Після того як усі оптоволоконні з'єднання буде виконано, як дізнатися, чи буде щойно встановлена оптоволоконна система працювати належним чином? Правильний спосіб дізнатися це - тестування. Тестування дає інженерам впевненість, що система відповідає всім проектним вимогам.
Існує три типи пристроїв, які можна використовувати в польових умовах для проведення випробувань і оцінювання якості хвиль - OLTS, OTDR і VFL. Що це і чим відрізняється один від одного розберемо в цій статті.
Що таке оптичний рефлектометр?
OTDR розшифровується як Optical Time Domain Reflectometer і являє собою пристрій, що використовується для тестування та визначення характеристик оптичного волокна на предмет цілісності. У рамках цього він надає деякі ключові результати і метрики продуктивності, як-от відстань від кінця до кінця, втрата/затухання сигналу на ділянці, компоненти в лінії та багато іншого.
Рефлектометр працює, посилаючи імпульсний лазерний сигнал по всій довжині волокна, а потім вимірює кількість світла, відбитого або розсіяного від різних точок волокна. Аналізуючи відбите світло, прилад визначає результати роботи волокна і відображає їх на екран.
Під час аналізу відбитого світла технологія рефлектометрії аналізує два типи випромінювання: зворотне розсіювання Релея і відбиття Френеля.
- Зворотне розсіювання Релея - це постійний низький рівень світла, який виникає природним чином внаслідок звичайного відбиття і домішок усередині скловолокна.
- Віддзеркалення Френеля являють собою більші віддзеркалення світла, які можуть виникати в різних точках волокна і зазвичай викликані певною подією.
У результаті зворотне розсіювання Релея використовується рефлектометром для розрахунку відстані і загасання сигналу на всій ділянці, а відбиття Френеля може бути викликано роз'ємами або невідповідністю серцевини волокна. В обох випадках рефлектометр розраховує значення втрат для всіх подій і відображає цю інформацію як частину результатів.
Цікаво: тест, який виконує рефлектометр, часто називають "трасою", і дана траса складається з графічного представлення робочих характеристик волокна разом з таблицею, яка надає детальну інформацію та/або ідентифікує типи втрат, що виникають.
Переваги використання рефлектометрів
OTDR корисні в різних галузях застосування - при прокладанні нових оптичних ліній, регулярному технічному обслуговуванні, виявленні та усуненні неполадок, а також під час сертифікації кабелю або виборі нового обладнання для мережі.
Під час розгортання нової ділянки волс інженерній команді необхідно підтвердити цілісність ділянки, щоб переконатися у відсутності обривів, значних втрат тощо. У рамках регулярного технічного обслуговування рефлектометри використовуються з метою виявити будь-які дефекти до того, як вони стануть серйозною проблемою. Якщо виникає проблема, пов'язана з розривом або пошкодженням волокна, рефлектометр - найкращий спосіб визначити місце розташування конкретної точки проблеми, щоб швидко її усунути. Нарешті, рефлектометри корисні під час сертифікації мережевого волокна перед купівлею або під'єднанням нового пристрою.
Наприклад: якщо новий пристрій розрахований на роботу на відстані до 5 км, а ви не перевірите заздалегідь і не переконаєтеся, що мережа насправді 5,5 км, ви отримаєте марні інвестиції, які не працюватимуть так, як потрібно.
Недоліки рефлектометра
Загалом, рефлектометр - це незамінний пристрій, і багато хто з них працює винятково добре, не маючи особливих обмежень і проблем, особливо ті, що розроблені та вироблені провідними компаніями на ринку. Однак є кілька проблем, які необхідно подолати або вирішити під час використання рефлектометра.
- Мертві зони. Оскільки в рефлектометрах використовується імпульсний оптичний сигнал, а тривалість імпульсів повинна регулюватися залежно від довжини оптоволоконного кабелю, рефлектометри часто мають так звану "мертву зону", в якій дефект не буде ідентифіковано. Під час запуску імпульсу з приладу в оптоволоконний кабель, залежно від ширини імпульсу, на самому початку оптоволокна може бути до кількох метрів “мертвої зони”. Таким чином, якщо відразу після першої точки з'єднання є точка втрати або пошкодження волокна, вона може бути не ідентифікована в трасі належним чином.
