Reflektometr optyczny w dziedzinie czasu - Optical time-domain reflectometer

OTDR

Optyczny reflektometr dziedzinie czasu ( OTDR ) jest optoelektroniczne urządzenie stosowane do scharakteryzowania jest światłowód . OTDR jest optycznym odpowiednikiem elektronicznego reflektometru w dziedzinie czasu . Wstrzykuje serię impulsów optycznych do testowanego włókna i wydobywa z tego samego końca włókna światło, które jest rozpraszane ( rozpraszanie wsteczne Rayleigha ) lub odbijane z powrotem od punktów wzdłuż włókna. Zebrane z powrotem rozproszone lub odbite światło służy do charakteryzowania światłowodu. Jest to odpowiednik sposobu, w jaki elektroniczny miernik w dziedzinie czasu mierzy odbicia spowodowane zmianami impedancji testowanego kabla. Siła impulsów powrotnych jest mierzona i integrowana w funkcji czasu oraz wykreślana jako funkcja długości światłowodu.

Niezawodność i jakość sprzętu OTDR

Niezawodność i jakość OTDR-a opiera się na jego dokładności, zakresie pomiarowym, zdolności do rozwiązywania i mierzenia zdarzeń znajdujących się blisko siebie, szybkości pomiaru i zdolności do zadowalającego działania w różnych ekstremalnych warunkach środowiskowych i po różnego rodzaju nadużyciach fizycznych. Przyrząd jest również oceniany na podstawie jego ceny, dostarczonych funkcji, rozmiaru, wagi i łatwości użytkowania.

Niektóre z terminów często używanych przy określaniu jakości OTDR-a są następujące:

Dokładność : Zdefiniowana jako poprawność pomiaru, tj. różnica między zmierzoną wartością a rzeczywistą wartością mierzonego zdarzenia.

Zakres pomiarowy : Zdefiniowany jako maksymalne tłumienie, jakie można umieścić między przyrządem a mierzonym zdarzeniem, dla którego przyrząd nadal będzie w stanie zmierzyć zdarzenie w dopuszczalnych granicach dokładności.

Rozdzielczość instrumentu : jest miarą tego, jak blisko dwa zdarzenia mogą być rozmieszczone i nadal być rozpoznawane jako dwa oddzielne zdarzenia. Czas trwania impulsu pomiarowego i interwał próbkowania danych tworzą ograniczenie rozdzielczości dla OTDR-ów. Im krótszy czas trwania impulsu i krótszy interwał próbkowania danych, tym lepsza rozdzielczość przyrządu, ale krótszy zakres pomiarowy. Rozdzielczość jest również często ograniczona, gdy silne odbicia powracają do OTDRa i tymczasowo przeciążają detektor. Kiedy tak się dzieje, potrzeba trochę czasu, zanim instrument będzie mógł rozpoznać drugie zdarzenie światłowodowe. Niektórzy producenci OTDR-ów stosują procedurę „maskowania” w celu poprawy rozdzielczości. Procedura osłania lub „maskuje” detektor przed odbiciami światłowodów o dużej mocy, zapobiegając przeciążeniu detektora i eliminując potrzebę regeneracji detektora.

Wymagania branżowe dotyczące niezawodności i jakości reflektometrów OTDR są określone w ogólnych wymaganiach dla sprzętu typu optycznego reflektometru w dziedzinie czasu (OTDR).

Rodzaje urządzeń testowych typu OTDR

Powszechnymi typami urządzeń testowych typu OTDR są:

1. W pełni funkcjonalny OTDR :

   W pełni funkcjonalny OTDR to tradycyjne, optyczne reflektometry w dziedzinie czasu. Są bogate w funkcje i zwykle większe, cięższe i mniej przenośne niż ręczny OTDR lub lokalizator zerwania włókien. Pomimo tego, że są określane jako duże, ich rozmiar i waga to tylko ułamek wielkości OTDR-ów wczesnej generacji. Często w pełni funkcjonalny OTDR ma ramę główną, która może być wyposażona w wielofunkcyjne jednostki wtykowe do wykonywania wielu zadań pomiarowych światłowodów. Większe kolorowe wyświetlacze są powszechne. W pełni funkcjonalny OTDR często ma większy zakres pomiarowy niż inne typy urządzeń podobnych do OTDRa. Często jest używany w laboratoriach i w terenie do trudnych pomiarów włókien. Większość w pełni funkcjonalnych OTDR-ów jest zasilana z prądu przemiennego i/lub baterii.

