Uruchomienie transmisji koherentnych z zastosowaniem nowych formatów modulacji oraz wzmacniaczy światłowodowych wykorzystujących zjawisko Ramana, wymaga zapewnienia jak najlepszych i możliwie stabilnych parametrów toru optycznego. W takich systemach sygnał optyczny transmitowany jest z dużym poziomem mocy. Każda niejednorodność w torze (spaw, złącze rozłączalne, zagięcie, mikropęknięcie) powoduje wyraźne straty mocy i odbicia, a w konsekwencji pogorszenie stosunku sygnału do szumu. Kluczowe jest pierwsze ok. 20 km toru optycznego, gdzie suma dyskretnych strat mocy nie może przekraczać 2 dB. Wymóg ten jest często warunkiem koniecznym uruchomienia systemu transmisyjnego.
Niekorzystne rozpraszanie sygnału optycznego pojawia się na spawie jako efekt niedopasowania średnicy pola modu poszczególnych, spajanych ze sobą odcinków włókien – MFD (ang. Mode Field Diameter). Innym negatywnym zjawiskiem może być losowa zmiana wielkości dyspersji polaryzacyjnej – PMD (ang. Polarization Mode Dispersion). Utrzymanie stałej liczby spawów w torach optycznych stało się kluczowym czynnikiem utrzymania sprawności sieci, szczególnie w kontekście użytkowania systemów transmisyjnych nowej generacji.
Mija 20 lat od momentu uruchomienia pierwszych fragmentów sieci PIONIER. Na przestrzeni tych lat zdarzały się awarie, których usunięcie skutkowało pojawieniem się dodatkowych spawów. Stąd tak istotne jest, aby po tymczasowej, doraźnej naprawie, w kolejnym etapie dążyć do wymiany uszkodzonej sekcji kabla, przywracając pierwotną liczbę złącz spajanych na danym odcinku regeneratorowym. W taki sposób odtwarzany jest początkowy stan sieci – naprawy docelowe. Do tych napraw wykorzystywane są kable pochodzące z bieżących zakupów, zawierające włókna produkowane obecnie. Fakt ten sprawia, że parametry tych włókien mogą się nieznacznie różnić od parametrów włókien zastosowanych podczas budowy danego odcinka sieci (mimo, że zachowują zgodność z tym samym standardem ITU-T). Pojawia się wówczas wspomniany wyżej efekt niedopasowania w miejscu nowego połączenia – MFD. Uzyskanie odpowiedniego poziomu tłumienności spawu jest wówczas trudne i często wiąże się nawet z kilkukrotnymi próbami spawania danego włókna tak, aby uzyskać zadowalającą wartość tłumienia. Pojawić mogą się też zjawiska prezentowane na poniższych, przykładowych reflektogramach; obrazują one wyniki pomiarów wykonanych po doraźnym (poprzez wykonanie tzw. „wstawki kablowej”) oraz docelowym (wymiana sekcji kabla) usunięciu awarii.
Pomiar po wykonaniu naprawy doraźnej
Pomiar po wykonaniu naprawy docelowej
Zauważalne są tam „ujemne” wartości tłumienności, mimo że spaw nie jest elementem aktywnym i nie może być tu mowy o wzmocnieniu sygnału.
Graficzna interpretacja wyników pomiarów reflektometrycznych
Charakterystyczne jest to, że każde „podbicie”, obserwowane na początku danej sekcji kabla i na jej końcu, w znacznym stopniu jest kompensowane obniżeniem tłumienia o porównywalnej wartości (dodatnie i ujemne wartości tłumienia). Zważywszy, że pomiary wykonywane są dwukierunkowo (z punku A do B i z B do A), wartość uzyskana w tym samym miejscu jest uśredniana arytmetycznie wskazując wartość tłumienia przyjmowaną dla danego spawu.
Opisane zjawisko jest bezpośrednim efektem niedopasowania średnicy pola modu łączonych włókien.
Piotr Turowicz