Для вирішення цієї проблеми перед кабелем, що тестується, в лінію може бути поміщене пускове волокно рефлектометра. Воно забезпечує додаткову відстань, необхідну для запуску і заспокоєння імпульсу рефлектометра, даючи змогу виявити проблеми на самому початку кабелю, що тестується.
- Навчання та експертиза рефлектограм. OTDR - досить складні пристрої з великою кількістю функцій і налаштувань. Від користувача вимагається розуміння доступних налаштувань, вміння застосовувати відповідні параметри залежно від кабелю, що тестується, і правильно інтерпретувати результати. Для декого використання рефлектометра на повну потужність вважається мистецтвом, що вимагає серйозної освіти і навчання. Крім того, кожен рефлектометр відрізняється за своїми робочими можливостями, функціями, вимірюваннями тощо. Таким чином, фахівець без належних знань і підготовки, який не зможе застосовувати правильні налаштування і зробить неправильне трасування, може призвести до низки негативних наслідків.
Важливо, щоб ті, хто хоче або повинен експлуатувати рефлектометр, були відповідним чином навчені. Це не той прилад, який можна взяти в руки новачкові й ефективно використовувати без попередньої підготовки.
Що таке OLTS?
OLTS або оптичний тестер - це набір для тестування оптичних втрат, що складається з двох елементів: джерела світла і вимірювача оптичної потужності. Він забезпечує неймовірно точне вимірювання внесених втрат. Хоча найчастіше це окремі пристрої, в деяких моделях вони об'єднані в один прилад.
OLTS використовується для точного вимірювання внесених втрат у кабелі. Це досягається шляхом подачі сигналу за допомогою джерела світла (світлодіода або лазера) на одному кінці кабелю і вимірювання кількості світла, що виходить з іншого кінця, за допомогою вимірювача потужності. Джерело світла в OLTS зазвичай подає тестові сигнали на певних довжинах хвиль залежно від типу тестованого волокна.
Наприклад, одномодовий OLTS може забезпечувати 1310 нм і 1550 нм, а багатомодовий OLTS може використовувати загальні довжини хвиль 850 нм і 1310 нм.
З роками пристрої OLTS удосконалилися, і тепер багато хто з них здатний виконувати як одномодове, так і багатомодове тестування в одному і тому ж загальному пристрої, забезпечуючи більшу гнучкість тестування і цінність для фахівця з оптоволокна.
Переваги та сфера застосування
OLTS насамперед використовується для точного вимірювання рівня потужності та внесених втрат оптоволоконного кабелю, а також полярності, що необхідно під час перевірки оптоволоконних кабелів і безперервності сигналу. Крім того, вони можуть використовуватися як початковий інструмент для швидкого пошуку несправностей у волокнах. Якщо виміряний рівень потужності не відповідає тому, що повинен бути, або світло взагалі відсутнє, то фахівець знає, що у волокні є більш серйозна проблема, яку необхідно оцінити і вирішити. Серед переваг оптичного тестера можна виділити такі:
- Простота використання. Це досить простий в освоєнні та використанні інструмент для технічних фахівців. Навчання проведенню наскрізних вимірювань втрат за допомогою цього тестового набору не займе багато часу, а багато моделей мають цілком обмежений набір функцій і варіантів налаштування.
- Великий модельний ряд, залежно від потреб. Існує безліч моделей оптичних тестерів, як тих, що використовують джерело світла і вимірювач потужності як окремі пристрої, так і інтегрованих. Є дуже прості і недорогі пристрої, а є більш просунуті, з більш високою ціною, але великою кількістю функцій.
- Економія часу. Для систем із вищою пропускною спроможністю, наприклад 100 Гбіт/с, доступні такі пристрої, як вимірювачі потужності MPO, які дають змогу фахівцеві тестувати рівні потужності за кількома волокнами одночасно, що значно економить час.
Проблеми оптичних тестерів
З точки зору самого пристрою, немає ніяких серйозних недоліків або проблем, які виникають або повинні бути подолані при використанні цих пристроїв.
Як і у випадку з рефлектометрами, характеристики та вимірювання можуть відрізнятися, тому користувачеві слід провести аналіз, щоб визначити, який пристрій забезпечить найбільші переваги для його конкретних потреб.