2. Ręczny OTDR i lokalizator przerw w światłowodzie :

   Ręczne (dawniej mini) OTDR i lokalizatory przerw światłowodowych są przeznaczone do rozwiązywania problemów z sieciami światłowodowymi w środowisku polowym, często przy użyciu baterii. Te dwa rodzaje instrumentów obejmują spektrum podejść do instalacji światłowodowych stosowanych przez dostawców usług komunikacyjnych. Ręczne, niedrogie OTDR-y mają być łatwymi w użyciu, lekkimi, zaawansowanymi OTDR-ami, które zbierają dane terenowe i wykonują podstawowe analizy danych. Mogą być mniej bogate w funkcje niż w pełni funkcjonalne OTDR-y. Często mogą być używane w połączeniu z oprogramowaniem komputerowym do gromadzenia danych i zaawansowanej analizy danych. Ręczne OTDR-y są powszechnie używane do pomiaru łączy światłowodowych i lokalizowania przerw światłowodowych, punktów o wysokiej stratności, wysokim współczynniku odbicia, stratach między końcami oraz optycznych strat powrotnych (ORL).

   Lokalizatory zerwania światłowodu mają być tanimi przyrządami specjalnie zaprojektowanymi do określania lokalizacji katastrofalnego zdarzenia światłowodowego, np. zerwania światłowodu, punktu o wysokim współczynniku odbicia lub wysokiej stratności. Lokalizator przerw w światłowodzie to optoelektroniczna taśma miernicza przeznaczona do pomiaru jedynie odległości do katastrofalnych zdarzeń światłowodowych.

   Ogólnie rzecz biorąc, ręczne OTDR-y i lokalizatory przerwań światłowodów są lżejsze i mniejsze, prostsze w obsłudze i bardziej prawdopodobne, że wykorzystują energię baterii niż w pełni funkcjonalne OTDR-y. Intencją ręcznych OTDR-ów i lokalizatorów zerwania włókien jest to, aby były wystarczająco tanie, aby technicy terenowi mogli być wyposażeni w jeden jako część standardowego zestawu narzędzi.

3. RTU w RFTS :

   RTU jest modułem testowym RFTS opisanym w Ogólnych wymaganiach dla zdalnych systemów testowania światłowodów (RFTSS). RFTS umożliwia automatyczne testowanie światłowodu z centralnej lokalizacji. Centralny komputer służy do kontroli działania elementów testowych typu OTDR, zlokalizowanych w kluczowych punktach sieci światłowodowej. Testowane komponenty skanują światłowód w celu zlokalizowania problemów. W przypadku wykrycia problemu odnotowuje się jego lokalizację, a odpowiedni personel jest powiadamiany o rozpoczęciu procesu naprawy. RFTS może również zapewnić bezpośredni dostęp do bazy danych, która zawiera historyczne informacje o śladach światłowodów OTDR i wszelkich innych zapisach włókien dla fizycznej instalacji światłowodowej.

   Ponieważ OTDR-y i urządzenia podobne do OTDR-ów mają wiele zastosowań w przemyśle komunikacyjnym, środowiska pracy różnią się znacznie, zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz. Najczęściej jednak te zestawy testowe pracują w kontrolowanych środowiskach, uzyskując dostęp do włókien w ich punktach końcowych na światłowodowych ramkach dystrybucyjnych. Środowiska wewnętrzne obejmują obszary kontrolowane, takie jak biura centralne (CO), chaty sprzętu lub skarbce o kontrolowanym środowisku (CEV). Użycie w środowiskach zewnętrznych jest rzadsze, ale może obejmować użycie w włazach, platformach powietrznych, otwartych wykopach lub pojeździe do łączenia.

