При роботі з оптичними мережами використовується різне мережеве обладнання. І рефлектометр оптичний — те, без чого не можна обійтися. Такий пристрій дає можливість не просто виявити проблему в оптоволокні, але й точно визначити місце, де ця неполадка знаходиться: дистанція вказується в метрах. Виходить, що без цього приладу побудувати якісну ВОЛЗ просто неможливо. Але щоб ефективно використовувати OTDR, необхідно розуміти, як він влаштований і як працює. До того ж його потрібно вміти налаштовувати. Отримати всю цю базу можна зі статті. Читайте, щоб успішно вимірювати показники волокна.
Як влаштований рефлектометр для оптоволокна
Більшість OTDR оснащується легкими портативними корпусами, всередині яких розташований потужний мікропроцесор та акумулятор, розрахований на довгу автономну роботу, а також вимірювальна плата та розгалужувач, фотоприймач та лазер. Є в ньому, звичайно ж, і конектори. Останні, як правило, розташовані вгорі корпусу та захищені від зовнішніх впливів кришками із міцного пластику. Також на корпусі рефлектометра є кольоровий екран, який відображає результати вимірювань.
Нерідко бічні частини корпусу оснащуються захистом від ударів. Також на рефлектометрі знаходиться джерело видимого світла, яке дає змогу виявити поплутані або пошкоджені волокна.
Примітка: крім конекторів для оптоволокна, OTDR часто оснащуються USB портами.
Як функціонує OTDR: принцип роботи рефлектометра
Це вимірювальне обладнання працює як радар. Пристрій подає у волокно світловий імпульс, і всі його відображення, які з’являються під час руху, заміряє.
Як тільки це зондувальне світло дійде до конектора або зварювання, або іншої неоднорідності, зокрема пошкодження, він відразу розгорнеться і рухатиметься до рефлектометра. Неоднорідність зареєструє фотоприймач. Імпульс повернеться і знову продовжить рухатися по оптоволокну, повертаючись у фотоприймач при виявленні неоднорідності. І так він йтиме доти, доки волокно не закінчиться або він не натрапить на місце, де воно обривається. Такий принцип роботи оптичного рефлектометра забезпечує високу точність вимірювання.
Як ми вже писали, в оптичному рефлектометрі є 3 базові складові. Це лазер, який запускає імпульс, приймач імпульсу (відображень) і розгалужувач. Саме ці елементи відповідають за процес виміру. А ще — від цих компонентів залежить якість роботи всього пристрою.
Отже, лазерний світлодіод відповідає за формування коротких імпульсів потрібної тривалості: як правило, від 5 наносекунд до 20 мілісекунд. Лазерних світлодіодів у рефлектометрі декілька: стільки, зі скількома довжинами хвиль він працює. Наприклад, якщо OTDR працює з хвилями довжиною 1310 і 1550 нм, він оснащується парою лазерів.
Наступний компонент — розгалужувач. Він пропускає зондувальний імпульс, що спрямовується лазером, в оптоволокно. Але при цьому він не дає йому потрапити до приймача. Завдяки цьому в приймач потрапляє лише відбите світло.
Сам фотоприймач, третій компонент, здатний точно виміряти рівні, а також тимчасові затримки кожного відображення, про які повідомляє імпульс. Від якості чутливого приймача залежить дві важливі характеристики обладнання. Це мертва зона, а також такий показник як динамічний діапазон. Зрозуміло, що приймач впливає на точність роботи пристрою.
Важливо! Побудувати повну рефлектограму на основі повідомлень, отриманих від одного імпульсу, не можна. Річ у тому, що потужність одного імпульсу дуже маленька, тому прилад реєструє багато випадкових шумів, які імпульс приносить у фотоприймач. Щоб знизити шумовий ефект і досягти чистої рефлектограми, потрібно вимірювати показники протягом десяти секунд як мінімум, або 20 секунд. За цей час прилад виміряє тисячі відбитків, а потім підрахує середні показники, виконає аналіз та видасть результат — графік та таблицю подій.
2 речі, які необхідно пам’ятати під час роботи з OTDR
Таке вимірювальне обладнання має два чутливих місця. Це важливо враховувати при використанні, щоб пристрій прослужив якомога довше.
1. Класичний пристрій не призначений для активних ліній.
Приймач, інтегрований в OTDR, є надзвичайно чутливим. Адже він вимірює мінімальні потоки світла. І якщо на приймач потрапить занадто сильне випромінювання, то отримаємо два шляхи: рефлектометр включить захисний режим і нічого вимірювати не буде, або просто перегорить. Втім, для діагностики волокон у лініях, що працюють, існують спеціальні рефлектометри оптичні: з конекторами для 1625 і 1650 нм довжин хвиль, а також захисними фільтрами.
2. Вхідний конектор — вразлива деталь.
Його центральна частина — циліндр, діаметр якого дорівнює 2,5 мм. Зроблений він із кераміки. У центрі ж знаходиться сердечник волокна, яким йде випромінювання. Діаметр цієї серцевини дорівнює 9 мкм, якщо говорити про SM волокно, або понад 50 мкм, якщо говорити про багатомодовий варіант. Тому будь-яка подряпина або порошинка в центрі може зламати конектор. Адже світло не зможе надходити у волокно належним чином. А ремонтувати такий компонент — невдячна справа: складно, та й дорого теж.
Щоб захистити цей роз’єм, просто перед підключенням очищайте кожен патчкорд. Також можна підключити до OTDR з’єднувальний кабель невеликої довжини з адаптером. Таким чином кабелі підключатимуться вже до перехідника.
