Оптический рефлектометр что это такое


Принцип работы оптического рефлектометра (OTDR)

  1. Главная

Оптический рефлектометр (OTDR) – это измерительный прибор, предназначенный для определения расстояния до неоднородностей показателя преломления оптического волокна: сварных соединений, макро изгибов, коннекторов, обрывов и т д. Его работа основана на детектирование отраженных сигналов вследствие Релеевского рассеяния и Френелевского отражения.

В ходе диагностики оптического волокна, оптический рефлектометр посылает в него зондирующий импульс.

Зондирующий импульс – это световой импульс определенной амплитуды и длительности. Его характеристики во многом определяют максимальную протяженность измеряемой линии и разрешающую способность измерения.

Одновременно с запуском зондирующего импульса, рефлектометр начинает отсчет времени. Распространяясь по оптическому волокну, импульс сталкивается с различными препятствиями (повреждениями, неоднородностями), от которых происходит отражение части  сигнала. Отраженный сигнал распространяется в обратном направлении и время его поступления на вход рефлектометра фиксируется.

Все неоднородности показателя преломления в рефлектометрии называются “События”. В свою очередь, события делятся на отражающие (вызванные Френелевским отражением) и неотражающие (вызванные Релеевским рассеянием)

Рисунок 1 – Структурная схема оптического рефлектометра

В результате, время распространения сигнала до повреждения вычисляется как разделенное на два время прохождения импульса до повреждения и обратно.

Расстояние до события вычисляется по формуле: L = T * V, где Где T – время распространения импульса до события; V - скорость распространения импульса

Скорость распространения импульса в волокне вычисляется из формулы

Рисунок 2 – Формула определения показателя преломления

Используя показатель преломления n (выставляется в рефлектометре) и скорость распространения света в вакууме C0 (константа).

Результат измерения рефлектометр представляет в виде графика, называемого рефлектограммой.

Рисунок 3 – Типичная рефлектограмма

Подведя курсор к какому-либо событию, на нижней оси можно увидеть на каком расстоянии от точки измерения оно находится.

Чаще всего, результаты измерений в численном виде приводятся и в таблице событий, в которой указываются для каждого события:

  • номер события
  • потери, дБ (на отражающих и не отражающих событиях)
  • отражение, дБ (на отражающих событиях)
  • расстояние до события, км

Рисунок 4 – Оптическая рефлектограмма с таблицей событий

 

Однако в таблицу в автоматическом режиме попадают только идентифицированные рефлектометром события. Вместе с тем, в ряде случаев рефлектометр не способен идентифицировать сварное соединение с малыми потерями, и приходится находить его на рефлектограмме в ручном режиме. Программное обеспечение некоторых рефлектометров позволяет добавить в таблицу найденное в ручном режиме сварное соединение.

Пример

При измерении 12 волоконного кабеля, выяснилось, что 10 волокон имеют по 3 сварки ( на расстоянии 4км, 8 км и 12 км). В 2-х остальных волокнах в автоматическом режиме обнаружено только 2 сварных соединения (на расстоянии 4  км и 12 км). Это вызвано тем, что сварные соединения получились очень хорошими. Вместе с тем, соединения на расстоянии 8 км есть на всех волокнах и ее необходимо показать в отчете. В этом случае, в программном обеспечении открывается рефлектограмма, выставляется курсор на расстояние 8 км и добавляется событие. На этом событии появляется возможность в ручном режиме измерить потери. После добавления такого события, информация о нем появляется в таблице событий и отчете. Таким же способом можно удалить ошибочно найденное событие (Фантом), которое иногда появляется вследствие переотражения сигнала от некачественного или грязного коннектора на входе рефлектометра.

Для получения корректных результатов потерь на событиях, необходимо проводить двусторонние измерения с последующем вычислении среднего значения на каждом событии.

Определение сварного соединения (макро изгиба) оптического волокна при помощи рефлектометра (OTDR)

Как известно, сварное соединение и макро изгиб, относятся к не отражающим событиям, то есть от этих событий не происходит отражения сигнала. Соответственно, для определения их местоположения оптический рефлектометр производит измерение рассеяния света (Релеевского рассеяния) в каждой точке волокна. Причем количество точек измерения является характеристикой АЦП рефлектометра и чем больше количество этих точек, тем больше разрешающая способность прибора.

В настройке рефлектометра присутствует такой параметр как «Порог по не отражающим событиям». Этот параметр определяет минимальный перепад уровня рассеяния, который будет восприниматься рефлектометром как не отражающее событие. Так, минимальное значение порога неотражающих событий у большинства оптических рефлектометров: 0,01 дБ. Это значит, что перепады со значением менее 0,01 дБ будут восприниматься как шумы, а перепады рассеяния более 0,01 дБ – как неотражающее событие, попадать в таблицу событий и обозначаться соответствующим значком (рис 4, события №2,3,4). На первый взгляд кажется, что настройка этого коэффициента не нужна и стоит использовать всегда минимально возможный порог, однако в случае наличия большого количества помех, возможно появление ложных событий, что может ввести измерителя в заблуждение.

Рисунок 5 – Процессы, происходящие в месте сварки волокон различных производителей

На рисунке 5 продемонстрирован случай, когда волокно с большим количеством примесей сварено с волокном с меньшим количеством примесей. В этом случае при измерении слева направо, рефлектометр фиксирует резкое уменьшение уровня обратного рассеяния (Релеевского рассеяния) и идентифицирует событие как неотражающее с большими потерями. При измерении с обратной стороны, при переходе с одного волокна в другое уровень обратного рассеяния резко увеличивается, что идентифицируется как усиление. Естественно, в данном случае мы имеем дело не с реальным усилением, а с псевдо усилением. Поэтому для определения реальных потери на сварном соединении необходимо проводить двусторонние измерение, и вычислять среднее значение потерь на сварном соединении по формуле Асв сред = (А св А-Б + А св Б-А)/2.

Определение разьёмного соединения (коннекторного) оптического волокна при помощи рефлектометра (OTDR)

Разъёмное соединение относится к отражающим событиям. Уровень отражения сигнала от коннекторного соединения описан в соответствующих стандартах и в вебинаре “Оптические разъемы: типы, установка, чистка”. Отраженный от такого соединения сигнал напрямую фиксируется оптическим рефлектометром и отображается на рефлектограмме и таблице событий см. рисунок 3, а также рис 4 (события № 1,5,6,7).

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ:

Подписаться на рассылку статей


fibertop.ru

Оптический рефлектометр, как это работает? Что такое поверка?

 Как работает оптический рефлектометр?

Принципиальная схема оптического рефлектометра показана на рис. 1.

Рис. 1. Схема оптического рефлектометра (взято из книги: Листвин А.В., Листвин В.Н. Рефлектометрия оптических волокон, М., 2005).

Основные компоненты рефлектометра: лазер на определенную длину волны, оптический разветвитель, соединенный с фотоприемником и с выходным оптическим разъемом рефлектометра. Прошу извинить за краткость изложения, подробнее изучить работу рефлектометра можно здесь. Когда излучение лазера через выходной оптический разъем рефлектометра попадает в исследуемое оптическое волокно, наблюдается эффект так называемого Рэлеевского рассеяния, см. рис. 2.

Рис. 2. Иллюстрация Рэлеевского рассеяния на неоднородностях в оптическом волокне.

Всякая плотная среда содержит в себе молекулы вещества, микро- и наноскопические области со слегка отличающимися оптическими характеристиками (неоднородности). Лазерное излучение, распространяясь по такой среде, испытывает многочисленные преломления на границах этих областей, то есть, рассеивается. При этом часть излучения рассеивается в обратном направлении. Это излучение попадает через оптический разветвитель на фотоприемник (см. рис. 1). Фотоприемник вырабатывает слабый ток, который усиливается специальной микросхемой и преобразуется в «единички» и «нули» микросхемой АЦП. А дальше происходит самое интересное! Программное обеспечение рефлектометра строит из «единичек» и «нулей» красивые картинки – рефлектограммы. А почему этим картинкам можно верить? Каким образом лазерный луч, пройдя через тысячи искажений на неоднородностях при распространении до конца оптического волокна, затем пройдя эти же неоднородности в обратном направлении, донес до фотоприемника достоверную информацию о характеристиках волокна? Кто сказал, что из суммы сигналов, попавших на фотоприемник, можно правильно восстановить слагаемые сигналы? В этом и состоит «секрет» устройства рефлектометра.

Специалисты, разрабатывающие программное обеспечение (ПО) для оптических рефлектометров, стоят «на плечах гиганта». Это норвежский математик Нильс Абель, доказавший теорему о том, что если функция имеет определенный вид и удовлетворяет ряду ограничений, то по значению интеграла можно однозначно восстановить подынтегральную функцию, то есть, по сумме восстановить слагаемые. Жутко небрежная формулировка, простите. Главное, чтобы Вы поняли: ПО рефлектометра решает некорректную математическую задачу – по сумме сигналов на фотоприемнике восстанавливает распределение этих сигналов вдоль оптического волокна.

Поэтому, главное отличие рефлектометров друг от друга не в параметрах лазеров или размерах дисплея, а в модели волокна, заложенной в ПО, в алгоритмах восстановления распределения неоднородностей вдоль волокна. Теперь Вам будет понятно, почему на одних рефлектометрах сварка волокон видна, а на других – нет. ПО разное!

Теперь вопрос: а почему можно продавать рефлектометры с разным ПО, дающим разные результаты измерений одной и той же линии? В чем смысл сертификации рефлектометров как средств измерения? 

Давайте разберемся. В соответствии с методикой поверки оптических рефлектометров Р 50.2.071-2009 проверяются следующие параметры:

  1. Определение рабочих длин волн оптического излучения на выходе рефлектометра
  2. Определение диапазона измерений длины и основной абсолютной погрешности измерений длины
  3. Определение динамического диапазона измерений ослабления
  4. Определение основной абсолютной погрешности рефлектометра при измерениях ослабления
  5. Определение мертвой зоны при измерениях ослабления и положения неоднородности
  6. Определение длительности зондирующих импульсов

Как видите, проверка ПО не производится. Следовательно, Вам и только Вам решать, какой рефлектометр лучше подходит для решения поставленной перед Вами задачи. Берите рефлектометр на тестирование или обращайтесь сюда.

