Однако характеристики рефлектометра нельзя оценивать по одному параметру. Динамический диапазон влияет на возможность исследования протяженных или высокопотерных линий, мертвые зоны - на разрешение близко расположенных событий, а набор длин волн должен соответствовать типу сети и задаче измерения.
Что такое оптический рефлектометр OTDR
OTDR - Optical Time Domain Reflectometer, оптический рефлектометр временной области.
Прибор вводит в волокно световой импульс и анализирует оптическую мощность, которая возвращается обратно. По времени прохождения сигнала туда и обратно и заданному для волокна показателю преломления прибор рассчитывает расстояние до события.
В основе измерения используются два основных физических эффекта:
-
обратное рэлеевское рассеяние в волокне;
-
френелевские отражения на границах с изменением показателя преломления.
Сильные отражения могут возникать, например, на разъемных соединениях, механических соединителях или на конце либо обрыве волокна. Их вид на рефлектограмме зависит от типа события и параметров измерения.
Что показывает рефлектограмма
Результат измерения отображается в виде рефлектограммы - графика, характеризующего изменение возвращаемого сигнала по длине линии.
По ней и сформированной прибором таблице событий можно исследовать:
-
длину линии;
-
участки волокна;
-
соединения и разъемы;
-
локальные потери;
-
отражающие события;
-
конец или обрыв линии.
Интерпретация зависит от параметров измерения. Один и тот же участок трассы может выглядеть по-разному при изменении длительности импульса, диапазона измерения и других настроек.
Поэтому автоматическая таблица событий упрощает работу, но не отменяет необходимости понимать условия, при которых была получена рефлектограмма.
Динамический диапазон
Динамический диапазон характеризует разность между уровнем обратнорассеянного сигнала в начале измерения и уровнем шума, определяемую по установленной производителем методике. На практике этот параметр связан с тем, какой суммарный оптический бюджет трассы прибор способен исследовать. Чем выше потери и сложнее оптическая трасса, тем больший запас динамического диапазона может потребоваться.
Но сравнивать два прибора только по числу в децибелах некорректно. Необходимо проверить условия измерения характеристики.
Производитель может указывать динамический диапазон при определенной длительности импульса, времени усреднения и других условиях измерения. Поэтому значения разных приборов следует сопоставлять только с учетом методики, указанной в их документации.
Поэтому при сравнении рефлектометров нужно сопоставлять не только заявленные значения, но и методику их получения.
Что такое мертвая зона OTDR
После сильного отражения приемнику требуется некоторое время на восстановление. На соответствующем участке прибор ограниченно способен различать следующие события. Этот интервал называют мертвой зоной.
Различают два основных параметра:
Мертвая зона по событию показывает минимальное расстояние после отражающего события, на котором OTDR способен различить следующее близко расположенное отражающее событие.
Мертвая зона по затуханию показывает расстояние после сильного отражающего события, необходимое для восстановления измерительного тракта до уровня, позволяющего оценивать последующие потери.
Малые мертвые зоны особенно важны при диагностике коротких линий и близко расположенных компонентов. При этом их следует оценивать вместе с динамическим диапазоном и условиями, при которых производитель получил заявленные значения.
Мертвые зоны зависят в том числе от параметров импульса, уровня отражения и методики измерения. Поэтому значения разных приборов корректнее сопоставлять при сопоставимых условиях и с учетом документации производителя.
Какие длины волн нужны
Набор длин волн выбирают под тип исследуемой сети.
Для обычных одномодовых линий часто используются измерения на 1310 и 1550 нм. Однако конкретная задача может потребовать других диапазонов. Некоторые специализированные OTDR используют фильтрованный измерительный канал 1625 или 1650 нм для диагностики действующих оптических сетей. Возможность таких измерений должна быть прямо указана производителем конкретного прибора.
Набор длин волн зависит от исполнения прибора: существуют модели для 1310/1550 нм, а отдельные специализированные исполнения дополнительно поддерживают 1625 или 1650 нм и режимы диагностики действующих сетей. Поэтому назначение каждой длины волны необходимо проверять по спецификации конкретной модели.
