Качественная эксплуатация волоконно-оптических систем требует детальной диагностики состояния кабельных трасс. Необходимо определить местоположение неисправностей и оценку качества монтажных соединений. Анализ рефлектограммы оптического кабеля позволяет обнаружить все критические события в линии. Включая сварные и коннекторные соединения, макро изгибы, обрывы волокна с точным определением расстояния до дефекта. Централизованное управление сетями обеспечивает единую точку администрирования всей телекоммуникационной инфраструктуры. Вмсете с интеграцией медных и оптических систем в комплексное информационное пространство.
Принцип работы оптической рефлектометрии
Метод OTDR временной области
Рефлектометр посылает в волокно мощный импульс зондирующего излучения. Затем регистрирует сигналы релеевского обратного рассеяния, вернувшиеся к исходному порту. И далее время запаздывания отраженных импульсов пересчитывается в расстояние с учетом показателя преломления волокна.
Релеевское рассеяние в волокне
Свет рассеивается на флуктуациях показателя преломления кварцевого стекла. Они застывают при вытяжке волокна с равномерным распределением центров по всей длине. Доля мощности, которая рассеивается назад в моду волокна, составляет около -70 дБ при ширине импульса 1 метр.
Отражающие события на линии
Давайте разберёмся, как это работает. Резкие скачки уровня сигнала на рефлектограмме соответствуют отражениям от оптических коннекторов, механических соединений и физических обрывов волокна. А вот величина отражения зависит от типа разъема и качества полировки торцевой поверхности ферул.
Основные элементы рефлектограммы
Наклон кривой затухания
Угол наклона участков рефлектограммы между событиями характеризует погонное затухание волокна в дБ/км. К тому же при использовании одного типа кабеля, все участки должны иметь одинаковый наклон на заданной длине волны.
Зависимость от длины волны
К сведению, погонное затухание многомодового волокна составляет 3 дБ/км на 850 нм и 1 дБ/км на 1300 нм, одномодового — 0,33 дБ/км на 1310 нм и 0,2 дБ/км на 1550 нм. Поэтому изменение длины волны приводит к изменению угла наклона рефлектограммы.
События в средней части линии
Пики на графике соответствуют отражающим событиям со скачками уровня мощности. А провалы характеризуют неотражающие сварные соединения с поглощением части излучения. Именно положительные скачки указывают на различие коэффициентов обратного рассеяния смежных участков.
Классификация событий на рефлектограмме
Отражающие события
Коннекторные соединения PC/UPC создают отражения с потерями менее 0,75 дБ. Это является допустимым значением для большинства приложений. Сверхвысокое отражение указывает на обрыв волокна или загрязнение торцевой поверхности разъема.
Неотражающие события
Поэтому сварные соединения, именно качественно выполненные, не создают отражений, но вносят потери обычно менее 0,1 дБ для городских ВОЛС. Так узнают, что превышение допустимых значений указывает на необходимость повторной сварки.
Положительные скачки мощности
Артефакт измерения возникает при переходе от волокна с меньшим коэффициентом обратного рассеяния к волокну с большим коэффициентом. Эффект не означает реального усиления сигнала и требует двусторонних измерений для точной оценки потерь.
Двусторонние измерения ВОЛС
Усреднение результатов
Измерения проводятся с обеих сторон волоконно-оптической линии для исключения погрешности обратного рассеяния. Средние потери на сварке рассчитываются как полусумма значений, полученных из разных концов.
Компенсация коэффициента рассеяния
Различие показателей релеевского рассеяния смежных участков приводит к положительным или отрицательным скачкам на односторонней рефлектограмме. Поэтому двустороннее тестирование компенсирует эффект и дает истинное значение потерь на соединении.
Выявление проблемных сварок
Когда сравнение результатов встречных измерений позволяет обнаружить некачественные соединения с превышением допустимых потерь. Тогда специалисты проводят переварку проблемных участков до достижения требуемых характеристик.
Параметры, определяемые рефлектометром
Длина оптической линии
Прибор точно измеряет расстояние от начала до конца тестируемого волокна, и учитывает показатели преломления материала. Определение длины критично для планирования ремонтных работ и оценки запаса мощности.
