Персональные инструменты
Вы здесь: Главная / Об оптике / Вопросы обслуживания / Рефлектометрический анализ ВОЛС
« Ноябрь 2017 »
Ноябрь
ПнВтСрЧтПтСбВс
12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930
 

Рефлектометрический анализ ВОЛС

Рефлектометрический анализ ВОЛС
Рефлектометрический анализ ВОЛС    

Оптические рефлектометры (optical time domain reflectometer, OTDR) позволяют специалистам следить за состоянием волоконно-оптических линий связи на всей протяженности

По мере усиления конкуренции между европейскими телекоммуникационными компаниями, как новыми, так и существующими уже длительное время, надежность сетей становится важнейшим фактором в борьбе за привлечение клиентов и их удержание в течение длительного периода. Проще говоря, быстро приближается эра работы сетей вообще без простоев, так что соответствующие компании начинают нетерпимо относится к выходу из строя на какое-то время кабелей или даже отдельных волокон, используемых как оптические каналы, работающие с гигабитными скоростями.

После установки волоконно-оптического кабеля руководство сети должно быть уверено в том, что каждый отдельный волоконно-оптический пролет соответствует техническим требованиям телекоммуникационной компании, или превышает их. Оптический рефлектометр OTDR остается в настоящее время единственным доступным измерительным прибором, предназначенным для определения параметров оптического волокна с требующейся детализацией. OTDR получает данные, показывающие затухание в волокне в зависимости от расстояния, а также определяет потери, вносимые всеми соединениями, изгибами и обрывами.

Одним из основных достоинств оптического рефлектометра является то, что он обеспечивает подробный анализ с помощью тестирования в одном направлении. Тестирование осуществляеется лишь одним техником, использующим один рефлектометр. Однако такое тестирование в одном направлении имеет смысл лишь по отношению к многомодовым внутренним сетям. Что касается одномодовых сетей, в которых оператор должен предельно жестко контролировать бюджеты полных потерь, то для них больше подходит анализ посредством OTDR-тестирования в двух направлениях.

Оптическая диагностика
   

Многомодовые волокна
Оптический рефлектометр подает в оптическое волокно короткие световые импульсы, а затем создает "моментальные снимки", показывающие (с привязкой ко времени), как часть света отражается назад и выходит из того же конца линии, в который подавались световые импульсы. По мере того как зондирующий импульс распространяется по волокну, возникает релеевское рассеяние: часть света рассеивается вперед и продолжает распространяться по волокну, часть рассеивается в стороны, в оболочку, а остальной свет рассеивается назад, по направлению к фотоприемнику рефлектометра. Отслеживая, в какой степени убывает обратно отраженная энергия (наклон рефлектограммы), рефлектометр определяет затухание, имеющее место во всех частях тестируемого волокна

Неожиданные падения уровня обратно рассеянной энергии (обычно соответствующие длине импульса) говорят о наличии неотражающего события, например, сварного соединения. Однако зондирующий импульс может подвергнуться воздействию и явления, называемого френелевским отражением. Это явление возникает тогда, когда свет переходит из среды с одним показателем преломления в среду с совершенно другим показателем – например, из стекла в воздух (в разъеме или при обрыве волокна). Рефлектометр оценивает потери и на отражающих, и на неотражающих событиях, подсчитывая разность в уровнях обратно отраженной мощности и до, и после места события.

Самым важным фактором при определении рефлектометром характеристик одномодовых линий является сбор и тщательная обработка данных. К сожалению, многие работающие в полевых условиях техники ждут от оптического рефлектометра чего-то необыкновенного. Поскольку OTDR может "видеть" конец волокна, то часто полагают, что он может получить точные характеристики всего, что находится или происходит в волоконно-оптическом пролете.

Однако во многих случаях это предположение оказывается несостоятельным, в основном, из-за того, что обнаружение событий и качество их анализа в значительной степени зависят от отношения "сигнал – шум". Это означает, что в тех случаях, когда рефлектограмма становится зашумленной (например, из-за недостаточного времени усреднения или неподходящих уставок тестирования), определение потерь и, в конечном счете, определение местоположения событий не всегда могут производиться с приемлемым уровнем точности.

Преимущества двустороннего тестирования


Что еще больше осложняет ситуацию – это то, что на уровни мощности, измеряемые OTDR, оказывает влияние коэффициент обратного рассеяния волокна (который, в свою очередь, зависит от диаметра модового пятна). Это становится серьезной проблемой при оценке с помощью рефлектометра потерь на каком-нибудь событии, таком, как сварное соединение, которое связано с двумя волокнами, имеющими не совсем одинаковые диаметры модовых пятен.

