В работе с оптическими сетями используется разное сетевое оборудование. И рефлектометр оптический — то, без чего нельзя обойтись. Такое устройство даёт возможность не просто выявить проблему в оптоволокне, но и в точности определить место, где эта неполадка находится: дистанция указывается в метрах. Выходит, что без этого прибора построить качественную ВОЛС просто невозможно. Но чтобы эффективно использовать OTDR необходимо понимать, как он устроен и как работает. К тому же его нужно уметь настраивать. Получить всю эту базу можно из статьи. Читайте, чтобы успешно измерять показатели волокна.
Как устроен рефлектометр для оптоволокна
Большинство OTDR оснащается лёгкими портативными корпусами, внутри которых расположен мощный микропроцессор и аккумулятор, рассчитанный на долгую автономную работу, а также измерительная плата и разветвитель, фотоприёмник и лазер. Есть в нём, конечно же, и коннекторы. Последние, как правило, расположены вверху корпуса и защищены от внешних воздействий крышками из прочного пластика. Также на корпусе рефлектометра есть цветной дисплей, который отображает результаты измерений.
Нередко боковые части корпуса оснащаются защитой от ударов. Также на рефлектометре находится источник видимого света, который даёт возможность выявить спутанные или повреждённые волокна.
Примечание: кроме коннекторов для оптоволокна, OTDR часто оснащаются USB портами.
Как функционирует OTDR: принцип работы рефлектометра
Это измерительное оборудование работает как радар. Устройство подаёт в волокно световой импульс, и все его отражения, которые появляются по мере движения, замеряет.
Как только этот зондирующий свет дойдёт до коннектора или же сварки, или другой неоднородности, в частности повреждения, он сразу развернётся и будет двигаться к рефлектометру. Неоднородность зарегистрирует фотоприёмник. Импульс же вернётся и снова продолжит двигаться по оптоволокну, возвращаясь в фотоприёмник при обнаружении неоднородности. И так он будет идти до тех пор, пока волокно не закончится или он не наткнётся на место, где оно обрывается. Такой принцип работы оптического рефлектометра обеспечивает высокую точность измерений.
Как мы уже писали, в устройстве есть 3 базовые составляющие. Это лазер, который запускает импульс, приёмник импульса (отражений) и разветвитель. Именно эти элементы отвечают за процесс измерения. А ещё — от этих компонентов зависит качество работы всего устройства.
Итак, лазерный светодиод отвечает за формирование короткие импульсы нужной длительности: как правило, от 5 наносекунд до 20 миллисекунд. Лазерных светодиодов в рефлектометре несколько: столько, со сколькими длинами волн он работает. Например, если OTDR работает с волнами длиной 1310 и 1550 нм, то он оснащается парой лазеров.
Следующий компонент — разветвитель. Он пропускает зондирующий импульс, направляемый лазером, в оптоволокно. Но при этом он не даёт ему попасть в приёмник. Благодаря этому в приёмник попадает только отраженный свет.
Сам же фотоприёмник, третий компонент, способен точно измерить уровни, а также временные задержки каждого отражения, о которых сообщает импульс. От качества чувствительного приемника зависят две важные характеристики оборудования. Это мёртвая зона, а также такой показатель, как динамический диапазон. Разумеется, приёмник влияет и на точность работы устройства.
Важно! Построить полную рефлектограмму на основе сообщений, полученных от одного импульса, нельзя. Дело в том, что мощность одного импульса очень маленькая, поэтому прибор регистрирует много случайных шумов, которые импульс «приносит» в фотоприёмник. Чтобы снизить шумовой эффект и добиться чистой рефлектограммы, нужно измерять показатели в течение десяти секунд как минимум, а то и 20 секунд. За это время прибор измерит тысячи отражений, а затем подсчитает средние показатели, выполнит анализ и выдаст результат — график и таблицу событий.
2 вещи, которые необходимо помнить при работе с OTDR
У такого измерительного оборудования есть два чувствительных места. Это важно учитывать при использовании, чтобы устройство прослужило как можно дольше.
1. Классический прибор не предназначен для активных линий.
Приёмник, интегрированный в OTDR, является чрезвычайно чувствительным. Ведь он измеряет минимальные потоки света. И если на приёмник попадёт слишком сильное излучение, то получим два пути: рефлектометр включит защитный режим и ничего измерять не будет, или же просто перегорит. Впрочем, для диагностики волокон в работающих линиях существуют специальные рефлектометры оптические: с коннекторами для 1625 и 1650 нм длин волн, а также защитными фильтрами.
2. Входной коннектор — уязвимая деталь.
Его центральная часть — цилиндр, диаметр которого равен 2,5 мм. Сделан он из керамики. В центре же находится сердечник волокна, по которому идёт излучение. Диаметр этой сердцевины равен 9 мкм, если говорить о SM волокне, или больше 50 мкм, если говорить о многомодовом варианте. Поэтому любая царапинка или пылинка в центре может сломать коннектор. Ведь свет не сможет поступать в волокно должным образом. А ремонтировать такой компонент — неблагодарное дело: сложно, да и дорого тоже.
Чтобы защитить этот разъем, просто непосредственно перед подключением очищайте каждый патчкорд. Также можно подключить к OTDR соединительный кабель небольшой длины с адаптером. Таким образом кабели будут подключаться уже к переходнику.
