OTDRのヒントとコツを公開：包括的な操作ガイド

開始する前に：OTDRがケーブル設備のテストに適しているかどうかを確認してください。

当初は長距離ネットワークのテストと診断用に設計されていたOTDRですが、Fiber to the Home（FTTH）およびLocal Area Networks（LANs）向けに調整された最新世代のOTDRは、より短いネットワークも効果的にテストできます。お使いのOTDRが短距離ネットワーク向けに設計されているかどうかを判断する際にサポートが必要な場合は、OTDRのマニュアルを参照するか、OTDRメーカーのアプリケーションサポート部門にお問い合わせください。これにより、OTDRによるテストには短すぎるネットワークをテストしようとして時間を浪費することを防げます。

 

OTDRテストの詳細については、以下を参照してください OTDRとは何ですか。また、どのように機能しますか？

 

OTDRの使用方法は？

  

テストを開始する前に、このセクションでは、いくつかのOTDRパラメーターとOTDRテストの実行方法について説明します。

  

OTDRを使用した光ファイバー測定は、パラメーター設定、データ取得、波形解析という3段階のプロセスで構成されます。測定パラメーターの手動設定には、以下が含まれます。

  

波長選択 (λ)

  

波長によって光の特性（減衰、マイクロベンディングなど）が異なるため、波長の選択は非常に重要です。通常、テスト波長はシステムの伝送波長および通信波長に合わせます。たとえば、システムが1550の波長で動作する場合、テスト波長は1550nmに設定されます。

  

 

パルス幅

  

パルス幅は、ダイナミック測定範囲と距離に影響します。パルス幅を長くすると、ダイナミックレンジと測定可能距離が広がります。ただし、これによりOTDR曲線波形のデッドゾーンも大きくなります。パルス幅の時間は通常、ナノ秒（ns）で表されます。

  

範囲

  

OTDRの測定範囲は、データサンプリングが可能な最大距離を定義します。このパラメーターの選択によって、サンプリング分解能が決まります。理想的には、測定範囲を光ファイバーの長さの1.5～2倍に設定します。

  

平均時間

  

後方散乱光信号が弱いため、Signal-to-Noise Ratio (SNR)を向上させるために統計的平均化法が一般的に使用されます。平均時間が長いほど、SNRは高くなります。たとえば、平均時間を1分から3分にすると、ダイナミクスを0.8dB向上させることができます。ただし、取得時間が10分を超えても、SNRは大幅には向上しません。通常、平均時間は最大3分です。

  

光ファイバーのパラメータ

  

光ファイバーのパラメーター設定には、屈折率、後方散乱係数、および後方散乱係数ηの設定が含まれます。屈折率パラメーターは距離測定に関連し、後方散乱係数は反射およびリターンロスの測定結果に影響します。通常、これらのパラメーターは光ファイバーメーカーから提供されます。

  

パラメータを設定すると、OTDRは光パルスを送信し、光ファイバーリンクによって散乱・反射された光を受信し、光検出器の出力をサンプリングしてOTDR曲線を生成できます。この曲線を解析することで、光ファイバーの品質に関する情報が得られます。

 

OTDRテストを分析する方法

 

正規曲線

   

 

図に示すように、曲線の正常性を評価するには、その主要部分の傾きが一定であるかを確認します。傾きが小さい場合、線路減衰定数が低く、減衰の均一性が良好であることを示します。

  

B1.1およびB4シングルモードファイバーの減衰係数は、以下の表に指定されている値と一致する必要があります。

 

 

B1.1シングルモードファイバーの場合、1310nmの波長における連続ファイバー長では0.1dBの不連続点を超えてはならず、1550nmの波長では0.05dBの不連続点を超えてはなりません。B4シングルモードファイバーの場合、1550nmの波長における連続ファイバー長では0.05dBの不連続点を超えてはなりません。

 

異常曲線

  

大きなステップの曲線

  

 

図に示すように、明確な「ステップ」が確認できます。これが接続部に対応する場合、その接続部が不適格であるか、融着トレイの曲げ半径内でファイバーが過度に小さい、または押し出されていることを示唆します。接続部でない場合は、ケーブルが押し出されているか、急激に曲げられていることを示します。

  

大勾配曲線

  

  

図に示すように、この曲線区間の傾きは著しく大きく、ファイバーのこの特定区間における品質の低下と、それに伴う減衰の増加を示しています。

  

曲線の遠端における非反射性の破断

  

  

図に示すように、この曲線以降では無反射断線が観測されており、光ファイバーの遠端の品質が低いか、光ファイバーが断線していることを示しています。

  

ファントムピーク（ゴースト）

   

 

図1：ファントムピーク（ゴースト）の識別方法

 

 

図2：ファントムピーク(ゴースト)の除去

 

ファントムピーク（ゴースト）の検出: 曲線上のゴーストは顕著な損失を生じさせません（Figure 1を参照）。ゴーストと曲線の開始点との間隔は、強い反射イベントと開始点との距離の倍数となり、対称性が形成されます（Figure 2を参照）。

  

ファントムピーク（ゴースト）の除去：より短いパルス幅を選択し、反射率の高いフロントエンド（例：OTDR出力）で減衰を加えます。ゴーストの発生源が光ファイバーの終端にある場合は、わずかに曲げることで、開始点へ反射する光を減衰させることができます。

  