Как получить рефлектограмму? Нужно подключить исследуемое оптическое волокно к выходному разъему рефлектометра (см. рис. 3). Естественно, волокно должно быть оконцовано разъемом соответствующего типа: FC sm (см. рис. 3).

Рис. 3. Выходной разъем оптического рефлектометра FC sm.

Если исследуемый кабель оконцован (разделан, заведен в кроссовую панель, подключен к кроссовому полю), то подключиться к кабелю просто. Берем патчкорд из комплекта рефлектометра и соединяем разъем рефлектометра с портом на кроссе. А если кабель на барабане? Куда подключаться? 

Рис. 4. Конец оптического кабеля на барабане. Защитный колпачок.

Кабель нужно разделать с помощью набора инструментов. Затем волокно нужно оконцевать разъемом. Тут есть два решения. Если есть в наличии сварочный аппарат, то удобно приварить к исследуемому волокну пигтейл FC sm и провести измерения. Второй способ – оконцевать волокно с помощью устройства УП-125. Правда, оно стоит как половина сварочного аппарата. Есть более экономичное решение – адаптер «голого» волокна АГВ-3. Примечание: ещё понадобится скалыватель. Адаптер АГВ-3 – простое устройство, но требует большой аккуратности, так как адаптер с волокном придется включать во внешний разъем рефлектометра (см. рис. 3). При небрежном обращении можно испортить разъем, и дальнейшая работа с рефлектометром станет невозможной. Защитить разъем рефлектометра можно с помощью FM адаптера. Итак, подключились, нажали «Test», получили рефлектограмму. Как её расшифровать, понять, какие события имеются в линии?

Рис. 5. Общий вид рефлектограммы (взято из книги: Листвин А.В., Листвин В.Н. Рефлектометрия оптических волокон, М., 2005).

Продолжение следует…  

В этой категории нет товаров.

optel.ru

Как применяют оптические рефлектометры

Несмотря на оригинальность всех ранее рассмотренных приборов для проведения измерений на волоконно-оптических линиях связи, оптические рефлектометры (OTDR) превосходят их по сложности, диагностическим возможностям и, разумеется, по цене. Они существенно упрощают локализацию неисправностей - на рефлектограмме видны все неоднородности оптического волокна (сростки, точки коммутации и т. п.). В ряде случаев эти работы без рефлектометра вообще невозможно выполнить (например, в случае бронированных, уложенных в каналы или грунт оптических кабелей). С помощью рефлектометра можно измерить такие параметры, как погонное затухание, возвратные потери, величину отраженного сигнала. А сравнение текущей рефлектограммы с полученной ранее и сохраненной эталонной позволяет мгновенно выявить возникшие с течением времени отклонения в параметрах линии. Можно сказать, что рефлектометр - незаменимый прибор.

Однако принцип определения потерь рефлектометром отличается от того, как осуществляются измерения с помощью источника излучения и измерителя мощности. Поскольку величина потерь устанавливается косвенно, то, будучи прекрасным средством поиска точек с высокими потерями, этот прибор не обеспечивает требуемой точности при измерении затухания. Он не позволяет тестировать установленные на концах линии соединители. Ошибки диагностики, связанные с этими фактами, весьма распространены. Поэтому, справедливости ради, стоит отметить, что при всей незаменимости рефлектометра его одного явно недостаточно для проведения всего комплекса измерений на волоконно-оптической линии. Таким образом, при тестировании линии можно ограничиться измерением потерь и обойтись без рефлектометра, но недостаточно снять только рефлектограмму без измерения потерь. Для повышения точности и достоверности результатов тестирования диагностику линии лучше с помощью рефлектометра провести с обоих ее концов.

У оптических рефлектометров есть и другие слабые стороны. Они полностью повторяют перечень недостатков рефлектометров для металлических кабелей. Во-первых, это высокая стоимость приборов и их обслуживания (калибровки). Во-вторых, наличие мертвых зон (которые могут составлять десятки метров). И в-третьих, высокие требования к квалификации оператора (неопытному специалисту читать рефлектограммы чрезвычайно сложно).

Роль оптического рефлектометра в комплексе измерений на волоконно-оптической линии достаточно высока, что заставляет присмотреться к описываемым приборам повнимательнее. Этого требует и существенный разброс по ценам и функциональному набору представленных на рынке моделей.

Принцип действия всех рефлектометров прост: они посылают в линию импульсы излучения и регистрируют поток обратного рассеивания. В результате обнаруживаются все неоднородности на пути распространения света, определяются их величина и место расположения. Разница между приборами заключается в используемом методе измерения, средствах обработки и отображения результатов, наборе сервисных функций и конструктивном исполнении.

Самым примитивным устройством является рефлектометр с цифровым отображением информации, возможности которого ограничены измерением дальности на сравнительно небольших расстояниях (до 30 км) до неоднородности. Его чаще всего называют оптическим локатором или локатором неисправностей. Более развитые оптические локаторы могут измерять и поочередно отображать расстояния до нескольких (до 100) неоднородностей, потери в каждой из них, общее количество неоднородностей и т. п.

Наиболее мощными рефлектометрами, где функциональные возможности реализованы в полной мере, считаются модульные рефлектометры. А близкие к ним по мощности лабораторные рефлектометры мало пригодны для полевых измерений в силу своих массогабаритных показателей и питания от сети. Модульные же рефлектометры обеспечивают высокую мобильность, поскольку изготовлены на основе специализированных портативных персональных компьютеров. Пользовательский интерфейс обычно представлен в виде раскрывающихся диалоговых меню, а управление осуществляется с помощью сенсорного экрана. Часто предусматривается возможность применения широкого набора периферийных устройств (клавиатуры для ввода текстовой описательной информации, модема или сетевого адаптера для обмена данными, накопителя для дисков 3,5", мини-принтера для распечатки результатов и т. п.), часть из которых может быть выполнена как сменные модули. Точно так же сделаны и измерительные блоки для различных длин волн. Кроме того, рефлектометр может иметь сменные модули, реализующие дополнительные функции (оптического тестера, телефона, анализатора спектра излучения и т. п.), обычно выполняемые другими приборами. Приобретать такое оборудование можно частями, начиная с самого необходимого, расширяя набор модулей в соответствии с возникающими задачами.

Ряд модульных рефлектометров выпускается в виде приставки, сопрягаемой с обычным ноутбуком по последовательному интерфейсу или через слот PCMCIA. Некоторые из этих приборов не могут работать без ноутбука, другие же предоставляют пользователю компромисс: автономно они могут только проводить измерения и отображать ограниченный набор параметров на встроенном цифровом дисплее (т. е. работать как оптические локаторы), а после подключения к ноутбуку превращаются в полнофункциональный рефлектометр.

Более экономичны функционально полные мини-рефлектометры. Хотя они и не обеспечивают такой гибкости, как модульные рефлектометры, но самодостаточны и обладают всеми необходимыми функциями для проведения измерений на оптическом кабеле. Главное при выборе прибора - заранее учесть все виды измерений и сервисных функций, которые могут потребоваться при его эксплуатации, так как расширить имеющийся набор в дальнейшем невозможно. Выбирая рефлектометр, следует изучить и все важнейшие характеристики рассматриваемых образцов.

Среди полезных функций рефлектометров нужно отметить масштабирование по обеим осям, автоматический выбор диапазона по дальности и зондирующего импульса, ввод текстовой пояснительной информации, хранение результатов и обмен с компьютером, режим сравнения рефлектограмм.

Важнейший параметр - динамический диапазон рефлектометра, который зависит от энергии зондирующего  импульса и чувствительности приемника. Именно он и определяет максимальную длину исследуемого рефлектометром оптического волокна. От его значения (обычно - 20-46 дБ) зависит стоимость прибора. При сопоставлении устройств по этому параметру нужно быть крайне осторожным, так как его иногда представляют в различных величинах.

Особое внимание следует обратить и на разрешающую способность по уровню оптического сигнала и дальности (или пространственную разрешающую способность). Последний параметр связан с длительностью используемого зондирующего импульса и, наряду с точностью измерения по дальности, определяет точность локализации неисправности. Рефлектометр должен обеспечивать возможность автоматического или ручного выбора длительности импульса для достижения компромисса между необходимой дальностью и разрешающей способностью: чем выше энергия импульса (т. е. чем больше его длительность), тем больше дальность, но и хуже разрешающая способность. Отметим, что точность измерений по дальности и линейность зависят от стабильности внутренних тактовых генераторов. Точность по дальности зависит также от точности определения коэффициента преломления исследуемого оптического волокна (его значение применяется для расчета расстояния).

Еще один параметр рефлектометра - величина мертвых зон, в пределах которых фиксация потока обратного рассеяния невозможна. Мертвые зоны зависят от длительности светового импульса (до его окончания приемник не в состоянии зарегистрировать излучение) и динамического диапазона (импульс, отраженный от неоднородностей с высоким коэффициентом отражения, вызывает насыщение приемника, и ему требуется время на восстановление). Для устранения эффекта мертвой зоны используется внешняя или встроенная в рефлектометр удлинительная катушка.

Для получения качественной рефлектограммы необходимы удлинительная катушка в месте подключения рефлектометра (иначе соединитель окажется в мертвой зоне) и коммутационный кабель на другом конце (чтобы измерить потери в дальнем соединителе). Оба кабеля должны быть того же типа, что и используемый оптический кабель. При тестировании линии протяженностью до 2 км, и тот и другой должны иметь длину 75-100 м. Учитывая, что такой отрезок кабеля хранить непросто, удлинительные катушки для удобства эксплуатации поставляются смонтированными в защитных корпусах различного вида.