Format danych OTDR

Pod koniec lat 90. przedstawiciele branży OTDR i społeczność użytkowników OTDR opracowali unikalny format danych do przechowywania i analizy danych światłowodowych OTDR. Dane te zostały oparte na specyfikacjach w GR-196, Wymagania ogólne dotyczące sprzętu typu optycznego reflektometru w dziedzinie czasu (OTDR). Celem było, aby format danych był naprawdę uniwersalny, ponieważ miał być zaimplementowany przez wszystkich producentów OTDRów. Dostawcy OTDR opracowali oprogramowanie do implementacji formatu danych. Postępując dalej, zidentyfikowali niespójności w formacie, a także obszary nieporozumień wśród użytkowników.

W latach 1997-2000 grupa specjalistów od dostawców oprogramowania OTDR próbowała rozwiązać problemy i niespójności w tak zwanym ówczesnym formacie danych OTDR „Bellcore”. Ta grupa, zwana Grupą Użytkowników Formatu Danych OTDR (ODFUG), poczyniła postępy. Od tego czasu wielu programistów OTDR kontynuuje współpracę z innymi programistami, aby rozwiązywać indywidualne problemy z interakcją i umożliwiać wzajemne wykorzystanie między producentami.

W 2011 roku Telcordia zdecydowała się zebrać uwagi branżowe dotyczące tego formatu danych w jednym dokumencie zatytułowanym Format danych Optical Time Domain Reflectometer (OTDR). Ten Raport Specjalny (SR) podsumowuje stan Formatu Danych OTDR firmy Bellcore, zmieniając jego nazwę na Format Danych OTDR Telcordia.

Format danych jest przeznaczony dla wszystkich urządzeń związanych z OTDR, zaprojektowanych do zapisywania danych śledzenia i informacji analitycznych. Początkowe implementacje wymagają dostarczenia przez dostawcę OTDR samodzielnego oprogramowania do konwersji istniejących plików śledzenia OTDRa na format danych SR-4731 oraz do konwersji plików z tego uniwersalnego formatu do formatu, który jest używany przez starsze OTDR-y. To oprogramowanie do konwersji plików może zostać opracowane przez dostawcę sprzętu, użytkownika końcowego lub stronę trzecią. Oprogramowanie to zapewnia również wsteczną kompatybilność formatu danych OTDR z istniejącym sprzętem.

Format SR-4731 opisuje dane binarne. Chociaż informacje tekstowe są zawarte w kilku polach, większość liczb jest reprezentowana jako 16-bitowe (2-bajtowe) lub 32-bitowe (4-bajtowe) liczby całkowite ze znakiem lub bez znaku przechowywane jako obrazy binarne. Kolejność bajtów w tym formacie pliku jest jawnie porządkowaniem małych bajtów, co jest typowe w przypadku komputerów z procesorami Intel . Pola łańcuchowe są zakończone bajtem zerowym „\0”. Dane fali OTDR są reprezentowane jako krótkie, bez znaku dane całkowite, równomiernie rozmieszczone w czasie, w jednostkach decybeli (dB) razy 1000, w odniesieniu do maksymalnego poziomu mocy. Maksymalny poziom mocy jest ustawiony na zero, a wszystkie punkty danych przebiegu są przyjmowane jako zero lub ujemne (bit znaku jest implikowany), tak że minimalny poziom mocy w tym formacie wynosi -65,535 dB, a minimalna rozdzielczość między poziomami mocy kroki to 0,001 dB. W niektórych przypadkach nie zapewni to wystarczającego zakresu mocy do reprezentowania wszystkich punktów przebiegu. Z tego powodu wprowadzono zastosowanie współczynnika skali w celu rozszerzenia zakresu mocy punktu danych.

Zobacz też

• Optyczna strata powrotna

Bibliografia