ゲイナー処理

   

 

図に示すように、OTDR曲線上に利得が現れる場合があります。融着点より後のファイバーが融着点より前のファイバーよりも多くの後方散乱光を発生させると、正の利得が生じます。

  

実際には、この融着点でファイバーに融着損失が生じます。この現象は、モードフィールド径または後方散乱係数が異なるファイバーを融着する場合によく見られます。したがって、この融着損失を求めるには、双方向で測定を行い、その結果を平均することが不可欠です。実際の光ファイバーケーブル保守における平均融着損失は ≤ 0.08 dB です。

 

OTDR測定の用途

  

OTDRによる距離測定

  

  

OTDR上のマーカーの1つ（通常はマーカーAと呼ばれます）を、ローンチケーブルとテストケーブルの接続部から生じる反射率ピークの直前に配置します。

  

2番目のマーカー（通常はマーカーBと呼ばれます）を、被試験ケーブルと受信ケーブルの接続部から生じる反射ピークの直前に配置します。受信ケーブルを使用しない場合は、被試験ケーブルの最後のコネクタからの反射ピークが引き続き観測可能である必要があります。

  

OTDRは、マーカー間の区間の長さを自動的に計算します。

 

測定不確かさ:

  

OTDRは、ファイバー内のガラスの屈折率を考慮してファイバーの長さを計算します。屈折率の正確な値がある場合は、OTDRの設定に入力してください。

  

OTDRが測定するのはケーブルではなく、光ファイバーの長さです。通常、光ファイバーはケーブルより1-2%長いため、相当な長さのケーブルを試験する際には、この差を考慮することが不可欠です。

 

光ファイバー減衰係数測定

  

 

OTDR上のマーカーの1つ（通常はマーカー1またはAと呼ばれる）を、試験対象の特定のファイバーセグメント上に配置し、検査対象のケーブル内の融着接続部や接続部から離してください。

  

通常、Marker 2またはB)と呼ばれる2番目のマーカーを、同じセグメント上のさらに先、OTDRから離れた位置に配置します。

  

その後、OTDRはマーカー間のセグメント損失を計算し、距離を提供し、結果をdB/kmで表示します。

 

測定の不確かさの低減：

  

マーカーがトレースの湾曲部分に配置されていないことを確認してください。湾曲部分に配置すると、測定値が不正確になる可能性があります。

 

融着接続またはコネクタ損失の測定

   

  

マーカーの1つを、被試験ケーブルの接続部から生じる融着接続点または反射ピークの直前に、OTDR上で配置します（通常はMarker 1またはAと呼ばれます）。

  

2番目のマーカー（通常、Marker 2またはBと呼ばれる）を、試験対象ケーブル内の接続に由来するスプライスまたは反射ピークの直後に配置します。

  

その後、OTDRはマーカー間の区間損失を計算します。

  

測定の不確かさの低減：

  

測定値が不正確になる可能性があるため、マーカーがトレースの曲線部分に配置されていないことを確認してください。

  

マーカー間の距離内で光ファイバーに生じる損失は、測定される全体の損失に加算されます。これを軽減するには、損失の測定に「最小二乗法」を使用してください。詳細な手順については、OTDRのマニュアルを参照してください。

 

反射率測定

  

  

OTDR上のマーカーの1つ（通常はマーカー1またはAと呼ばれる）を、試験対象ケーブル内の接続に起因する反射ピークの直前に配置します。

  

2番目のマーカー（通常はマーカー2またはBと呼ばれます）を、試験対象のケーブル接続部からの反射ピークに配置します。

  

その後、OTDRはマーカーに基づいて、選択したピークの反射率を計算します。

  

測定の不確かさの低減：

  

マーカーがトレースの湾曲部分に配置されていないことを確認してください。湾曲部分に配置すると、測定値が不正確になる可能性があります。

 

OTDRテストのヒント

  

光ファイバー品質の簡易評価

  

通常、OTDRで測定した光学曲線の主要部分の傾きは（単一ケーブルでも複数ケーブルでも）一定に保たれます。特定の領域で傾きが顕著に増加している場合、その区間で減衰が大きいことを示します。曲線の主要部分に不規則性、大幅な傾きの変動、屈曲、または円弧形状が見られる場合は、光ファイバーが著しく劣化し、通信要件を満たしていないことを示します。

  

波長選択と単方向/双方向テスト

  

1550nmの波長は、1310nmと比較してより長距離の測定が可能で、曲げに対する感度も高くなります。1550nmでの単位長さ当たりの減衰は1310nmより大きい一方、融着またはコネクタによる損失は1550nmより1310nmの方が大きくなります。実際のケーブル保守では、通常、両方の波長をテストして比較します。正の利得や測定距離超過回線などの現象の分析および計算は、信頼できるテスト結果を導き出すために、両方向で実施する必要があります。

  

コネクタの準備

 

稼働中の光ファイバーコネクタを次のものに接続する前に、徹底的な清掃が不可欠です OTDRテスト装置. これには、OTDRの出力コネクタと測定対象のライブコネクタの清掃が含まれます。この手順を怠ると、過度の挿入損失が発生し、測定の信頼性が低下し、曲線にノイズが入り、OTDRが損傷する可能性があります。アルコールのような洗浄剤を使用することが重要です。他の溶液はファイバーコネクタ内の接着剤を溶解する可能性があるためです。