней мощности оптического излучения в ВОСП. Фотоэлектрический ваттметр блока регистрации:
- диапазон измеряемых значений средней мощности от 10-9 до 10-2 Вт;
- диапазоны длин волн исследуемого излучения 800 - 900 нм, 1250 - 1350 нм, 1500 - 1700 нм;
- предел допускаемой основной относительной погрешности измерений средней мощности в рабочем спектральном диапазоне 5 %.
Установка для измерений нелинейности приемников оптического излучения в
ВОСП:
12 2
- диапазон измерений нелинейности от 10 до 10 Вт;
- рабочие длины волн 850 нм, 1310 нм, 1550 нм;
- погрешность измерений нелинейности 0,1 % на порядок диапазона мощности. Установка для измерений спектральных характеристик приемников и источников
оптического излучения:
- диапазон длин волн от 500 до 1700 нм;
- погрешность измерений относительной спектральной характеристики 3 %;
- предел допускаемой абсолютной погрешности измерений длины волны 1 нм. Аппаратура для хранения, воспроизведения и передачи единицы длины волны оптического излучения в ВОСП:
- диапазон воспроизводимых значений для длины волны составляет от 0,6 до 1,7 мкм.
- среднее квадратическое отклонение результата измерений не превышает 5,31 • 10-9 мкм при десяти независимых наблюдениях.
- неисключенная систематическая погрешность не более 1,17 • 10 мкм.
Сведения о методах измерений
«Системы оптические измерительные многофункциональные МАР-200. Руководство по эксплуатации», раздел «Руководства по эксплуатации модулей».
Нормативные документы, устанавливающие требования к системам оптическим измерительным многофункциональным MAP-200
ГОСТ 8.585-2013 «Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений длины и времени распространения сигнала в световоде, средней мощности, ослабления и длины волны для волоконнооптических систем связи и передачи информации».
61832-15: Описание типа СИСкачать1.4 Мб