Во время проведения пусконаладочных работ могут потребоваться аттенюаторы. Для работ предлагается чрезвычайно широкая гамма этих устройств самой различной конструкции. Фиксированного затухания добиваются за счет применения шнуров с нормированным затуханием. Того же результата можно достичь с помощью колец, которые устанавливаются на соединитель и обеспечивают воздушный зазор между сердечниками оптических соединителей.

Регулируемый уровень затухания получают, используя ступенчатый аттенюатор, уровень затухания в котором пропорционален числу уложенных в пазы витков шнура. Свои решения имеются и для случаев, когда требуется плавная регулировка затухания, вносимого аттенюатором в тракт. Такую возможность обеспечивают соединители (вилки со шнуром или розетки) с регулируемым зазором. Еще одна разновидность аттенюаторов: регулируемые Она выполняется в виде приборного блока.

Видео:

 

См. также:

 

skomplekt.com

Рефлектометр. Виды и устройство. Работа и применение. Как выбрать

Рефлектометр представляет собой специальное устройство, которое предназначено для нахождения дефектов в кабельных линиях с помощью локационного метода. За счет того, что данный прибор направляет импульсы по проводу, можно находить и классифицировать разрывы, короткое замыкание и другие типы повреждений. Появление подобных приборов было вызвано использованием цифрового формата и отказом от аналоговой передачи данных. Поэтому появилась нужда в качественной передаче информации, ведь в аналоговой телефонии было достаточно того, что абонент просто слушает другого. Шумы и трески на линии считались обычным явлением.

Однако сигнал цифрового качества должен доставляться полностью, наличие проблем с кабелем может приводить к потере части информации, вследствие чего связь имеет нестабильность. Поэтому и появилась необходимость проверять и исправлять минусы кабелей, а значит без рефлектомерных устройств здесь не обойтись. При помощи таких приборов удается быстро обнаружить и устранить проблемы с кабелем.

Виды

Рефлектометр имеет два основных вида. Одни модели используются для проводов, другие применяются для оценки параметров оптических кабелей, передающих сигнал с большой скоростью и минимальными потерями. Поэтому рефлектометры классифицируются на импульсные и оптические устройства.

Импульсные также имеют два основных вида. Это определяется тем, для чего они применяются. Устройства для проводов могут классифицироваться на узкополосные и широкополосные. Вид прибора зависит от того, какой тип приемного блока применяется в их конструкции. В большинстве случаев применяется узкополосный блок. Вызвано это тем, что в этом случае задействуется узкополосный усилитель, что позволяет снизить мощность, в том числе и цену устройства.

Широкополосные устройства, используемые для кабелей, позволяют снизить степень шумов до минимальных показателей. Данный параметр лучше всего подойдет для использования прибора на большой дальности. Это вызвано тем, что в устройстве нет схемы выборки хранения, что свойственно узкополосным приборам. В то же время следует учитывать, что невозможно использовать подобные устройства на коротких расстояниях, так как нет возможности подать импульс на малую дальность. Широкополосное устройство работает по принципу измерения скорости прямого движения импульса, а также скорости обратного перемещения, при встрече с неоднородностью в кабеле.

Оптические используются для оптических кабелей. В целом они довольно схожи с импульсными приборами, однако у них есть некоторые отличия. Главная особенность оптических приборов в том, что по кабелю отправляется не электроимпульсы, а световые импульсы. Данный прибор можно задействовать с целью диагностических работ при проверке линий связи, включая проверку сигнальных и силовых проводов.

Исходя из мощности, дальность применения этих приборов может составлять в пределах 10000-50000 метров. С их помощью можно найти обрывы, определить наличие короткого замыкания, отводов и так далее. К тому же рефлектометр можно подключить к ПК, что позволяет сохранить итоги измерений и провести их обработку.

Устройство
Оптический рефлектометр имеет следующие основные элементы:
  • Дисплей, куда выводится полученная информация.
  • Блок обработки.
  • Блок управления.
  • Импульсный лазер.
  • Приемный преобразователь.
  • Разветвитель.

Импульсный лазер создает световые импульсы определенной мощности и длительности. Данные параметры зависят от блока управления, который задает ток накачивания для лазера. Лазер вырабатывает импульсы, которые по времени составляют от одной наносекунды до 10 микросекунд.

Импульсы, создаваемые блоком управления, имеют частоту, которая задается вручную, любо определяется автоматизированным способом в зависимости от длины исследуемого участка кабеля. В тот же момент времени на блок обработки направляются синхронизирующие импульсы.

Световые импульсы направляются на кабель через разветвитель, который имеет входящие и выходящие порта. Через входные порты соединяются лазер и преобразователь. А через выходной порт подключается кабель, который исследуется.

Обратный сигнал, который возвращается из кабеля, принимается фотоприемником преобразующего устройства. В результате происходит преобразование оптических сигналов в электрические.

Чтобы увеличить полученный сигнал, применяется предусилитель, который монтируется вместе с фотоприемником.

Далее сигнал направляется в блок обработки. В нем электросигнал обрабатывается, после чего создается рефлектограмма, которая направляется на дисплей. К тому же в указанном блоке выполняется обработка рефлектограммы и проводятся измерения. В современных устройствах блок обработки включает цифровой блок и преобразователь, который переводит аналоговый сигнал в цифровой.

Чтобы снизить уровень шумов и расширить диапазон, в блоке обработки накапливаются данные от огромного количества отраженных сигналов. Преобразованная рефлектограмма направляется на дисплей или блоки автообработки, после чего на дисплее высвечиваются итоги измерений. Они могут сохраняться в памяти или сравниваться с другими данными, которые хранятся в памяти.

Принцип действия
  • Устройство подключается к проводу. Лазер создает короткий электроимпульс, который начинает двигаться по проводу.
  • Если при прохождении сигнала в кабеле имеется обрыв или другое препятствие, то происходит отражение сигнала. При этом параметры отраженного сигнала зависят от характеристик препятствия, которые привели к его отражению.
  • Прибор фиксирует отраженный сигнал и измеряет его параметры. Выполняется сравнение полученного сигнала с его начальными показателями. В расчет также принимается время, потраченное на прохождение сигнала по кабелю.
  • В памяти прибора имеются программы, которые анализируют полученные данные, а также определяют расстояние, на котором располагается помеха и ее характер.
  • Переработанная информация отправляется на дисплей, где пользователь видит все показатели помех и расстояние до них.

Если вкратце, то пользователю необходимо подсоединить прибор к исследуемому кабелю, после чего нажать кнопку. Все остальное прибор делает сам и выводит полученный результат на экран. Останется только проанализировать полученную информацию и устранить возникшую проблему. При необходимости рефлектометр можно подсоединить к ПК, чтобы сохранить полученные результаты или провести сравнение с уже имеющейся информацией.

Применение

Рефлектометр позволяет:
  • Найти места повреждения в кабельной линии, а также обнаружить наличие неоднородностей.
  • Определить характер повреждений, в числе которых может быть обрыв, короткое замыкание и тому подобное.
  • Измерить коэффициент укорочения в линии в том случае, когда длина кабеля известна.
  • Определить расстояние до точки, где жилы перепутались в кабеле.
  • Найти места замыканий кабеля.
  • Определить наличие плавающих дефектов.
  • Отыскать параллельные отводы и тому подобное.
Рефлектометр может применяться для:
  • При прокладки и надежной эксплуатации силовых кабелей.
  • Для прокладки и надежной эксплуатации линий связи.
  • Установки и надежной эксплуатации радиочастотных кабелей, кабелей сигнализации, управления, контроля и так далее.
  • Прокладки и надежной эксплуатации в кабельном телевидении, в компьютерных сетях, в системах связи, телекоммуникаций и тому подобное.
  • Измерения длины проводов на производстве и при их продаже.
Как выбрать

  • Рефлектометр следует подбирать с учетом того, в каких целях он будет использоваться. Сегодня существует огромное количество моделей приборов с различными технико-эксплуатационными характеристиками, что позволяет подобрать прибор с оптимальным функционалом.
  • Также необходимо учитывать параметры среды, где эти приборы будут применяться. Это могут быть стандартные условия предприятий и лабораторий, условия с повышенной влажностью, которая может доходить до 90%. Также устройства могут применяться с целью их использования на выездных и полевых работах. Также это могут быть устройства, которые встраиваются в измерительные стенды.
  • При выборе прибора следует учитывать динамический диапазон устройства, разрешение по расстоянию, и возможность назначения порогов. Динамический диапазон представляет максимальную длину, на которой можно измерить необходимые параметры. Чем данный показатель будет выше, тем лучше. В результате можно будет подобрать лучшую модель, которая подойдет для конкретной цели.
  • Также следует учесть набор рабочих длин волн устройства. Чем их будет больше, тем устройство будет более функциональным. В то же время следует учитывать и то, что и цена устройства в данном случае будет выше. Поэтому в первую очередь следует определиться, какие длины волн Вам потребуются для работы.
  • Параметры мертвых зон относительно затухающих и отраженных сигналов. Желательно, чтобы их было меньше, что позволит построить более точную рефлектограмму.
  • Следует также учесть дальность световых импульсов, диапазон измеряемого расстояния, количество отсчетов и применяемое программное обеспечение в устройстве.
Похожие темы:

electrosam.ru

Оптический рефлектометр - это... Что такое Оптический рефлектометр?

Оптический рефлектометр Fluke Networks в работе

Опти́ческий рефлекто́метр (англ. OTDR, Optical Time Domain Reflectometer) — прибор для измерения параметров волоконно-оптических линий (ВОЛП).

Принцип действия

Принцип работы прибора основан на анализе отражённых оптических импульсов, излучаемых рефлектометром в оптическое волокно. Измерения с помощью оптического рефлектометра основано на явлении обратного рассеяния света в волокне и на отражении света от скачков показателя преломления. Импульсы света, распространяясь по линии, испытывают отражения и затухания на неоднородностях линии и вследствие поглощения в среде.

