Як застосовують оптичні рефлектометри

Незважаючи на оригінальність всіх раніше розглянутих приладів для проведення вимірювань на волоконно-оптичних лініях зв'язку, оптичні рефлектометри (OTDR) перевершують їх за складністю, діагностичним можливостям і, зрозуміло, за ціною. Вони суттєво спрощують локалізацію несправностей - на рефлектограмме видно все неоднорідності оптичного волокна (зростки, точки комутації і т. П.). У ряді випадків ці роботи без рефлектометра взагалі неможливо виконати (наприклад, в разі броньованих, покладених в канали або грунт оптичних кабелів). За допомогою рефлектометра можна виміряти такі параметри, як погонное загасання, поворотні втрати, величину відбитого сигналу. А порівняння поточної рефлекторам з отриманої раніше і збереженою еталонної дозволяє миттєво виявити виникли з плином часу відхилення в параметрах лінії. Можна сказати, що рефлектометр - незамінний прилад.

Однак принцип визначення втрат рефлектометром відрізняється від того, як здійснюються вимірювання за допомогою джерела випромінювання і вимірювача потужності. Оскільки величина втрат встановлюється побічно, то, будучи прекрасним засобом пошуку точок з високими втратами, цей прилад не забезпечує необхідної точності при вимірюванні загасання. Він не дозволяє тестувати встановлені на кінцях лінії з'єднувачі. Помилки діагностики, пов'язані з цими фактами, вельми поширені. Тому, справедливості заради, варто відзначити, що при всій незамінності рефлектометра його одного явно недостатньо для проведення всього комплексу вимірювань на волоконно-оптичної лінії. Таким чином, при тестуванні лінії можна обмежитися виміром втрат і обійтися без рефлектометра, але недостатньо зняти тільки рефлектограмм без вимірювання втрат. Для підвищення точності і достовірності результатів тестування діагностику лінії краще за допомогою рефлектометра провести з обох її кінців.

Роль оптичного рефлектометра в комплексі вимірювань на волоконно-оптичної лінії досить висока, що змушує придивитися до описуваних приладів уважніше. Цього вимагає і істотний розкид за цінами і функціональному набору представлених на ринку моделей.

Принцип дії всіх рефлектометрів простий: вони посилають в лінію імпульси випромінювання і реєструють потік зворотного розсіювання. В результаті виявляються всі неоднорідності на шляху поширення світла, визначаються їх величина і місце розташування. Різниця між приладами полягає у використовуваному методі вимірювання, засоби обробки і відображення результатів, наборі сервісних функцій і конструктивному виконанні.

Найпримітивнішим пристроєм є рефлектометр з цифровим відображенням інформації, можливості якого обмежені виміром дальності на порівняно невеликих відстанях (до 30 км) до неоднорідності. Його найчастіше називають оптичним локатором або локатором несправностей. Більш розвинені оптичні локатори можуть вимірювати і по черзі відображати відстані до декількох (до 100) неоднорідностей, втрати в кожній з них, загальна кількість неоднорідностей і т. П.

Ряд модульних рефлектометрів випускається у вигляді приставки, що сполучається з звичайним ноутбуком по послідовному інтерфейсу або через слот PCMCIA. Деякі з цих приладів не можуть працювати без ноутбука, інші ж надають користувачеві компроміс: автономно вони можуть тільки проводити вимірювання і відображати обмежений набір параметрів на вбудованому цифровому дисплеї (т. Е. Працювати як оптичні локатори), а після підключення до ноутбука перетворюються в повнофункціональний рефлектометр.

Більш економічні функціонально повні міні-рефлектометри. Хоча вони і не забезпечують такої гнучкості, як модульні рефлектометри, але самодостатні і володіють усіма необхідними функціями для проведення вимірювань на оптичному кабелі. Головне при виборі приладу - заздалегідь врахувати всі види вимірювань та сервісних функцій, які можуть знадобитися при його експлуатації, так як розширити наявний набір в подальшому неможливо. Вибираючи рефлектометр, слід вивчити і всі найважливіші характеристики розглянутих зразків.

Серед корисних функцій рефлектометрів потрібно відзначити масштабування по обох осях, автоматичний вибір діапазону по дальності і зондуючого імпульсу, введення текстової пояснювальній інформації, зберігання результатів і обмін з комп'ютером, режим порівняння рефлектограмм.

Найважливіший параметр - динамічний діапазон рефлектометра, який залежить від енергії зондуючого імпульсу і чутливості приймача. Саме він і визначає максимальну довжину досліджуваного рефлектометром оптичного волокна. Від його значення (зазвичай - 20-46 дБ) залежить вартість приладу. При зіставленні пристроїв за цим параметром потрібно бути вкрай обережним, так як його іноді представляють у різних величинах.

Особливу увагу слід звернути і на роздільну здатність за рівнем оптичного сигналу і дальності (або просторову роздільну здатність). Останній параметр пов'язаний з тривалістю використовуваного зондуючого імпульсу і, поряд з точністю вимірювання по дальності, визначає точність локалізації несправності. Рефлектометр повинен забезпечувати можливість автоматичного або ручного вибору тривалості імпульсу для досягнення компромісу між необхідною дальністю і роздільною здатністю: чим вище енергія імпульсу (т. Е. Чим більше його тривалість), тим більше дальність, а й гірше роздільна здатність. Відзначимо, що точність вимірювань по дальності і лінійність залежать від стабільності внутрішніх тактових генераторів. Точність по дальності залежить також від точності визначення коефіцієнта заломлення досліджуваного оптичного волокна (його значення застосовується для розрахунку відстані).

Ще один параметр рефлектометра - величина мертвих зон, в межах яких фіксація потоку зворотного розсіювання неможлива. Мертві зони залежать від тривалості світлового імпульсу (до його закінчення приймач не в змозі зареєструвати випромінювання) і динамічного діапазону (імпульс, відбитий від неоднорідностей з високим коефіцієнтом відображення, викликає насичення приймача, і йому потрібен час на відновлення). Для усунення ефекту мертвої зони використовується зовнішня чи вбудована в рефлектометр подовжувальна котушка.

Для отримання якісної рефлекторам необхідні подовжувальна котушка в місці підключення рефлектометра (інакше з'єднувач виявиться в мертвій зоні) і комутаційний кабель на іншому кінці (щоб виміряти втрати в далекому соединителе). Обидва кабелю повинні бути того ж типу, що й використовується оптичний кабель. При тестуванні лінії протяжністю до 2 км, і той і інший повинні мати довжину 75-100 м. З огляду на, що такий відрізок кабелю зберігати непросто, подовжувальні котушки для зручності експлуатації поставляються змонтованими в захисних корпусах різного виду.

Під час проведення пусконалагоджувальних робіт можуть знадобитися атенюатори. Для робіт пропонується надзвичайно широка гама цих пристроїв самої різної конструкції. Фіксованого загасання домагаються за рахунок застосування шнурів з нормованим загасанням. Того ж результату можна досягти за допомогою кілець, які встановлюються на з'єднувач і забезпечують повітряний зазор між сердечниками оптичних з'єднувачів.

Регульований рівень загасання отримують, використовуючи ступінчастий аттенюатор, рівень загасання в якому пропорційний числу укладених в пази витків шнура. Свої рішення є і для випадків, коли вимагає плавного регулювання загасання, що вноситься аттенюатором в тракт. Таку можливість забезпечують з'єднувачі (вилки зі шнуром або розетки) з регульованим зазором. Ще один різновид аттенюаторов: регульовані Вона виконується у вигляді приладового блоку.

Див. також: