Оптический рефлектометр во временной области

Оптический рефлектометр во временной области ( OTDR ) — это оптоэлектронный прибор, используемый для определения характеристик оптического волокна . Это оптический эквивалент электронного рефлектометра во временной области который измеряет полное сопротивление кабеля , или линии передачи тестируемого . Рефлектометр подает серию оптических импульсов в тестируемое волокно и извлекает из того же конца волокна свет , который рассеивается ( рэлеевское обратное рассеяние ) или отражается обратно от точек вдоль волокна. Рассеянный или отраженный свет, который собирается обратно, используется для определения характеристик оптического волокна. Сила обратных импульсов измеряется и интегрируется как функция времени и отображается на графике как функция длины волокна.

Надежность и качество рефлектометрического оборудования

Надежность и качество рефлектометра основаны на его точности, диапазоне измерений, способности разрешать и измерять близко расположенные события, скорости измерения и способности удовлетворительно работать в различных экстремальных условиях окружающей среды и после различных видов физического насилия. Прибор также оценивается по его стоимости, предоставляемым функциям, размеру, весу и простоте использования.

Некоторые из терминов, часто используемых для определения качества рефлектометра, следующие:

Точность : определяется как правильность измерения, т.е. разница между измеренным значением и истинным значением измеряемого события.

Диапазон измерения : определяется как максимальное затухание, которое может быть установлено между прибором и измеряемым событием, при котором прибор все равно сможет измерить событие в приемлемых пределах точности.

Разрешение прибора : является мерой того, насколько близко два события могут быть расположены и при этом распознаваться как два отдельных события. Длительность измерительного импульса и интервал выборки данных создают ограничение по разрешению рефлектометров. Чем короче длительность импульса и короче интервал выборки данных, тем лучше разрешение прибора, но тем короче диапазон измерений. Разрешение также часто ограничивается, когда мощные отражения возвращаются в рефлектометр и временно перегружают детектор. В этом случае требуется некоторое время, прежде чем прибор сможет разрешить второе событие с оптоволокном. Некоторые производители рефлектометров используют процедуру «маскирования» для улучшения разрешения. Эта процедура защищает или «маскирует» детектор от отражений мощного волокна, предотвращая перегрузку детектора и устраняя необходимость восстановления детектора.

Отраслевые требования к надежности и качеству рефлектометров указаны в «Общих требованиях к оборудованию оптического рефлектометра во временной области (OTDR)». ^{[ 1 ]}

Типы рефлектометрического испытательного оборудования

Распространенными типами испытательного оборудования, подобного OTDR, являются:

Полнофункциональный рефлектометр :
Полнофункциональные рефлектометры представляют собой традиционные оптические рефлектометры во временной области. Они многофункциональны и обычно крупнее, тяжелее и менее портативны, чем ручной рефлектометр или детектор обрыва волокна. Несмотря на то, что они характеризуются большими размерами, их размер и вес составляют лишь малую часть от веса рефлектометров раннего поколения. Часто полнофункциональный рефлектометр имеет основной корпус, который может быть оснащен многофункциональными сменными модулями для выполнения множества задач по измерению оптоволокна. Цветные дисплеи большего размера являются обычным явлением. Полнофункциональный OTDR часто имеет больший диапазон измерений, чем другие типы OTDR-подобного оборудования. Часто его используют в лабораториях и в полевых условиях для сложных измерений оптоволокна. Большинство полнофункциональных рефлектометров питаются от сети переменного тока и/или аккумулятора.
Ручной рефлектометр и детектор разрыва волокна :
Ручные (ранее мини) рефлектометры и локаторы обрывов волокна предназначены для поиска и устранения неисправностей оптоволоконных сетей в полевых условиях, часто с использованием аккумулятора. Эти два типа инструментов охватывают спектр подходов к волоконно-оптическим объектам, применяемых поставщиками услуг связи. Ручные недорогие рефлектометры призваны быть простыми в использовании, легкими и сложными рефлектометрами, которые собирают полевые данные и выполняют элементарный анализ данных. Они могут быть менее функциональными, чем полнофункциональные рефлектометры. Часто их можно использовать в сочетании с программным обеспечением на базе ПК для сбора и сложного анализа данных. Ручные рефлектометры обычно используются для измерения волоконно-оптических линий и обнаружения обрывов волокна, точек высоких потерь, высокого коэффициента отражения, сквозных потерь и оптических обратных потерь (ORL).

Локаторы разрыва волокна представляют собой недорогие инструменты, специально предназначенные для определения места катастрофического события в волокне, например, разрыва волокна, точки высокого отражения или высоких потерь. Локатор разрыва волокна представляет собой оптоэлектронную рулетку, предназначенную для измерения только расстояния до катастрофических событий в волокне.

В целом, ручные рефлектометры и детекторы обрыва волокна легче и меньше, проще в эксплуатации и с большей вероятностью используют питание от батареи, чем полнофункциональные рефлектометры. Цель ручных рефлектометров и локаторов обрыва волокна состоит в том, чтобы они были достаточно недорогими, чтобы полевые техники могли иметь их в составе стандартного набора инструментов.
РТУ в РФТС :
RTU — это модуль тестирования RFTS, описанный в «Общих требованиях к системам удаленного тестирования оптоволокна» (RFTSS). ^{[ 2 ]} RFTS позволяет автоматически тестировать оптоволокно из центрального пункта. Центральный компьютер используется для управления работой тестовых компонентов, подобных OTDR, расположенных в ключевых точках оптоволоконной сети. Тестовые компоненты сканируют волокно, чтобы обнаружить проблемы. Если обнаружена проблема, ее местоположение отмечается, и соответствующий персонал уведомляется о начале процесса ремонта. RFTS также может обеспечить прямой доступ к базе данных, содержащей историческую информацию о трассах волокон OTDR и любые другие записи о волокнах для физической оптоволоконной установки.