Оптический импульс вводится в волокно через направленный ответвитель. Этот импульс распространяется по волокну и ослабляется в соответствии с коэффициентом затухания волокна. Незначительная часть оптической мощности рассеивается, и в результате обратно рассеянное излучение через направленный ответвитель попадает на фотодетектор, преобразуется в электрический сигнал, усиливается, обрабатывается и результат выводится на дисплей.

Измерение затухания с помощью OTDR основано на предположении, что коэффициент обратного рассеяния является постоянным для данного волокна, то есть в каждой точке волокна рассеивается назад одинаковое количество оптической мощности, но из-за затухания самого волокна на фотодиод рефлектометра попадает линейно уменьшающаяся оптическая мощность. Затухание волокна между точками 1 и 2 определяется как половина разности между соответствующими уровнями мощности P1 и P2: A=-(0.5)*(P1-P2)(dB) — множитель -0,5 появляется из-за того что свет прошел двойной путь от источника к пункту отражения и обратно. В случае дефекта или стыков происходит резкое увеличение обратного излучения и по времени этого излучения вычисляется точка дефекта, стыка и обрыва волокна.

Измерения с помощью рефлектометра обычно производятся на длине волны света равной 1,31 или 1,55 мкм.

По полученным данным формируется характеристика, именуемая рефлектограммой. Анализ искажённых принятых импульсов позволяет определить длину волоконно-оптической линии, затухание сигнала в ней, включая потери на соединителях и коннекторах, расстояния до мест неоднородностей волокна, которые могут быть связаны с обрывом или изменением его структуры.

Современный оптический рефлектометр представляет собой сложный и дорогостоящий прибор, проводящий комплекс измерений в автоматическом режиме, самостоятельно вычисляющий все необходимые характеристики.

Возможности

Современный оптический рефлектометр обеспечивает:

  • проведение тестирования ВОЛП в автоматическом режиме (рефлектометр самостоятельно определяет оптимальные параметры для проведения измерений, анализирует полученные результаты и представляет информацию в виде рефлектограммы и подробной таблицы).
  • определение длины оптической линии и расстояний до точек неоднородностей оптического волокна (сростки, точки коммутации и т. п.)
  • расчёт затухания в линии, величины возвратных потерь и величины отражённого сигнала.
  • визуальное определение повреждений ВОЛП.
  • динамический диапазон 35-45 дБ (дальность действия рефлектометра до ~ 300 км.)[источник не указан 1113 дней] [1]
  • вывод на экран, хранение во внутренней памяти и передачу на внешний носитель результатов измерения и тестирования для дальнейшего анализа.
  • формирование в электронном виде акта приёмосдаточных испытаний оптического кабеля.

Конструктивное исполнение

Оптический рефлектометр может быть выполнен в виде:

  • самостоятельного устройства
  • приставки (платы) для компьютера или ноутбука

См. также

Примечания

  1. Данные получены на основе анализа параметров современных рефлектометров крупнейших производителей: Fluke Networks, Tempo/Greenlee, Exfo

Ссылки

dic.academic.ru

Рефлектометр. Виды и работа.Применение и устройство.Особенности

Рефлектометр – это электрический высокотехнологический прибор, предназначенный для анализа параметров волоконно-оптических линий передач. Устройство помогает найти дефекты в оптоволоконной магистрали, а также ее разрывы, с точным указанием расстояния до места повреждения. Устройство является очень распространенным в связи с широкомасштабным применением оптоволоконных линий, которые используются для интернет-сетей. Оптоволокно представляет собой прозрачные жилы, проводящие световой сигнал с минимальными потерями мощности. Для выявления дефектов в их структуре применение классических тестеров для электропроводов невозможно, поскольку волокно не пропускает ток. Рефлектометры являются единственным прибором, способным искать точки разрыва проложенной линии.

Как работает рефлектометр

Хотя данное устройство и имеет очень непростую конструкцию, принцип его работы не сложный для понимания. Прибор генерирует лазерный пучок света, который отправляется по оптоволокну в виде короткого импульса. Во время движения пучка при попадании на мелкие дефекты в линии, часть света отражается и двигается обратно на чувствительную часть рефлектометра. Она улавливает отбитый сигнал и проводит его фиксацию. Остальная часть пучка, которая смогла пройти через поврежденную часть провода, продолжает движение дальше. По мере преодоления различных препятствий часть света преломляется и возвращается обратно на устройство. Это продолжается до тех пор, пока импульс не преодолеет всю линию до ее конца, или не наткнется на участок полного разрыва.

Прибор фиксирует с большой точностью расстояние до мест с существенными дефектами, которые уменьшают силу сигнала, а также участка полного обрыва. Благодаря этому, можно провести ремонт уложенного оптоволоконного провода, а не менять его полностью. Также устройство позволяет оценить качество сварного шва, который получается при соединении кусков кабеля.

Принцип действия устройства вполне понятен. Данное объяснение является весьма упрощенным, поскольку фактически прибор генерирует короткие импульсы с высокой частотой. Сделать точные выводы о состоянии сети, используя только один импульс невозможно. В связи с этим прибор подключается на 20-30 секунд и за это время совершает несколько тысяч сигналов. Полученные данные от каждого из них анализируются и выводятся в виде диаграммы, которая представляет средний показатель от каждого из тысяч измерений.

Возможности рефлектометра

Рефлектометр может работать с длинными сетями, продолжительность которых составляет километры. Конечно, для точного получения данных необходимо применение мощного прибора способного создавать импульс достаточной силы для преодоления столь большого расстояния. Представленные на рынке рефлектометры могут быть рассчитаны как для больших расстояний, так и для малых. Последние используются преимущественно для тестирования домашних интернет сетей в офисах, когда импульс не проходит больше 100 м.

Для получения точных сведений о результате измерений тестированной линии в меню рефлектометра нужно перейти на вкладку события, которая отображает диаграмму эффективности передачи импульса. Скачки диаграммы говорят о наличии дефектов. Обычно кроме диаграммы прибор имеет дополнительную расшифровку существенных скачков, которая кроме расстояния до места дефекта указывает и потери сигнала. На основании этих данных можно принять решение о необходимости проведения ремонта или об оставлении линии в прежнем состоянии, если уровень потерь несущественный.

Внешний вид рефлектометра

Внешне рефлектометр представляет собой компактное устройство, которое немного напоминает игровой планшет. Он имеет массивный корпус с множеством кнопок регулировки и небольшим цветным или черно-белым экраном. На боковой части устройства имеются внешние разъемы различного стандарта. Каждый разъем закрывается крышками для предотвращения попадания внутрь влаги и пыли. Зачастую прибор оснащен резиновыми накладками для защиты от ударов при падении. Также корпус оснащается USB портом для подключения к компьютеру, что позволяет снимать данные для формирования отчетов.

Внутреннее устройство прибора
Внутри рефлектометр имеет сложную структуру, главными частями которой являются:
  • Лазерный светодиод.
  • Оптический разветвитель.
  • Чувствительный фотоприемник.
  • Входной коннектор.
  • Материнская плата.
  • Центральный процессор.

Материнская плата представляет собой большую микросхему, которая внешне ничем не отличается от прочих плат, используемых внутри телефонов, планшетов ноутбуков или компьютеров. Конечно, ее дорожки не имеют ничего общего с прочими гаджетами, но рядовой пользователь особой разницы не увидит. Центральный процессор обеспечивает проведение анализа полученных данных и их вывод на экран прибора.

Самыми главными частями прибора, которые и обеспечивают работа устройства, являются – лазерный светодиод, разветвитель и фотоприемник. Лазерный светодиод создает световой сигнал в виде короткого импульса, длительность которого в зависимости от модели устройства составляет от 5 нс до 20 мкс. Стоит отметить, что один светодиод не может выдавать различную длину волны. В связи с этим если прибор имеет в настройках изменения данного параметра, то это говорит о том, что в нем имеется несколько светодиодов. Как правило, их установлено два, с длиной волны 1310 нм и 1550 нм. Это самый распространенный параметр рефлектометров, позволяющий работать с подавляющим большинством сетей.

Оптический разветвитель выступает в роли посредника, который выпускает излучение лазера в оптоволокно, а при возвращении отбитых импульсов переводит их направление не на диод, а на приемник. Это очень чувствительное устройство, без которого функционирование рефлектометра невозможно.

Одним из самых важных и дорогостоящих элементов является чувствительный фотоприемник. Он фиксирует силу отбитого сигнала, который возвращается и передает данные на центральный процессор. От качества его работы зависит чувствительность принятия зондирующего импульса, посылаемого вдоль волокна. Чем лучше данный элемент, тем более точно можно определить на каком расстоянии имеется повреждение и уровень потерь сигнала при его прохождении.

Типы оптических рефлектометров

Существует всего два типа рефлектометра – обычные и для работающих сетей. Обычное устройство предназначено только для подключения к оптоволокну, которое не задействовано в передаче сигнала. Такими приборами проверяют качество монтажа после укладки линии, которая еще не подсоединена к общей магистрали. Такое устройство поможет определить, как хорошо была проведена сварка кусков кабеля. Если такой прибор подключить к задействованной сети, которая передает информационные сигналы, то рефлектометр может сгореть. Некоторые модели имеют защитный механизм, который блокирует поступающие помехи и отключает прибор для предотвращения его поломки.

В том случае, если необходимо провести измерение задействованной сети используется специальный вид рефлектометров. Он не реагирует на создаваемые помехи, поскольку имеет в своей конструкции дополнительные фильтры для их отсеивания. Устройство регистрирует только те импульсы, которые были посланы его диодом.

Предосторожности в работе

Для того чтобы избежать подключения рефлектометра не подходящего типа к сети, которую нужно проверить, следует сначала провести ее диагностику с помощью измерителя оптической мощности. Данный прибор позволит получить данные о том – работает данная сеть или еще не подключена. После этого можно воспользоваться рефлектометром не опасаясь, что он перегорит.

