Раскрываем советы и рекомендации по OTDR: подробное руководство по эксплуатации

Перед началом: определите, подходит ли OTDR для тестирования вашей кабельной системы.

Изначально разработанные для тестирования и диагностики магистральных сетей, новейшие поколения OTDR, адаптированные для сетей Fiber to the Home (FTTH) и Local Area Networks (LANs), могут эффективно тестировать более короткие сети. Если вам нужна помощь в определении того, предназначен ли ваш OTDR для более коротких сетей, обратитесь к руководству по OTDR или в отдел поддержки приложений производителя OTDR. Это позволит сэкономить время и не тратить его на попытки тестирования сети, слишком короткой для тестирования с помощью OTDR.

Для получения дополнительной информации о тестировании OTDR обратитесь к Что такое OTDR и как он работает?

Как использовать OTDR?

Перед началом тестирования в этом разделе будут представлены некоторые параметры OTDR и описан процесс проведения тестирования OTDR.

Измерение оптического волокна с помощью OTDR включает три этапа: настройку параметров, сбор данных и анализ кривой. Ручная настройка параметров измерения включает следующее:

Выбор длины волны (λ)

Выбор длины волны имеет решающее значение, поскольку разные длины волн соответствуют различным характеристикам света (например, затуханию, микроизгибам). Тестовая длина волны обычно соответствует длине волны передачи и связи системы. Например, если система работает на длине волны 1550, тестовая длина волны устанавливается равной 1550nm.

Ширина импульса

Ширина импульса влияет на динамический диапазон измерения и расстояние. Увеличенная ширина импульса обеспечивает более широкий динамический диапазон и большее расстояние охвата. Однако это также приводит к увеличению мертвой зоны на форме сигнала кривой OTDR. Период ширины импульса обычно выражается в наносекундах (нс).

Диапазон

Диапазон измерений OTDR определяет максимальное расстояние для выборки данных. Выбор этого параметра определяет размер разрешения выборки. В идеале диапазон измерений должен в 1,5–2 раза превышать длину оптического волокна.

Среднее время

Из-за слабого сигнала обратного рассеяния для повышения отношения сигнал/шум (SNR) обычно используется метод статистического усреднения. Более длительное время усреднения приводит к повышению SNR. Например, при времени усреднения 3 минуты по сравнению с 1 минутой можно увеличить динамический диапазон на 0.8dB. Однако время сбора данных более 10 минут не приводит к значительному улучшению SNR. Как правило, максимальное время усреднения составляет 3 минуты.

Параметры оптического волокна

Настройка параметров оптоволокна включает конфигурирование показателя преломления, коэффициента обратного рассеяния и коэффициента обратного рассеяния η. Параметр показателя преломления связан с измерением расстояния, а коэффициент обратного рассеяния влияет на результаты измерения отражения и обратных потерь. Обычно эти параметры предоставляет производитель оптоволокна.

После установки параметров OTDR может передавать оптические импульсы, принимать свет, рассеянный и отражённый волоконной линией, и выполнять выборку выходного сигнала фотодетектора для построения кривой OTDR. Анализ кривой позволяет оценить качество оптического волокна.

Как анализировать результаты тестирования OTDR?

Нормальная кривая

Как показано на рисунке, оценка нормальности кривой включает изучение равномерности наклона её основной части. Небольшой наклон указывает на низкую постоянную затухания линии, что свидетельствует о хорошей однородности затухания.

Коэффициенты затухания одномодовых волокон B1.1 и B4 должны соответствовать значениям, указанным в следующей таблице.

Для одномодового волокна B1.1 непрерывная длина волокна на длине волны 1310nm не должна содержать точку неоднородности более 0.1dB, а на длине волны 1550nm она не должна превышать точку неоднородности 0.05dB. Что касается одномодового волокна B4, на длине волны 1550nm непрерывная длина волокна не должна содержать точку неоднородности более 0.05dB.

Аномальная кривая

Кривая больших шагов

Как показано на рисунке, отчетливо видны отдельные «ступеньки». Если это соответствует соединению, это указывает на то, что соединение выполнено неквалифицированно или волокно слишком маленькое либо выдавлено внутри радиуса изгиба сварочной кассеты. Если это не соединение, это означает, что кабель либо выдавлен, либо имеет резкий изгиб.

Кривая большого наклона

Как показано на рисунке, наклон этого участка кривой заметно выше, что свидетельствует о низком качестве данного участка волокна и соответствующем увеличении затухания.

Нерефлектирующий разрыв на дальнем конце кривой

Как показано на рисунке, после этой кривой не наблюдается отражения от обрыва, что указывает либо на низкое качество дальнего конца оптоволокна, либо на обрыв волокна.

Пики-призраки (Призраки)

Рисунок 1. Как выявить фантомные пики (призраки)

Рисунок 2: Удаление фантомных пиков (призраков)

Обнаружение фантомных пиков (призраков): призраки на кривой не приводят к заметным потерям (см. рисунок 1); расстояние между призраком и начальной точкой кривой кратно расстоянию между интенсивным отражающим событием и началом, что создаёт симметрию (см. рисунок 2).

Устранение фантомных пиков (призраков): выбирайте меньшую длительность импульса и вносите затухание на сильно отражающем переднем конце (например, на выходе OTDR). Если источник призраков находится на конце волокна, можно слегка согнуть волокно, чтобы ослабить свет, отраженный обратно к исходной точке.