Поскольку рефлектометры и подобное рефлектометру оборудование широко используются в отрасли связи, условия эксплуатации сильно различаются как внутри, так и снаружи помещений. Однако чаще всего эти тестовые комплекты работают в контролируемых средах, получая доступ к волокнам в точках их подключения на распределительных рамах. К внутренним средам относятся контролируемые зоны, такие как центральные офисы (CO), хижины для оборудования или хранилища с контролируемой средой (CEV). Использование вне помещений встречается реже, но может включать использование в люке, подъемной платформе, открытой траншее или машине для сращивания.

Формат данных OTDR

В конце 1990-х годов представители отрасли OTDR и сообщество пользователей OTDR разработали уникальный формат данных для хранения и анализа данных оптоволокна OTDR. Эти данные основаны на спецификациях GR-196 «Общие требования к оборудованию типа оптического рефлектометра во временной области (OTDR)». Целью было сделать формат данных по-настоящему универсальным, поскольку его могли использовать все производители рефлектометров. Поставщики OTDR разработали программное обеспечение для реализации этого формата данных. По ходу работы они выявили несоответствия в формате, а также области непонимания среди пользователей.

С 1997 по 2000 год группа специалистов-поставщиков программного обеспечения для OTDR пыталась решить проблемы и несоответствия в том, что тогда называлось форматом данных OTDR «Bellcore». Эта группа, получившая название «Группа пользователей формата данных OTDR» (ODFUG), добилась прогресса. С тех пор многие разработчики OTDR продолжали работать с другими разработчиками для решения индивидуальных проблем взаимодействия и обеспечения перекрестного использования между производителями.

В 2011 году компания Telcordia решила объединить комментарии отрасли по этому формату данных в один документ под названием «Формат данных оптического рефлектометра во временной области (OTDR)». В этом специальном отчете (SR) обобщается состояние формата данных Bellcore OTDR, переименованного в формат данных Telcordia OTDR. ^{[ 3 ]}

Этот формат данных предназначен для всего оборудования, связанного с OTDR, предназначенного для сохранения данных трассировки и аналитической информации. Первоначальные реализации требуют, чтобы поставщик рефлектометра предоставил автономное программное обеспечение для преобразования существующих файлов трассировки OTDR в формат данных SR-4731 и для преобразования файлов из этого универсального формата в формат, который может использоваться их более старыми рефлектометрами. Это программное обеспечение для преобразования файлов может быть разработано поставщиком оборудования, конечным пользователем или третьей стороной. Это программное обеспечение также обеспечивает обратную совместимость формата данных OTDR с существующим оборудованием.

Формат SR-4731 описывает двоичные данные. Хотя текстовая информация содержится в нескольких полях, большинство чисел представлены в виде 16-битных (2-байтовых) или 32-битных (4-байтовых) целых чисел со знаком или без знака, хранящихся в виде двоичных изображений. Порядок байтов в этом формате файла явно упорядочивается по младшим байтам, что характерно для Intel компьютеров на базе процессоров . Строковые поля завершаются нулевым байтом «\0». Данные формы сигнала OTDR представлены в виде коротких целочисленных данных без знака, равномерно распределенных во времени, в децибелах (дБ), умноженных на 1000, относительно максимального уровня мощности. Максимальный уровень мощности установлен на ноль, и все точки данных формы сигнала считаются нулевыми или отрицательными (подразумевается знаковый бит), так что минимальный уровень мощности в этом формате составляет -65,535 дБ, а минимальное разрешение между уровнями мощности шаг составляет 0,001 дБ. В некоторых случаях это не обеспечит достаточный диапазон мощности для представления всех точек сигнала. По этой причине было введено использование масштабного коэффициента для расширения диапазона мощности точки данных.

См. также

Оптические обратные потери

Ссылки

^ Общие требования к оборудованию оптического рефлектометра во временной области (OTDR) , Telcordia (Ericsson Inc), сентябрь 2010 г. , получено 15 апреля 2015 г.
^ Общие требования к системам дистанционного тестирования оптоволокна (RFTS) , Telcordia (Ericsson Inc), январь 2000 г. , получено 15 апреля 2015 г.
^ Донован, Терри (июль 2011 г.), Формат данных оптического рефлектометра во временной области (OTDR) , Telcordia (Ericsson Inc) , получено 15 апреля 2015 г.

[Telecordia_Sep_2010-1] Общие требования к оборудованию оптического рефлектометра во временной области (OTDR) , Telcordia (Ericsson Inc), сентябрь 2010 г. , получено 15 апреля 2015 г.

[Telecordia_Jan_2000-2] Общие требования к системам дистанционного тестирования оптоволокна (RFTS) , Telcordia (Ericsson Inc), январь 2000 г. , получено 15 апреля 2015 г.

[Telecordia_July_2011-3] Донован, Терри (июль 2011 г.), Формат данных оптического рефлектометра во временной области (OTDR) , Telcordia (Ericsson Inc) , получено 15 апреля 2015 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]