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 дву
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 дву