Обработка гейнера

На кривой OTDR может наблюдаться усиление, как показано на рисунке. Положительное усиление возникает, когда волокно после точки сварки генерирует больше обратно рассеянного света, чем волокно до точки сварки.

В действительности в месте сварки волокно испытывает потери на сварном соединении. Это явление часто возникает при сварке волокон с различными диаметрами модового поля или коэффициентами обратного рассеяния. Поэтому для определения этих потерь необходимо проводить измерения в обоих направлениях и усреднять результаты. Средние потери на сварном соединении составляют ≤ 0.08 dB при практическом обслуживании оптоволоконных кабелей.

Применение измерений OTDR

Измерение расстояния с помощью OTDR

Установите один из маркеров на OTDR (обычно обозначаемый как маркер A) непосредственно перед пиком отражения, возникающим из-за соединения между пусковым и тестовым кабелями.

Расположите второй маркер (обычно называемый маркером B) непосредственно перед пиком отражения, возникающим в месте соединения тестируемого кабеля с приемным кабелем. Если приемный кабель не используется, пик отражения от последнего коннектора тестируемого кабеля должен оставаться видимым.

OTDR автоматически рассчитает длину сегмента между маркерами.

Неопределённость измерений:

OTDR рассчитывает длину оптоволокна с учетом показателя преломления стекла внутри волокна. Если у вас есть точное значение показателя преломления, введите его в настройках OTDR.

OTDR измеряет длину оптического волокна, а не кабеля. Обычно волокно на 1–2% длиннее кабеля, поэтому при тестировании кабеля значительной длины важно учитывать эту разницу.

Измерение коэффициента затухания оптического волокна

Разместите один из маркеров на OTDR (обычно обозначаемый как Marker 1 или A) на конкретном участке оптоволокна, который необходимо протестировать, не устанавливая его рядом с какими-либо местами сращивания или соединениями в исследуемом кабеле.

Разместите второй маркер, обычно называемый Marker 2 или B), дальше вдоль того же сегмента, на удалении от OTDR.

Затем OTDR рассчитает потери на участке между маркерами, укажет расстояние и отобразит результаты в дБ/км.

Снижение неопределенности измерений:

Убедитесь, что маркеры не расположены на изогнутых участках трассы, так как это может привести к неточным показаниям.

Измерение потерь на сварном соединении или разъёме

Расположите один из маркеров OTDR (обычно обозначаемый как Marker 1 или A) непосредственно перед сварным соединением или пиком отражения, возникающим в результате соединения в тестируемом кабеле.

Расположите второй маркер (обычно обозначаемый как Marker 2 или B) сразу после места сварки или пика отражения, возникающего в месте соединения тестируемого кабеля.

Затем OTDR рассчитает потери на участке между маркерами.

Снижение неопределенности измерений:

Убедитесь, что маркеры не расположены на изогнутых участках трассы, поскольку это может привести к неточным показаниям.

Потери, возникающие в оптическом волокне на участке между маркерами, будут учитываться в общей измеренной величине потерь. Чтобы минимизировать это влияние, используйте метод «наименьших квадратов» для измерения потерь. Подробные инструкции приведены в руководстве по эксплуатации вашего OTDR.

Измерение отражения

Расположите один из маркеров на OTDR (обычно называемый маркером 1 или A) непосредственно перед пиком отражения, возникающим в месте соединения в тестируемом кабеле.

Установите второй маркер (обычно обозначаемый как Marker 2 или B) на пике отражения соединения кабеля, находящегося на испытании.

Затем OTDR рассчитает коэффициент отражения выбранного пика на основе маркеров.

Снижение неопределенности измерений:

Убедитесь, что маркеры не расположены на изогнутых участках трассы, так как это может привести к неточным показаниям.

Советы по тестированию OTDR

Упрощенная оценка качества оптического волокна

Обычно наклон основного участка оптической кривой, протестированной с помощью OTDR (одного кабеля или нескольких кабелей), остается постоянным. Заметное увеличение наклона на определенном участке указывает на более высокое затухание в этом сегменте. Если основная часть кривой имеет неровности, значительные колебания наклона, изгибы или дугообразные формы, это указывает на серьезное ухудшение характеристик волокна, не соответствующее требованиям связи.

Выбор длины волны и тестирование одно-/двунаправленной передачи

Длина волны 1550nm обеспечивает большую дальность измерений и более чувствительна к изгибам по сравнению с 1310nm. Затухание на единицу длины волокна при 1550nm выше, чем при 1310nm, тогда как потери при сварке или на коннекторе при 1310nm выше, чем при 1550nm. При практическом обслуживании кабелей обычно проверяются и сравниваются обе длины волн. Анализ и расчет таких явлений, как положительное усиление и линии с превышением дальности, необходимо выполнять в обоих направлениях, чтобы получить достоверный результат тестирования.

Подготовка разъёма

Тщательная очистка обязательна перед подключением находящегося под напряжением оптического волоконного коннектора к Прибор для тестирования OTDR. Это включает очистку выходного разъема OTDR и измеряемого разъема, находящегося под напряжением. Пренебрежение этим этапом может привести к чрезмерным потерям на вставку, сделать измерение ненадежным, вызвать появление шумов на кривой и потенциально повредить OTDR. Крайне важно использовать такие чистящие средства, как спирт, поскольку другие растворы могут растворить клей внутри оптоволоконного разъема.