Як налаштувати рефлектометр і як використовувати вимірювач для ВОЛЗ
Отже, вимірювання починаються з того, що OTDR підключається до оптоволокна, що тестується, за допомогою перехідного патч-корду або спеціальної компенсаційної котушки.
Що вибрати залежить від завдань:
- патч-корд довжиною близько 3 метрів використовують, коли потрібно просто виявити ушкодження у волокні;
- котушку 300-500 метрів завдовжки застосовують, коли необхідний сертифікат на волокна. І тут потрібні дві котушки: для кожного кінця волокна. Також зазначимо, що виміри необхідно виконувати для двох напрямків.
Важливо! Тип оптоволокна в патч-корді / котушці повинен бути ідентичним типу волокна, що діагностується.
Після підключення необхідно:
- Встановити, на яких довжинах хвиль здійснюватиметься вимірювання.
- Встановити дистанцію.
- Вказати тривалість світлових імпульсів.
- Виставити час, протягом якого здійснюватиметься вимір. Зазначимо, що загальний час виставляється на одну довжину хвилі.
Етап №1
Налаштування рефлектометра починається з вибору довжини хвилі, з якою працюватиме прилад — найпростіше завдання. Як правило, для SingleMode використовують 1310 та 1550 нм, а для MultiMode – 850 та 1300 нм.
Але є винятки:
- PON мережі використовують 3 довжини: 1310 і 1490 нм, а також 1550 нм.
- Посилений пошук макровигинів здійснюється на 1310 та 1625 нм.
- Для волокон в активних мережах переважно застосовують 1625 нм, і трохи рідше — 1650 нм. Але такі моделі випускають у менших кількостях.
Порада: якщо вам знадобиться виявити протяжність волокна або ділянку обриву, то виставляйте одну довжину хвилі, щоб прискорити процес.
Етап №2
Перейдемо до наступного параметра — відстані. Тут діє ключове правило — коли ви задаєте дистанцію, на рефлектограмі обов’язково повинен відображатися кінець оптоволоконної лінії. Тож якщо у вас довжина лінії становить 500 метрів, то відстань потрібно виставити на 1,25 кілометра. А якщо довжина лінії дорівнює 4 кілометрам, потрібно виставити 5 км на рефлектометрі. Це потрібно, щоб пристрій автоматично обробив рефлектограму. А от якщо OTDR не бачить, де закінчується оптоволокно, то розрахунки будуть утруднені. Це веде до появи фантомних піків або інших хибних подій на графіку.
Порада: якщо точна довжина оптоволокна невідома, можна провести швидкі виміри на великій дистанції, при цьому потрібно використовувати лише одну довжину хвилі. Так можна визначити довжину оптоволокна.
Етап №3
Тривалість світлового імпульсу. Як ми вже писали вище, від цього налаштування залежить мертва зона приладу та динамічний діапазон. Так, чим менший імпульс, тим вища здатність OTDR до розпізнавання подій, що знаходяться близько один до одного. Однак чим менше зондувальний імпульс, наприклад, при його тривалості 5-10 нс, тим менше динамічний діапазон. Це дозволяє точно вимірювати лінії невеликої довжини. Це означає, що тривалість імпульсу залежить від довжини оптоволокна та сумарних показників згасання, а ще безпосередньо від якості вимірювального приладу. Практика — у таблиці.
| Довжина лінії | до 3 км | до 20-30 км | від 40 км |
| Тривалість імпульсу | 10-30 нс | 100-500 нс | від 1 мкс і більше |
Рекомендація: щоб отримати максимально точну рефлектограму, без шумів та з чітким відображенням усіх подій, з параметром тривалості імпульсу необхідно експериментувати. Шляхом досвіду ви визначите, який варіант для якої довжини волокна є оптимальним у вашому випадку.
Встановлювати це налаштування для волокон в PON слід трохи інакше. Тож, щоб виміряти перший сплітер з абонентської сторони, використовуйте імпульси в 100 нс або 50 нс. Якщо ж потрібно виміряти волокно по всій довжині, від провайдера до абонента, а лінія містить два-три розгалужувачі, потрібен потужніший імпульс — 500 нс або навіть 1000 нс.
Етап №4
Виставляємо показник загального часу, протягом якого виконуватимуться вимірювання. Чим цей показник більший, тим менше випадкових перешкод і, відповідно, вища точність рефлектограми.
Цікаво: всі параметри OTDR, вказані в паспорті пристрою, перевіряються протягом 180 с, і це для кожної довжини хвилі. Такий самий часовий проміжок вказують і для діагностики, а також калібрування вимірювального обладнання.
Але на практиці потрібно менше часу. Щоб швиденько виміряти все, потрібно 10-30 сек на одну довжину хвилі. Якщо рефлектометр дорогий та високоточний, то 10 секунд достатньо за умови:
- що волокон щонайменше 100 штук, а то й більше;
- що їх довжина вбирається у 3 км.
Фінальний етап — вимір
Після того як ви підключили та налаштували прилад, можна приступати до вимірювань. Так, у процесі виконання оптичний рефлектометр оновлюватиме графік: на дисплеї рефлектограма буде змінюватися. Це відбувається через те, що він виводить середнє значення результатів окремих тестів. Коли прилад закінчить процес виміру, він почне їх обробляти. Зазвичай цей процес триває 1-5 секунд. Коли обробка закінчиться, на дисплеї з’явиться таблиця подій прямо під рефлектограмою. У цій таблиці буде видно дистанцію до кожної події, а також рівень відображення, показники втрат та інші дані. Рефлектограму та таблицю можна обробити потім, а результати зберегти в OTDR, оскільки прилад оснащується вбудованою пам’яттю. Звичайно, її можна застосувати й відразу, якщо потрібно зараз знайти проблемні місця в волокні й усунути їх.