Монтажники решают эту проблему путем тестирования в двух направлениях. Поскольку влияние разницы между коэффициентами обратного рассеяния при тестировании в другом направлении меняется на противоположное, то среднее значение двух результатов измерений сводит на нет любое влияние, связанное с несоответствием волокон друг другу и отражает действительное значение потерь.

У тестирования в двух направлениях имеются и несколько других серьезных преимуществ. Можно начать с того, что при таком тестировании исчезают соединения с "усилением мощности", которые могут ввести в заблуждение неопытного оператора. Такие события с "усилением" могут иметь место тогда, когда друг с другом сращиваются три отрезка волокна, у среднего из которых сердцевина немного больше, чем у остальных двух. "Усиление" появляется в том случае, если из среднего отрезка волокна приходит рассеянный сигнал более высокого уровня.

При тестировании в двух направлениях обнаруживаются также события, скрытые в мертвых зонах при тестировании в одном направлении, но воспринимаемые при тестировании в противоположном направлении. Мертвые зоны появляются тогда, когда фотоприемник рефлектометра временно "слепнет" из-за френелевского отражения, затрудняющего точное измерение низких уровней обратно рассеянного света в этой части линии. Мертвые зоны особенно часто возникают на оптической границе сопряжения рефлектометра с тестируемым волокном.

Кроме того, нужно отметить, что при двустороннем тестировании можно обнаружить события с "нулевыми потерями" – такие, когда на соединении двух волокон при тестировании в одном направлении не фиксируется ни потерь, ни усиления мощности. Дело в том, что при переходе света из одного волокна в другое обратное усиление может увеличиться ровно настолько, чтобы компенсировать действительные потери на соединении. При тестировании в одном направлении такое событие обнаружить нельзя.

Хотя тестирование в двух направлениях связано с увеличением времени измерения и финансовых расходов (самые очевидные из них – необходимость обеспечения второго тестера и привлечения к работе еще одного техника), поставщики измерительных приборов предприняли серьезные меры к тому, чтобы такое тестирование выглядело более привлекательным в глазах сетевых операторов. Так, например, многие компании предлагают сейчас специализированное аналитическое программное обеспечение, автоматизирующее (в большей или меньшей степени) процесс усреднения результатов, полученных при тестировании в одном направлении. Некоторые изготовители поставляют также системы, которые объединяют рефлектограммы OTDR, полученные путем тестирования с противоположных концов линии. Такая функция является особенно подходящей при тестировании волоконно-оптических пролетов большой протяженности, существующих в подводных кабельных сетях.

Тестирование многомодовых волокон
   

Усреднение результатов измерений при тестировании многомодового волокна в двух направлениях с помощью OTDR принципиально отличается от такого же усреднения при тестировании одномодовых волокон. Характер распространения света в многомодовых волоконно-оптических пролетах приводит к тому, что действительные потери в волокне при распространении в двух противоположных направлениях отличаются друг от друга.

При переходе света из волокна с меньшим диаметром сердцевины в волокно с большим диаметром потери, вероятнее всего, будут небольшими. В противоположном случае, при переходе света из волокна большего диаметра в волокно меньшего диаметра потери будут очень большими. Кроме того, надо иметь в виду, что действительные вносимые потери, появляющиеся между двумя волокнами, зависят не только от самих волокон, но также и от действительного модового распределения света в начальных волокнах.

Влияние того факта, что обратное рассеяние в двух соединенных волокнах неодинаково, устраняется при тестировании в двух направлениях. Но окончательный результат измерений не отражает действительных потерь на соединении многомодовых волокон (в отличие от одномодовых). Фактически, результаты измерений не показывают действительных потерь на соединениях многомодовых волокон, так как они зависят от направления распространения света.

В любом случае, возможное повышение точности измерения потерь в многомодовых волокнах не имеет особого смысла. В многомодовых волокнах при различных видах их употребления речь идет о значительно больших бюджетах потерь, чем те, которые обычно имеют место в одномодовых сетях.

Кроме того, многомодовые волокна обычно применяются во внутренних сетях, где вместо сварных соединений с низкими потерями применяются пары разъемов с высокими потерями. Увеличение точности измерений потерь, достигаемое при тестировании в двух направлениях, в таких условиях становится бессмысленным.

Операции с документом