Как настроить рефлектометр и как пользоваться измерителем ВОЛС
Итак, измерения начинаются с того, что OTDR подключается к тестируемому оптоволокну посредством переходного патч-корда или специальной компенсационной катушки.
Что выбрать, зависит от задач:
- патч-корд длиной около 3 метров используют, когда нужно просто выявить повреждение в волокне;
- катушку 300-500 метров длиной применяют, когда необходим сертификат на волокна. В этом случае нужны две катушки: для каждого конца волокна. Также отметим, что измерения необходимо выполнять для двух направлений.
Важно! Тип оптоволокна в патч-корде / катушке должен быть идентичным типу диагностируемого волокна.
После подключения необходимо:
- Установить, на каких длинах волн будут осуществляться измерения.
- Задать дистанцию.
- Указать продолжительность световых импульсов.
- Выставить время, в течение которого будет осуществляться измерение. Отметим, что общее время выставляется для одной длины волны.
Этап №1
Настройка рефлектометра начинается с выбора длины волны, с которой будет работать прибор — самая простая задача. Как правило, для SingleMode используют 1310 и 1550 нм, а для MultiMode — 850 и 1300 нм.
Но есть исключения:
- PON сети — используют 3 длины: 1310 и 1490 нм, а также 1550 нм.
- Усиленный поиск макроизгибов осуществляется на 1310 и 1625 нм.
- Для волокон в активных сетях, в основном, применяют 1625 нм, и чуть реже — 1650 нм. Но такие модели выпускают в меньших количествах.
Совет: если вам понадобится выявить протяжённость волокна или же участок обрыва, то выставляйте одну длину волны, чтобы ускорить процесс.
Этап №2
Перейдём к следующему параметру — расстоянию. Здесь действует ключевое правило — когда вы задаёте дистанцию, на рефлектограмме обязательно должен отображаться конец оптоволоконной линии. Так, если у вас длина линии составляет 500 метров, то расстояние нужно выставить на 1,25 километров. А если длина линии равна 4 километрам, то нужно выставить 5 км на рефлектометре. Это нужно, чтобы прибор смог автоматически обработать рефлектограмму. А вот если OTDR не видит, где заканчивается оптоволокно, то расчёты будут затруднены. Это ведёт к появлению фантомных пиков или иных ложных событий на графике.
Совет: если точная протяженность оптоволокна неизвестна, можно провести быстрые замеры на большой дистанции, при этом нужно использовать лишь одну длину волны. Так можно вычислить длину оптоволокна.
Этап №3
Длительность светового импульса. Как мы уже писали выше, от этой настройки зависит мёртвая зона прибора и динамический диапазон. Так, чем меньше импульс, тем выше способность OTDR к распознанию событий, которые находятся близко друг к другу. Однако чем меньше зондирующий импульс, например, при его продолжительности в 5-10 нс, тем меньше динамический диапазон. Это позволяет точно измерять линии небольшой длины. Это означает, что продолжительность импульса зависит от длины оптоволокна и суммарных показателей затухания, а ещё — непосредственно от качества измерительного прибора. Практика — в таблице.
| Длина линии | до 3 км | до 20-30 км | от 40 км |
| Длительность импульса | 10-30 нс | 100-500 нс | от 1 мкс и более |
Рекомендация: чтобы получить максимально точную рефлектограмму, без шумов и с чётким отображением всех событий, с параметром продолжительности импульса необходимо экспериментировать. Опытным путём вы определите, какой вариант для какой длины волокна оптимальный в вашем случае.
Устанавливать эту настройку для волокон в PON следует немного по-другому. Так, чтобы измерить первый сплиттер с абонентской стороны, используйте импульсы в 100 нс или же 50 нс. Если же нужно измерить волокно по всей длине, от провайдера к абоненту, а линия содержит два-три разветвителя, нужен более мощный импульс — в 500 нс или даже 1000 нс.
Этап №4
Выставляем показатель общего времени, в течение которого будут выполняться измерения. Чем этот показатель больше, тем меньше случайных помех и, соответственно, выше точность рефлектограммы.
Интересно: все параметры OTDR, указанные в паспорте устройства, проверяются в течение 180 сек, и это для каждой длины волны. Такой же временной промежуток указывают и для диагностики, а также калибровки измерительного оборудования.
Но на практике нужно меньше времени. Чтобы быстренько всё измерить, нужно 10-30 сек на одну длину волны. Если рефлектометр дорогой и высокоточный, то 10 секунд достаточно при условии:
- что волокон минимум 100 штук, а то и больше;
- что их длина не превышает 3 км.
Финальный этап — измерение
После того как вы подключили и настроили прибор, можно приступать к измерениям. Так, в процессе их выполнения оптический рефлектометр будет обновлять график: на дисплее рефлектограмма будет меняться. Это происходит по той причине, что он выводит среднее значения результатов отдельных тестов. Когда прибор закончит процесс измерения, то он начнёт их обрабатывать. Обычно этот процесс длится 1-5 секунд. Когда обработка закончится, на дисплее отобразится таблица событий, прямо под рефлектограммой. В этой таблице будет видно дистанцию до каждого события, а также уровень отражения, показатели потерь и прочие данные. Рефлектограмму и таблицу можно обработать потом, а результаты сохранить в OTDR, поскольку прибор оснащается встроенной памятью. Конечно, её можно применить и сразу, если нужно прямо сейчас найти проблемные места в волокне и устранить их.