Используя рефлектометр нужно быть очень аккуратными, поскольку имеющийся в его конструкции коннектор для подключения к сети сделан из нежного материала, который даже при наличии царапинки будет искажать получаемые данные. В результате, полностью действующее устройство в безупречном техническом состоянии, но с дефективным коннектором, не сможет давать точные данные. Особенно чувствительной является центральная часть коннектора, представляющая собой керамический цилиндр, диаметр которого составляет 2,5 мм. Внутри него находится сердцевина из оптического волокна, выступающего в роли проводника для подаваемого импульса. Его диаметр меньше одной сотой доли миллиметра.

Для предотвращения получения дефектов следует тщательно чистить патч корд, который подключается к прибору. Зачастую для продления ресурса коннектора берется специальный патч корд переходник, с так называемой розеткой адаптером на втором конце, который подсоединяется к рефлектометру. Далее патч корд уже не снимается, а все последующие линии подсоединяются к его розетке. Если он будет поврежден, то его замена будет намного дешевле, чем ремонт рефлектометра.

Повышение точности измерения

Точность измерения зависит не только от самого прибора, но и способа его подключения к сети. В том случае если необходимо просто найди повреждение в оптоволокне, то вполне можно обойтись коротким патч кордом. В том случае если нужно снять данные для оформления сертификата сети, применяется компенсационная катушка, длина которой составляет от 300 до 500 м. Также для повышения точности данных необходимо провести измерение в обоих направлениях. Сначала рефлектометр подключается к одному концу оптоволокна, а после этого необходимо перейти ко второму.

Похожие темы:

tehpribory.ru

Как выбрать оптимальный оптический рефлектометр и не потратить много денег

Бурное развитие волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) в последние десятилетия потребовало простых надежных приборов для диагностики оптических коммуникаций. Оптический рефлектометр (OTDR) — одно из самых распространенных устройств для проверки ВОЛС и обнаружения проблемных мест в оптоволоконных линиях связи. По каким критериям следует выбирать рефлектометр, чтобы он исправно выполнял свои функции и при этом не требовал чрезмерных финансовых вложений?

Рефлектометр — сила света

Рефлектометр направляет пучок лазерного излучения в оптоволокно, а затем измеряет параметры отраженного света, и таким образом анализирует характеристики оптического волокна. Так можно не только обнаружить, но и локализовать место разнообразных повреждений ВОЛС: плохой коннектор или разъем, излом кабеля, потери света, места плохой сварки и т. д.

Это очень эффективная технология, но у нее есть два серьезных ограничения. Прежде всего, зондирующий импульс рефлектометра отражается от всех коннекторов, включая первый, из-за чего «засветка» создает мертвую зону, в которой измерения невозможны. Данная проблема решается с помощью дополнительного отрезка оптического волокна (компенсационной катушки), который подключается к тестируемой линии. Мертвая зона приходится на это волокно, и линию можно тестировать целиком. Необходимо учесть протяженность линий, которые предполагается измерять, и выбрать правильную длину компенсационной катушки, — иногда длина может достигать нескольких километров.

Возможности рефлектометра и разные дизайны контейнеров для компенсационной катушки

Второе ограничение связано с тем, что разные типы оптоволокна имеют наибольший коэффициент отражения света на разных длинах волн. Разумеется, лучшим выбором кажется наиболее универсальный прибор, который может работать в широком диапазоне длин волн, например, от 850 нм до 1650 нм. В частности, универсальная измерительная платформа VIAVI MTS-8000 и набор модулей, способных решить практически любую задачу анализа ВОЛС.

Однако надо помнить, что расширение возможностей резко увеличивает стоимость прибора. При этом не всегда эти возможности необходимы. Часто для проверки, и даже паспортизации ВОЛС последней мили достаточно более простых решений, таких как оптический рефлектометр с функцией тестера и визуализатора повреждений Greenlee 930XC-20C-UPC-FC. А с задачами локализации повреждений на небольших ВОЛС справятся и бюджетные приборы отечественного производства, например КБ Связь Квант.

Рефлектометры VIAVI MTS-8000, Greenlee 930XC-20C-UPC-FC и КБ Связь Квант

Аналогичным образом обстоит дело с динамическим диапазоном — мощностью сигнала рефлектометра и его способностью обнаружить даже незначительное затухание оптического сигнала. На протяженных ответственных линиях это может обернуться серьезным ухудшением эффективности ВОЛС. Поэтому для их проверки используются более дорогие рефлектометры с широким динамическим диапазоном. В целом, для надежного тестирования достаточно рефлектометра с диапазоном примерно на 6 Дб больше, чем потери самой длинной оптической коммуникационной линии, которую придется обслуживать с помощью данного рефлектометра.

Это главные аспекты, которые необходимо учитывать в первую очередь при выборе рефлектометра. Однако на рынке множество моделей рефлектометров, и не всегда просто сделать выбор. К счастью, есть простой набор вопросов, ответив на которые, можно получить «портрет» прибора, лучше всего подходящие для определенного набора задач.

Правильные вопросы для выбора оптического рефлектометра

В первую очередь необходимо ответить на вопросы по использованию нового рефлектометра:

  • какие сети и тип оптоволокна будут тестироваться, например, многомодовое или одномодовое;
  • какую максимальную длину ВОЛС планируется проверять;
  • какие измерения ожидаются (для паспортизации ВОЛС, устранение неисправностей, регулярное техобслуживание)?

Ответ на эти вопросы уже значительно сузит круг поиска подходящего рефлектометра. Например, для многомодового оптоволокна используются длины волн 850 нм и 1300 нм, для одномодовых — 1310 нм, 1550 нм, а в случае тестирования PON дополнительно к 1310 нм и 1550 нм могут понадобиться длины волн 1490 нм и 1625 нм.

Если основной задачей рефлектометра является локализация повреждений, то покупка дорогого прибора может стать пустой тратой денег.

Однако в случае необходимости детальной диагностики ВОЛС и её паспортизации необходимо обращать внимание на профессиональные рефлектометры с большим динамическим диапазоном, малыми мертвыми зонами и хорошим ПО для обработки рефлектограмм и формирования отчета.

Также обязательно надо учесть аспекты непосредственно использования рефлектометра. В частности, размер и вес рефлектометра напрямую связаны с мобильностью бригады. Приборы с большим экраном (более 5”) чаще всего выбирают для работы в помещении или в составе передвижной лаборатории. Портативные приборы используются специалистами для работы на городских сетях. Такие приборы должны быть выполнены во влагозащищенном корпусе и иметь широкий диапазон рабочих температур.

Минимальное время работы на одной зарядке батарей желательно не менее 8 часов, чтобы выход для замеров не растянулся на два рабочих дня. Существенно сэкономит время возможность записи данных на цифровые носители для последующего анализа на компьютере.

Нередко в один корпус может быть вмонтировано несколько приборов: рефлектометр, тестер, визуализатор повреждений, анализатор оптического спектра, анализатор дисперсии и т.д.

Важным параметром является возможность расширения функциональных возможностей и обновления ПО рефлектометра в процессе эксплуатации, а значит, более дорогостоящее модульное решение в ряде случаев может быть более выгодной покупкой в долгосрочной перспективе.

Выводы

Рефлектометр — один из ключевых элементов обеспечения надежного функционирования ВОЛС. Поэтому правильный выбор данного устройства поддержит бесперебойную работу линий связи. Главное, при выборе рефлектометра рассмотреть все перечисленные выше аспекты использования, чтобы покупка оказалась действительно полезной и не привела к избыточным тратам.

Цены на оптические рефлектометры

 

skomplekt.com

Оптический рефлектометр

Оптический рефлектометр (OpticalTimeDomainReflectometer, OTDR) – это электронно-оптический измерительный прибор‚ используемый для определения характеристик оптических волокон. Он определяет местонахождение дефектов и повреждений‚ измеряет уровень потерь сигнала в любой точке оптического волокна. Все‚ что нужно для работы с оптическим рефлектометром‚ – это доступ к одному концу волокна. Оптический рефлектометр производит тысячи измерений по всей длине волокна. Точки с результатами измерений находятся друг от друга на расстоянии от 0‚5м до 16м. Эти точки выводятся на экран и образуют наклонную линию‚ идущую слева направо и сверху вниз. При этом по горизонтальной оси графика откладывается расстояние‚ а по вертикальной – уровень сигнала. Выбрав с помощью подвижных курсоров две любые точки с результатами измерений‚ можно определить расстояние между ними и разницу между уровнями сигнала в этих точках.

1.5. Способы применения оптических рефлектометров

Оптические рефлектометры широко применяются на всех этапах создания и эксплуатации волоконно-оптической сети – от сооружения до технического обслуживания‚ определения мест повреждений и их исправления. Оптический рефлектометр применяется для того‚ чтобы:

  • Измерять полные потери в волокне для приемки сети и ее ввода в строй‚ для проверки волокна на барабанах и подтверждения его технических характеристик.

  • Измерять потери как в механических‚ так и в сварных соединениях (оптоволоконных стыках) во время монтажа‚ строительства и ремонтных работ.

  • Измерять отражение‚ или оптические потери на отражение на оптических разъемах и механических соединениях (оптоволоконных стыках) для CATV (сетей кабельного телевидения)‚ SDH (СЦИ) и других аналоговых или высокоскоростных линий цифровой связи‚ в которых отражение должно поддерживаться на низком уровне.

  • Определять место обрывов и дефектов волокон.

  • Проверять‚ оптимальна ли оптическая соосность волокон при операциях по их сращиванию.

  • Обнаруживать постепенное или внезапное ухудшение качества волокна путем сравнения его характеристики с зафиксированными результатами ранее проведенного тестирования.

Принцип работы оптического рефлектометра

Для измерения характеристик оптического волокна оптический рефлектометр использует явления релеевского рассеяния и френелевского отражения. Посылая в волокно световой импульс и измеряя время его распространения и интенсивность его отражения от точек‚ находящихся внутри волокна‚ рефлектометр выводит на экран дисплея рефлектограмму «уровень отраженного сигнала в зависимости от расстояния». Рефлектограмму можно проанализировать на месте‚ немедленно распечатать для создания документации о сети или сохранить на диске компьютера для более позднего анализа и сопоставлений. По такой рефлектограмме опытный оператор может точно определить конец волокна‚ местонахождение оптоволоконных стыков и потери в них‚ а также полные потери в волокне. В большинстве последних моделей рефлектометров предусмотрена возможность автоматического анализа полученных рефлектограмм‚ что упрощает обучение операторов.