Локализация неисправностей
OTDR определяет точное расстояние до места трещины, макро изгиба или физического обрыва волокна с погрешностью несколько метров. Соответственно информация о местоположении дефекта сокращает время аварийно-восстановительных работ.
Суммарные потери линии
Если рефлектограмма отображает общее затухание сигнала от начала до конца волокна с детализацией вклада отдельных компонентов. Тогда сравнение с предельными значениями стандартов подтверждает работоспособность системы.
Длины волн тестирования
Одномодовые волокна
Стандартные измерения проводятся на длинах волн 1310 нм и 1550 нм для соответствия рабочим диапазонам активного оборудования. А вот дополнительное тестирование на 1625 нм позволяет обнаружить макро изгибы, незаметные на основных длинах волн.
Многомодовые волокна
Если тестирование выполняется на длинах волн 850 нм и 1300 нм в соответствии с техническими характеристиками светодиодных источников локальных сетей. Тогда погонное затухание на 850 нм втрое выше, чем на 1300 нм.
Выбор длины волны
Для магистральных линий большой протяженности рекомендуется использовать 1550 нм, обеспечивающую минимальное затухание. Короткие сегменты внутри здания тестируются на рабочих длинах волн активного оборудования.
Автоматический анализ рефлектограмм
Системы интеллектуального анализа
Известно, что современные рефлектометры используют алгоритмы машинного обучения для автоматической идентификации и классификации событий на линии. Тогда как программное обеспечение определяет типы соединений, измеряет потери и формирует протоколы испытаний.
Ограничения автоматики
Необходимо учитывать, что автоматический анализ может давать ложные срабатывания при высоком уровне шума или наличии фантомных событий. При этом всегда требуется визуальная проверка результатов опытным оператором для подтверждения корректности.
Оптимизация параметров тестирования
Выбор ширины импульса влияет на пространственное разрешение и максимальную дальность измерений. Короткие импульсы обеспечивают высокое разрешение для коротких линий, длинные — увеличивают дальность зондирования.
Оборудование Fluke для рефлектометрии
OptiFiber Pro OTDR
Профессиональный оптический рефлектометр строит детальные графики распределения потерь с точной локализацией всех событий на линии. Прибор определяет расстояние до дефекта с точностью до метра и измеряет потери на каждом соединении.
Тестирование одномода и многомода
Оборудование поддерживает измерения одномодовых и многомодовых волокон на всех стандартных длинах волн. Односторонние и двусторонние измерения обеспечивают полную диагностику состояния ВОЛС.
Комплексное решение
Сочетание рефлектометра OptiFiber Pro OTDR и набора для сертификации CertiFiber Pro OLTS обеспечивает полный цикл испытаний волоконно-оптических систем. Документация с обоих приборов необходима для постановки ВОЛС на гарантию.
Применение результатов рефлектометрии
Приемо-сдаточные испытания
Рефлектограммы подтверждают качество выполненных монтажных работ и соответствие системы техническим требованиям. Документация передается заказчику в составе исполнительной документации проекта.
Аудит существующих систем
Периодическое тестирование эксплуатируемых линий позволяет выявить деградацию параметров и спрогнозировать необходимость профилактических работ. Сравнение текущих рефлектограмм с архивными показывает изменение характеристик системы.
Локализация аварий
При возникновении обрыва или значительного ухудшения параметров рефлектометр точно определяет место неисправности. Информация о расстоянии до дефекта сокращает время восстановления работоспособности линии.
Централизованное управление инфраструктурой
Гибридные решения СКС
Интеграция медных кабельных систем и волоконно-оптических магистралей в единую структурированную систему обеспечивает гибкость и масштабируемость. Централизованное администрирование всех компонентов упрощает эксплуатацию инфраструктуры.
Мониторинг состояния систем
Когда единая точка управления обеспечивает контроль критических параметров медных и оптических линий с оперативным выявлением проблем. Тогда профилактическое обслуживание предотвращает возникновение серьезных неисправностей.
Соответственно, инвестиции в профессиональную рефлектометрию с использованием сертифицированного оборудования гарантируют получение детальной информации о состоянии волоконно-оптических линий. А также обеспечивают качественную документацию для гарантийных обязательств и сокращают время устранения неисправностей.