Поэтому большее количество длин волн само по себе не означает, что прибор лучше. Они должны соответствовать обслуживаемым линиям.
Длительность импульса и разрешение
OTDR позволяет изменять длительность тестового импульса. Этот параметр связан с компромиссом между динамическим диапазоном и способностью различать близкие события.
Более длинный импульс дает больше энергии и может использоваться при исследовании протяженной или высокопотерной линии, но ухудшает пространственное разрешение и увеличивает мертвые зоны.
Короткий импульс помогает исследовать близко расположенные события, но обеспечивает меньший энергетический запас.
Поэтому универсальной настройки для любой ВОЛС нет. Параметры измерения выбираются под длину, потери и структуру конкретной линии.
OTDR для PON-сетей
Измерения в PON требуют учитывать сплиттеры, которые вносят дополнительные потери, и древовидную топологию "точка-многоточка", усложняющую анализ рефлектограммы.
При выборе рефлектометра для PON следует проверять:
-
заявленную возможность измерения через оптические делители;
-
динамический диапазон;
-
поддерживаемые длины волн;
-
режимы измерения действующей сети;
-
возможности анализа событий.
Нельзя считать любой OTDR одинаково подходящим для PON только потому, что он предназначен для одномодового волокна. Для таких сетей проверяют, заявлена ли производителем работа прибора через используемые коэффициенты деления, достаточен ли динамический диапазон и предусмотрены ли соответствующие режимы анализа.
Нужна ли поверка оптического рефлектометра
Поверка относится не к оптическим характеристикам OTDR, а к метрологическим требованиям к его применению.
В России обязательность поверки определяется Федеральным законом N 102-ФЗ "Об обеспечении единства измерений". Средства измерений, предназначенные для применения в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, должны соответствовать установленным метрологическим требованиям и проходить поверку в предусмотренных законом случаях.
Поэтому одного обозначения "рефлектометр с поверкой" недостаточно для выбора прибора. Перед закупкой необходимо определить, относятся ли предполагаемые измерения к сфере государственного регулирования, а затем проверить статус конкретного типа средства измерений, сведения о поверке и применимые метрологические документы.
Если средство измерений не применяется в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, обязательность поверки по Федеральному закону N 102-ФЗ может не возникать. При этом метрологические требования следует отдельно проверять для конкретной модели, назначения измерений, внутренних регламентов организации и условий договора.
Дополнительные параметры выбора
Помимо основных оптических характеристик полезно проверить практические параметры прибора.
К ним относятся:
-
диапазон измеряемых расстояний;
-
точность определения расстояния;
-
минимальный порог обнаруживаемых событий;
-
скорость измерения;
-
автоматический анализ рефлектограммы;
-
возможность сохранения и экспорта результатов;
-
типы оптических разъемов;
-
наличие измерителя мощности или источника излучения;
-
поддержка тестирования действующего волокна;
-
защищенность корпуса и условия эксплуатации.
При этом встроенные функции следует оценивать по реальной задаче. Для монтажной бригады и лаборатории требования к одному и тому же рефлектометру могут существенно различаться.
Как выбрать оптический рефлектометр
Практический подбор начинается с описания сети, а не с максимального значения динамического диапазона.
Сначала определяются тип волокна и архитектура линии. Затем - максимальная длина, ожидаемые потери, наличие сплиттеров и необходимость измерения действующей сети.
После этого можно последовательно проверить:
-
Необходимые длины волн.
-
Динамический диапазон и условия, при которых он указан.
-
Мертвые зоны по событию и затуханию.
-
Доступные длительности импульса.
-
Возможность работы с PON, если она требуется.
-
Требования к измерению активной линии.
-
Необходимость поверки и сопроводительных документов.
-
Формат анализа и хранения результатов.
-
Условия эксплуатации прибора.
Максимальные паспортные характеристики сами по себе не определяют пригодность рефлектометра для конкретной задачи. Для коротких линий существенное значение может иметь малая мертвая зона, для протяженных трасс - динамический диапазон, а для PON - заявленная возможность работы через используемые оптические делители. Характеристики следует сопоставлять с архитектурой сети, условиями измерения и требованиями к конкретным работам.