Релеевское рассеяние

При посылке светового импульса по волокну часть импульса натыкается на имеющиеся в стекле микроскопические частицы (которые называются «примесью») и рассеивается во всех направлениях. Это явление называется релеевским рассеянием. Часть световой энергии – около 0‚0001% – рассеивается назад‚ в направлении‚ противоположном направлению распространения импульса; это называется обратным рассеянием. Поскольку в процессе изготовления волокна примеси распределяются равномерно по всему волокну‚ это явление рассеяния возникает по всей его длине.

Рисунок 2. Релеевское рассеяние

Релеевское рассеяние – это основная причина потерь‚ имеющих место в волокне. На более длинных световых волнах рассеяние меньше‚ чем на более коротких. Так например‚ свет на 1550 нм теряет из-за релеевского рассеяния от 0‚2 до 0‚3 дБ на километр (дБ/км)‚ в то время как на 850 нм – от 4‚0 до 6‚0 дБ/км. Имеющие более высокую плотность примеси также увеличивают рассеяние и‚ следовательно‚ повышают уровень удельного затухания. Оптический рефлектометр может измерять уровни обратного рассеяния с большой точностью‚ используя эту способность для выявления незначительных изменений характеристик волокна в любой его точке. Релеевское рассеяние похоже на рассеивание частицами влаги луча света от карманного фонарика в ночном тумане. В густом тумане рассеивание будет сильнее‚ так как в воздухе больше частиц влаги. Туман вы видите потому‚ что частицы влаги рассеивают небольшое количество света по направлению к вам. Если туман не очень густой‚ то луч света может распространяться на большое расстояние‚ но в густом тумане свет из-за эффекта рассеяния затухает довольно быстро. Частицы примесей в волокне действуют как частицы влаги в тумане‚ отражая‚ при попадании на них света‚ небольшое количество световой энергии назад‚ к ее источнику.

studfile.net

Оптический рефлектометр — Циклопедия

Оптический рефлектометр Yokogawa AQ 7275

Опти́ческий рефлекто́метр (англ. OTDR, Optical Time Domain Reflectometer) — измерительный прибор предназначенный для регистрации параметров и выявления дефектов в волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС).

[править] Принцип действия рефлектометра

Принцип работы рефлектометра основан на анализе отражённых оптических импульсов, излучаемых лазером в оптическое волокно.

Измерения проводимые с помощью оптического рефлектометра основано на явлении обратного отражения (от коротких импульсов света введённых в волокно), вызванные различными неоднородностями или дефектами оптического волокна на всём его протяжении.

Короткие импульсы лазера излучающего в инфракрасной (ИК) области спектра, распространяясь вдоль оптического волокна, испытывают поглощение в волокне, а так же отражения и затухания на любых неоднородностях волоконно-оптической линии.

Оптический импульс от лазерного излучателя вводится в волокно через направленный ответвитель. Этот импульс распространяется по волокну теряя со временем свою интенсивность в соответствии с коэффициентом затухания волокна, а незначительная часть оптической мощности рассеивается и от любой неоднородности в волокне отражается обратно к источнику. Обратно отражённое излучение через направленный ответвитель попадает на фотодетектор, преобразуется в электрический сигнал, усиливается и непрерывно записывается через одинаковые малые интервалы времени. Таким образом получается большое количество измерений мощности отражённого сигнала выполненных в течении определённого времени. Зная скорость распространения данной длины волны в волокне несложно определить расстояние до каждой точки вызвавшей тот или иной отражённый сигнал. Для большей точности измерения и устранения шумов проводится серия измерений от нескольких десятков импульсов. Полученные данные обрабатываются и результат измерения выводится на графический дисплей. В результате на экране отражается график показывающий уровень отражённого сигнала от времени (или длины линии связи).

Измерение затухания с помощью рефлектометра основано на том эффекте, что коэффициент обратного рассеяния является постоянным для данного волокна, то есть в каждой точке волокна рассеивается назад одинаковое количество оптической мощности, но из-за затухания самого волокна на фотоприёмник рефлектометра попадает линейно уменьшающаяся оптическая мощность.

В случае дефекта волокна или в местах стыков (сростков) происходит резкое увеличение обратного излучения (отражения) и по времени фиксации этого излучения вычисляется расстояние до дефекта, стыка или обрыва волокна.

Длина волны излучения на которой производятся измерения с помощью рефлектометра зависит от типа исследуемого волокна и обычно производятся на длине волны света равной 0,85 или 1,31 мкм для многомодовых волокон и на длине волны света равной 1,31 или 1,55 мкм для одномодовых волокон.

По полученным данным формируется характеристика, называемая рефлектограммой. Анализ принятых импульсов позволяет однозначно определить длину волоконно-оптической линии, затухание сигнала в ней, включая потери на соединителях и коннекторах, расстояния до мест неоднородностей волокна, которые могут быть связаны с обрывом или изменением его структуры.

Современный оптический рефлектометр представляет собой сложный и дорогостоящий прибор, проводящий комплекс измерений в автоматическом режиме, самостоятельно вычисляющий все необходимые характеристики. При динамическом диапазоне 32-34 дБ дальность действия рефлектометра доходит до ~ 400 км.

Типичный вид рефлектограммы рабочей линии связи

Современный оптический рефлектометр обеспечивает:

  • проведение тестирования ВОЛП в автоматическом режиме (рефлектометр самостоятельно определяет оптимальные параметры для проведения измерений, анализирует полученные результаты и представляет информацию в виде рефлектограммы и подробной таблицы).
  • определение длины оптической линии и расстояний до точек неоднородностей оптического волокна (сростки, точки коммутации и т. п.)
  • расчёт затухания в линии, величины возвратных потерь и величины отражённого сигнала.
  • определение мест повреждений ВОЛС.
  • вывод на экран, хранение во внутренней памяти и передачу на внешний носитель результатов измерения и тестирования для дальнейшего анализа.
  • формирование в электронном виде акта приёмосдаточных испытаний оптического кабеля.

[править] Конструктивное исполнение

Оптический рефлектометр может быть выполнен в виде:

  • самостоятельного устройства
  • приставки для совместной работы с компьютером или ноутбуком

cyclowiki.org

Как выбрать оптический рефлектометр – раскрываем секреты

  1. Статьи

С выбором рефлектометра (OTDR) рано или поздно сталкивается каждая компания, занимающаяся строительством или обслуживанием оптических линий (ВОЛС).

Как всегда, перед тем как выбирать любой измерительный прибор, необходимо четко представлять задачи, которые он должен выполнять. В зависимости от поставленных задач отличаются критерии, согласно которым стоит выполнять подбор устройства. Также стоит определиться с типом оптического волокна, которое будет диагностироваться (одномодовое – SM или многомодовое - ММ) и рабочими длинами волн 850, 1300, 1490, 1550, 1625, 1650 нм. Естественно, чем больше рабочих длин волн в рефлектометре, тем лучше. Вместе с тем, каждая новая длина волны – это дополнительный лазер в конструкции прибора, что влечет за собой существенное повышение стоимости. 

Важнейшим параметром при выборе оптического рефлектометра является набор его рабочих длин волн. Конечно, чем больше рабочих длин волн – тем лучше. Однако каждая новая длина волны – это удорожание прибора, соответственно необходимо подбирать прибор только с теми характеристиками, которые действительно нужны в работе.

Более подробно назначение каждой из рабочих длин волн оптического рефлектометра описано в статье “Рабочие длины волн оптического рефлектометра”.

Величина динамического диапазона рефлектометра показывает максимальное затухание линии, которую он способен увидеть полностью. Чем больше его значение – тем лучше, однако для оптимального соотношения характеристики/цена все же необходимо исходить из текущих задач. Динамический диапазон рефлектометра следует выбирать на 6-7 дБ больше, чем потери самой протяженной обслуживаемой ВОЛС. Подробнее о динамическом диапазоне рефлектометров читайте в статье “Динамический диапазон оптического рефлектометра – как выбрать?”

Мертвые зоны рефлектометра

Мертвые зоны возникают после каждого отражающего события на рефлектограмме (коннектор, трещина, обрыв). В характеристиках рефлектометров отражается мертвая зона, измеренная при минимальной ширине импульса. Чем меньше мертвая зона  – тем лучше. Однако и с этим параметром не стоит переусердствовать, ведь ее уменьшение тоже ведет к повышению цены, что не всегда оправдано. Сравнивать мертвые зоны различных рефлектометров будет корректно с привязкой к минимальной ширине зондирующего импульса приборов. Более подробно понятие и разновидности мертвых зон оптического рефлектометра описаны в статье “Мертвые зоны оптических рефлектометров”.

Выбор оптического рефлектометра для детальной диагностики оптических линий

Из тех приборов, которыми посчастливилось поработать автору, для решения этой задачи наиболее подходят: VIAVI (MTS-2000, MTS-400, MTS-4000, MTS-8000 с модулями выбранными в зависимости от необходимого набора длин волн и динамического диапазона), EXFO (700B, FTB-1, FTB-200v2, FTB-500 c модулями), Greenlee 930XC. Последний отличается тем, что производитель разделил функции между прибором и программным обеспечением. Сам прибор получился компактным, защищенным от влаги, пыли и ударов и удобным для быстрой диагностики линии в «полевых» условиях. Программное обеспечение же позволяет детально рассмотреть на большом экране рефлектограмму, полноценно ее проанализировать, добавить события найденные в ручном режиме и сформировать отчет.