Чи потрібно користувачеві щось дуже просте і недороге, щоб просто перевірити, чи виходить світло з кінця кабелю, чи потрібен більш просунутий пристрій з високим ступенем точності для найбільш точних вимірювань втрат? Нарешті, для тих, кому потрібно і те, і інше, чи існує повний набір, що містить і рефлектометр, і OLTS, доступний від виробника, який дасть змогу фахівцеві задовольнити всі свої потреби в тестуванні?
Джерела лазерного випромінювання (VFL)
Варто окремо виділити найпростіший з девайсів для діагностики оптичної мережі - джерела лазерного випромінювання, VFL (Visual Fault Locators) або візуальний локатор несправностей. Це найпростіший і найнадійніший спосіб визначити розриви, вигини або знос скловолокна. Джерела лазерного випромінювання використовують світло від потужного лазерного джерела, за допомогою якого ми можемо побачити на власні очі, де в оптоволоконному кабелі відбуваються великі втрати.
В основу роботи VFL покладено потужний червоний лазерний діод для передачі світла через серцевину оптоволоконного кабелю. Джерела лазерного випромінювання в основному застосовуються для кабелів на короткі відстані.
Візуальні локатори бувають різних форм і розмірів. Існує два типи, заснованих на способі їх функціонування, а саме контактний і безконтактний.
Найпростіший вид візуального локатора виконаний у вигляді ручки. Він має кишенькові розміри, і його можна легко носити з собою. Це різновид контактного VFL.
Важливі параметри
Наведемо найважливіші критерії вибору джерела лазерного випромінювання:
- Вихідна потужність є дуже важливим фактором. Що вища вихідна потужність, то більша робоча відстань приладу.
- Відстань між волокнами - це максимальна дистанція в оптоволоконному кабелі, до якої ми можемо бачити втрати або проблемні ділянки. Вона визначається потужністю лазерного діода. Звичайні VFL мають діапазон 5 км для промислових одномодових волокон і 10 км для багатомодових волокон.
- Довжина хвилі. Більшість моделей чудово працюють у діапазоні 635 - 670 нм.
- Частота модуляції. Око краще сприймає миготливе світло, тому фахівці віддають перевагу VFL з миготливим, а не постійним світлом, оскільки це допомагає їм краще діагностувати дефекти в кабелях.
Тестери OLTS у порівнянні з VFL
Основна відмінність між тестерами волокна і джерелами лазерного випромінювання полягає в типі джерела світла, яке вони використовують. Тестери використовують видимі світлодіоди (переважно червоні або зелені), тоді як VFL використовують потужний червоний лазерний діод (635-670 нм). Тестери цілісності оптоволокна можуть допомогти нам з'ясувати, чи є проблема з оптоволокном, тільки визначивши, чи проходить світло через весь кабель чи ні. Якщо світло проходить через кабель, то він працює добре, а якщо ні, то потрібен більш детальний аналіз.
У той час як VFL дають нам більш детальний аналіз, допомагаючи точно визначити місце, де відбуваються втрати через погані з'єднання або вигини, і нам не потрібно використовувати інше обладнання для подальшої діагностики.
Відмінності між OTDR, OLTS та VFL
Після того як ми поділилися інформацією про прилади для тестування оптоволокна, необхідно запам'ятати кілька моментів:
- І рефлектометри, і прилади OLTS або VFL є необхідними інструментами для техніків, які встановлюють, обслуговують і усувають несправності у волоконно-оптичних мережах.
- Рефлектометр - це більш складний прилад, який використовується для більш повного визначення характеристик оптичного волокна, в той час як OLTS призначений для точного вимірювання потужності / внесених втрат.
- І рефлектометр, і OLTS можуть використовуватися для перевірки характеристик оптоволоконного кабелю, але різною мірою і з різними можливостями. У той час як OLTS може швидко визначити, що рівень потужності не відповідає очікуваному, рефлектометричний тест дасть змогу визначити, де знаходиться проблема або точка втрат у волокні, щоб усунути проблему.
- Рефлектометр і OLTS вимагають навчання, але рефлектометр вимагає більш високого ступеня знань і досвіду для ефективної роботи.
- Найпростіший варіант - VFL, що дасть змогу візуально визначити проблемне місце.
Щиро Ваш, Небилович Сергій, директор магазину мережевого обладнання EServer.