В общем случае, приборы такого типа выполняют:

  • Детальную диагностику оптической линии
    • Определение вносимых потерь на всех сварных соединениях вне зависимости от величины потерь на них
    • Определение уровня отражений от коннекторных соединений
  • Составление КОРРЕКТНОЙ таблицы событий в автоматическом режиме
  • Возможность наложения и анализа нескольких рефлектограмм одновременно
  • Возможность редактирования таблицы событий (добавление новых событий, обнаруженных в ручном режиме, удаление фантомных событий)
  • Формирование отчетов об измерениях
  • Локализация повреждений

Чаще всего такие приборы используются интеграторами (требуется формирование отчетов для предоставления заказчикам) и компаниями, обслуживающими оптические линии большой протяженности.

Выбор оптического рефлектометра для локализации повреждений ВОЛС

Данная задача не предполагает глубокого анализа всех событий трассы. Чаще всего для ее решения достаточно локализации наиболее весомого повреждения: обрыв, макроизгиб, очень плохая сварка или коннектор. Оптические рефлектометры, применяющиеся для решения подобных задач имеют наиболее низкий ценовой диапазон, они не способны корректно построить таблицу событий, сделать редактируемый отчет, определить не только плохие, но и хорошие сварные соединения. Но с локализацией повреждения такие рефлектометры справляются. Зачастую такого функционала в соизмерении с низкой ценой рефлектометра достаточно мелким интернет провайдерам, которые и являются основными потребителями подобных решений.

СМ. ТАКЖЕ:

Подписаться на рассылку статей


fibertop.ru

Рефлектограмма оптического волокна расшифровка: рефлектометр

Эксплуатационные измерения на ВОСП

Эксплуатационные измерения включают в себя:

  • измерение уровней оптической мощности и затухания
  • измерение возвратных потерь
  • определение места и характера повреждения оптоволоконного кабеля
  • стрессовое тестирование аппаратуры ВОСП

Дополнительно к эксплуатационным могут быть отнесены измерения спектральных характеристик источника и анализ дисперсии ВОСП, однако они редко проводятся в полевых условиях и на современном уровне развития технологии ближе к системным и лабораторным измерениям.

Для проведения этих измерений используются эксплуатационные приборы, перечисленные в таблице 3.

Таблица 3. Эксплуатационные измерения ВОЛС

Параметр тестирования Необходимое измерительное оборудование
Оптическая мощность (выход источников, уровень принимаемого сигнала) ОРМ, OLTS
Затухание в кабеле, интерфейсах и волокнах ОРМ, SLS, OLTS
Уровень возвратных потерь Анализатор ORL, OTDR
Определение места и характера повреждения оптоволоконного кабеля Визуальный дефектоскоп, OTDR
Определение спектральных характеристик источника* Оптический анализатор спектра
Определение параметров дисперсии* Анализаторы дисперсии
Стрессовое тестирование ВОСП Перестраиваемые аттенюаторы, ОРМ, SLS, OLTS

* При эксплуатации практически не проводятся

Измерения уровней оптической мощности и измерения затухания

Измерения уровней оптической мощности и измерения затухания являются взаимосвязанными. Как известно, измерение затухания в любой системе передачи связано с определением уровня сигнала (его мощности) на входе и выходе. Применительно к оптическим системам передачи решение этой простой задачи имеет определенные трудности, поскольку измерение уровня сигнала в ВОСП зависит от параметров оптического интерфейса генератора тестового оптического сигнала (качества обработки торца волокна, точности юстировки излучателя относительно этого торца и др.). Кроме того, существенным является требование постоянства условий согласования источника сигнала с волокном. Все многообразие технических решений по измерению затухания в оптическом кабеле объясняется различными способами решения этих проблем.

Метод прямого измерения затухания, вносимого оптическим кабелем

Схема такого измерения представлена на рис. &&&&& и представляет собой типичную схему измерения «точка-точка», когда тестовый генератор и анализатор расположены по разным концам тестируемой линии.

Рис. 33. Типовая схема измерения затухания в оптическом кабеле

По определению затухание в линии определяется выражением:

На практике обычно производят измерения не затухания в оптическом кабеле, а вносимое затухание, которое является суммой затухания в линии и потерями мощности в оптических интерфейсах передатчика и приемника. Обычно модификации схемы на рис. 8.15 и технические решения основаны на принципе уменьшения и учета влияния затухания в оптических интерфейсах приборов. При проведении приемосдаточных измерений влияние оптических интерфейсов линейного оборудования ВОСП должно измеряться и учитываться.

Существует две разновидности схемы измерений:

  • измерение затухания без разрушения кабеля
  • измерение с разрушением кабеля
Измерение затухания без разрушения кабеля

Данный метод в точности соответствует схеме, представленной на рис. 33. Он используется обычно для измерения узлов ВОСП, проведения пошагового тестирования ВОСП в точках, позволяющих подключить источник сигнала и ОРМ. Для повышения точности метода обычно используют статистическое накопление результатов или повторение измерений после разрушения нескольких сантиметров кабеля. Основной ошибкой при проведении измерений без разрушения кабеля является несогласование источника и приемника по спектру передаваемого сигнала.

В описываемом методе могут использоваться не только пара OPM-SLS, но и два прибора OLTS, что обеспечивает дополнительные возможности анализа кабеля с учетом факторов направления. Дело в том, что оптические характеристики кабеля, измеренные от точки А до точки В, могут отличаться от результатов от точки В до А.

В этом случае использование OLTS позволяет проводить попеременное тестирование с источником сначала в точке А, а потом — в точке В. Результаты измерений усредняются.

Метод измерения с разрушением кабеля

Для измерения затухания кабеля при проведении строительно-монтажных работ иногда используют метод измерения с разрушением кабеля, при котором производят обрыв волокна на расстоянии нескольких метров от входного конца и измеряют разность значений оптической мощности на всей длине кабеля и на коротком участке обрыва. При этом измеренное значение мощности на дальнем конце кабеля считают PL, a измеренное значение после обрыва кабеля — P0. Разность этих двух значений определяет величину затухания в кабеле. Для повышения точности метода измерения повторяют несколько раз путем дополнительных обрывов волокна длиной несколько сантиметров. Недостатком этого метода измерения является то, что он разрушает волокно, поэтому метод не имеет особенной эксплуатационной ценности. Обычно этот метод используется для лабораторного анализа кабелей.

Метод обратного рассеяния для измерения затухания

Метод основан на использовании оптических рефлектометров. В основе метода лежит явление обратного релеевского рассеяния. Для реализации этого метода измеряемое волокно зондируют мощными оптическими импульсами, вводимыми через направленный ответвитель. Вследствие отражения от рассеянных и локальных неоднородностей, распределенных по всей длине волокна, возникает поток обратного рассеяния. Регистрация этого потока позволяет определить функцию затухания по длине с того же конца кабеля, что является важным достоинством метода. Одновременно фиксируют местоположения и характер неоднородностей.

Генератор оптического сигнала в составе рефлектометра посылает короткий импульс, который отражается на неоднородностях А и В. При отражении от каждой неоднородности возникает проходящий и отраженный сигналы. В результате на анализаторе мощности относительно времени прихода импульса можно получить график зависимости отраженного от неоднородностей сигнала от длины линии (рефлектограмму).

На графике этой зависимости представлены следующие изменения отраженного сигнала:

  • отражение от А
  • отражение от В
  • интермодуляционные отражения высших порядков (В-А-В и т.д.)

которые обычно малы по амплитуде и воспринимаются как шум

Угол наклона кривой определяет удельное затухание оптического сигнала в линии.

Таким образом, при измерении с одного конца кабеля инженер знает о затухании сигнала в зависимости от длины кабеля. Измерения с одного конца кабеля удобны, дают возможность быстрой локализации неисправности уже уложенного кабеля. Эти преимущества рефлектометров по сравнению с анализаторами потерь оптической мощности, которые требуют организации измерений по схеме «точка-точка», обусловило их популярность в эксплуатации и широкое распространение в современных телекоммуникациях. Кроме этого, нельзя не признать, что визуальный анализ качества кабелей чрезвычайно удобен в эксплуатации.

Рис. 34. Зависимость отражаемой мощности от длины кабеля

Типичная рефлектограмма представлена на рис. 34. На приведенном графике видны отражения, связанные с плохим соединением кабелей, отражение от сварки, областей случайного рассеяния и отражения, связанные с технологическими неоднородностями в материале кабеля, наконец, отражение от дальнего конца кабеля. Начальный выброс уровня обусловлен френелевским отражением в разъемном оптическом интерфейсе, соединяющем прибор с испытуемым кабелем. Точка сочленения кабеля при отсутствии френелевского отражения вносит лишь затухание, величина которого соответствует падению уровня в этой точке. Конец кабеля или его обрыв дают выброс, обусловленный френелевским отражением. При повреждениях кабеля френелевское отражение может отсутствовать (скол волокна в наклонной к оси плоскости), и тогда место обрыва характеризуется резким падением уровня.

По рефлектограмме можно определить величину затухания на разности длин как половину от разности мощностей сигнала на рефлектограмме.

Обычно с одной стороны кабеля рефлектометры позволяют измерять затухание в диапазоне 15-20 дБ, поэтому при превышении этого затухания измерения следует проводить с обеих сторон. На относительно коротких отрезках кабеля это позволяет повысить точность измерений.

Основным недостатком данного метода является небольшой динамический диапазон измерений, что обусловлено малой мощностью излучения обратного рассеяния. Кроме того, рефлектометры довольно дорогие приборы, не всегда доступные для служб эксплуатации.

Применимость метода обратного рассеяния с использованием OTDR требует анализа объективных и субъективных погрешностей измерения. Выше уже обсуждался вопрос о сравнении эффективностей измерения затухания при помощи OTDR и OLTS. Обсуждались также объективные неточности, связанные с принципами работы рефлектометра (разрешающая способность, размер мертвой зоны и т.д.). Однако при проведении измерений с использованием рефлектометров могут возникать не только ошибки, связанные с техническими характеристиками рефлектометра, но и ошибки, связанные с распространением сигнала в оптическом кабеле.

Ограничения по точности измерений связаны как с измерением потерь в кабеле, так и с измерениями расстояний.

При измерениях расстояний на точность измерений OTDR влияют два основных фактора:

  • скорость распространения оптического сигнала в кабеле
  • длина оптического волокна в оптическом кабеле

Скорость распространения оптического сигнала в кабеле является функцией коэффициента преломления стекла, который может варьироваться в пределах нескольких процентов для разных кабелей. Учесть влияние этого параметра можно, протестировав кабель известной длины того же типа.

Вторым параметром, влияющим на точность измерения длин является избыточное количество волокна в кабеле.

Обычно при производстве кабеля закладывается избыток волокна в кабеле для повышения устойчивости его к растяжениям и изгибам. Разница между длиной кабеля и длиной волокна в нем составляет 1-2%. Поскольку рефлектометр производит измерения по длине волокна, а не кабеля, избыток волокна приводит к ошибке измерений до 10-20 м на километр кабеля, которую необходимо учитывать при проведении измерений.

При измерениях потерь с использованием рефлектометров возникают два основных вопроса: почему результаты измерений OTDR и OLTS отличаются и почему отличаются результаты измерений с использованием рефлектометра, если измерения проводятся с разных концов кабеля? Для ответа на эти вопросы необходимо еще раз проанализировать работу рефлектометра при измерении потерь в кабеле.

Как описывалось выше, лазерный источник OTDR посылает импульсный сигнал, который отражается от неоднородности и принимается анализатором. Необходимо учитывать, что на принимаемый сигнал оказывают влияние три фактора: затухание сигнала до неоднородности, отражение сигнала и затухание сигнала от неоднородности до анализатора. Обычно предполагается, что коэффициент отражения постоянный, и поэтому можно автокалибровать рефлектометр для измерения затухания в оптическом кабеле. Однако на практике малейшие изменения в диаметре волокна (порядка 1%) приводят к значительному изменению параметра отражения, и как следствие, к значительному изменению значения измеряемого затухания (порядка 0,1 дБ). Так как изменение параметра отражения может изменяться вдоль длины кабеля, это приводит к существенной разнице в измеренных величинах затухания при измерениях с разных концов кабеля.

Возможны три варианта прохождения сигнала через сварочный шов с разными типами рефлектограмм:

  1. Если производится сварка двух идентичных волокон, то результаты измерений затухания с двух сторон кабеля будут одинаковыми и совпадать с результатами измерений OLTS.
  2. Если принимаемое волокно в сварке имеет меньший коэффициент отражения, то отраженная мощность сигнала после сварочного шва будет меньше, в результате OTDR идентифицирует затухание больше реального значения.
  3. Если же сварку тестируют с другого конца кабеля, рефлектометр покажет затухание меньше реального значения, и может возникнуть ситуация, когда разница между коэффициентами отражения будет выше затухания в сварке, рефлектометр покажет «усиление» оптического сигнала.

Эффективным способом устранения описанных ошибок измерений является проведение измерений с двух сторон кабеля с последующим усреднением. Этот способ обеспечивает высокую точность измерений (до 0,01 дБ), однако ликвидирует основное преимущество использования OTDR — возможность проведения измерений с одного конца кабеля.

Определение места и характера повреждения оптоволоконного кабеля

Рис.

Оптический рефлектометр

35. Алгоритм поиска неисправностей в ВОСП

Первой задачей поиска неисправности в ВОСП является анализ, относится ли неисправность к электрической части оборудования или к оптической. Для этого с помощью ОРМ измеряется уровень оптической мощности и затем производится сравнение с нормативным. Если уровень оптической мощности находится в пределах нормы, неисправность находится в электронной части аппаратуры передачи, которая нуждается в замене или ремонте. Если уровень принимаемой мощности слишком низкий, неисправность находится либо в передатчике, либо в волоконно-оптическом кабеле. Для дальнейшего поиска необходимо измерение выходной мощности передатчика, для этого используются ОРМ и тестовый кабель. Если выходная мощность передатчика низкая, он должен быть отремонтирован. Если мощность находится в пределах нормы, неисправность связана с волоконным кабелем.

Поиск неисправности в кабеле начинается с анализа его связности с использованием визуального дефектоскопа в случае кабелей малой протяженности или OTDR в случае протяженных кабелей. Основными неисправностями кабеля обычно являются коннекторы, сварки с плохим качеством, соединения и обрывы кабеля, обусловленные внешними воздействиями. Для поиска неисправности в коннекторах применяются эксплуатационные микроскопы. Для диагностики сварок и локализации обрывов применяются OTDR с учетом описанных выше ограничений на точность измерений.

Основные виды неисправностей в ВОСП приведены в табл. 4.

Таблица 4. Основные виды неисправностей в ВОСП

Неисправность Причина Оборудование диагностики Процедура устранения
Коннектор Пыль или загрязнение Микроскоп Очищение, полировка, обновление
Кабель pigtail Перекручивание кабеля Визуальный дефектоскоп Устранение перекручивания
Локальный всплеск затухания в кабеле Перекручивание кабеля OTDR Устранение перекручивания
Распределенное увеличение затухания в кабеле Некачественный кабель OTDR Замена участка кабеля
Потери в сварочном узле Некачественная сварка

Потери, связанные с близким расположением волокон в сварочном узле

OTDR

Визуальный дефектоскоп

Вскрытие узла и проведение сварки заново
Обрыв кабеля Внешние воздействия OTDR, визуальный дефектоскоп Ремонт/замена

Локализация обрывов и определение характера повреждений в оптическом кабеле

Для проведения аварийных эксплуатационных измерений особенно важным является определение участков и причин деградации качества передачи сигнала. Для этой цели используются рефлектометры.

Понятно что, рефлектограмма не только описывает функцию распределения затухания по длине кабеля, но и может использоваться для локализации участков и причин деградации качества. Так, участки сварочных узлов и точки случайного рассеяния, связанного с дефектами оптического волокна, на рефлектограмме отображаются как точки увеличения затухания без всплеска мощности отраженного сигнала. Это означает, что точки являются точками релеевского рассеяния без френелевского отражения. В то же время точки плохого соединения, обрыва или значительного повреждения кабеля отображаются как точки отражения с характерными всплесками мощности отраженного сигнала.

Рефлектометры обеспечивают анализ кабеля на предмет поиска неоднородностей. При этом визуальный анализ формы рефлектограммы позволяет качественно оценить характер повреждения в кабеле. Спецификой оптического волокна по сравнению с электрическими кабелями является то, что отраженная мощность точки повреждения зависит от угла скола волокон. В случае воздействия на волокно только растягивающей силы возникает плоская поверхность излома, если же волокно разрушается от удара, то поверхность не является плоской. Соответственно будут различаться сигналы на рефлектограмме.

Поиск неисправностей в оптических коннекторах

Для поиска неисправностей в оптических коннекторах применяются методы визуального анализа с использованием эксплуатационных микроскопов. Для анализа необходимо правильно выбрать параметр усиления микроскопа (как правило в пределах 30-100 кратного увеличения). Малое увеличение эксплуатационных микроскопов не обеспечивает разрешающей способности, необходимой для поиска дефектов полировки и целостности волокна в коннекторе, с другой стороны, излишне большое увеличение будет приводить к тому, что неоднородности будут казаться более существенными, чем это есть на самом деле. Поэтому обычно выбирается среднее увеличение в описанном диапазоне с учетом субъективно зрительного восприятия монтажника.

Обычно используются три основных схемы визуального анализа коннектора:

  • прямое наблюдение полированной поверхности волокна с подсветкой
  • прямое наблюдение поверхности с подсветкой и с наличием оптического сигнала в волокне
  • наблюдение под углом

Рис. 36. Поиск неисправностей в коннекторах с использованием микроскопа

Анализ коннектора методом прямого наблюдения позволяет проанализировать правильность центрирования, количество связующего вещества и т.д., однако анализ полированной поверхности волокна затруднен, можно увидеть только самые глубокие царапины. Анализ волокна с оптическим сигналом позволяет наблюдать дополнительно трещины и сколы, вызванные давлением или нагреванием в процессе полировки коннектора.

Анализ коннектора методом наблюдения под углом позволяет более детально анализировать полированную поверхность волокна за счет возникающих теней от царапин.

Необходимо очень осторожно относиться к визуальному анализу с использованием микроскопов, поскольку такие измерения не лишены субъективности. Следует помнить, что только дефекты сердцевины оптического волокна приводят к деградации качества оптической передачи. Дефекты стеклянной оболочки волокна практически не влияют на функцию коннектора к передаче оптического сигнала по сердцевине волокна. Таким образом, дефекты оболочки волокна не вызывают дополнительного затухания.

Стрессовое тестирование аппаратуры ВОСП

Проектирование волоконно-оптических систем передачи обязательно включает в себя расчет энергетического бюджета оптического сигнала в ВОСП. Реальное значение обычно отличается от расчетного в связи с различием в качестве сварочных узлов, соединений и т.д. Реальное значение энергетического бюджета оптического сигнала, полученное в ходе приемо-сдаточных испытаний, включается в паспорт ВОСП. В связи с тем, что расчетное значение, как правило, имеет запас по мощности по сравнению с реальным значением, возникает вопрос оценки потенциального запаса по мощности в ВОСП. Знание величины этого запаса может быть использовано для анализа влияния различных условий эксплуатации: например, каково предельное значение затухание заданного узла ВОСП, при котором система передачи еще будет работать.

Для анализа этого запаса по мощности применяются принципы стрессового тестирования, т.е. имитации плохих условий функционирования ВОСП. Для имитации плохого качества ВОСП используются оптические аттенюаторы. Измерения могут сопровождаться анализом цифрового канала связи по параметру ошибки (BER) в зависимости от уровня сигнала в линии.

В линию передачи включается оптический аттенюатор, который вносит дополнительное затухание в ВОСП. При этом измеряется зависимость параметра ошибки BER от уровня вносимого затухания. Предельное значение вносимого затухания, при котором аппаратура ВОСП функционирует согласно ТУ, определяет запас по мощности в ВОСП.

Назад Содержание Вперед

steptosleep.ru


Смотрите также