1. Главная

Оптический рефлектометр (OTDR) – это измерительный прибор, предназначенный для определения расстояния до неоднородностей показателя преломления оптического волокна: сварных соединений, макро изгибов, коннекторов, обрывов и т д. Его работа основана на детектирование отраженных сигналов вследствие Релеевского рассеяния и Френелевского отражения.

В ходе диагностики оптического волокна, оптический рефлектометр посылает в него зондирующий импульс.

Зондирующий импульс – это световой импульс определенной амплитуды и длительности. Его характеристики во многом определяют максимальную протяженность измеряемой линии и разрешающую способность измерения.

Одновременно с запуском зондирующего импульса, рефлектометр начинает отсчет времени. Распространяясь по оптическому волокну, импульс сталкивается с различными препятствиями (повреждениями, неоднородностями), от которых происходит отражение части  сигнала. Отраженный сигнал распространяется в обратном направлении и время его поступления на вход рефлектометра фиксируется.

Все неоднородности показателя преломления в рефлектометрии называются “События”. В свою очередь, события делятся на отражающие (вызванные Френелевским отражением) и неотражающие (вызванные Релеевским рассеянием)

Рисунок 1 – Структурная схема оптического рефлектометра

В результате, время распространения сигнала до повреждения вычисляется как разделенное на два время прохождения импульса до повреждения и обратно.

Расстояние до события вычисляется по формуле: L = T * V, где Где T – время распространения импульса до события; V - скорость распространения импульса

Скорость распространения импульса в волокне вычисляется из формулы

Рисунок 2 – Формула определения показателя преломления

Используя показатель преломления n (выставляется в рефлектометре) и скорость распространения света в вакууме C0 (константа).

Результат измерения рефлектометр представляет в виде графика, называемого рефлектограммой.

Рисунок 3 – Типичная рефлектограмма

Подведя курсор к какому-либо событию, на нижней оси можно увидеть на каком расстоянии от точки измерения оно находится.

Чаще всего, результаты измерений в численном виде приводятся и в таблице событий, в которой указываются для каждого события:

• номер события
• потери, дБ (на отражающих и не отражающих событиях)
• отражение, дБ (на отражающих событиях)
• расстояние до события, км

Рисунок 4 – Оптическая рефлектограмма с таблицей событий

Однако в таблицу в автоматическом режиме попадают только идентифицированные рефлектометром события. Вместе с тем, в ряде случаев рефлектометр не способен идентифицировать сварное соединение с малыми потерями, и приходится находить его на рефлектограмме в ручном режиме. Программное обеспечение некоторых рефлектометров позволяет добавить в таблицу найденное в ручном режиме сварное соединение.

Пример

При измерении 12 волоконного кабеля, выяснилось, что 10 волокон имеют по 3 сварки ( на расстоянии 4км, 8 км и 12 км). В 2-х остальных волокнах в автоматическом режиме обнаружено только 2 сварных соединения (на расстоянии 4  км и 12 км). Это вызвано тем, что сварные соединения получились очень хорошими. Вместе с тем, соединения на расстоянии 8 км есть на всех волокнах и ее необходимо показать в отчете. В этом случае, в программном обеспечении открывается рефлектограмма, выставляется курсор на расстояние 8 км и добавляется событие. На этом событии появляется возможность в ручном режиме измерить потери. После добавления такого события, информация о нем появляется в таблице событий и отчете. Таким же способом можно удалить ошибочно найденное событие (Фантом), которое иногда появляется вследствие переотражения сигнала от некачественного или грязного коннектора на входе рефлектометра.

Для получения корректных результатов потерь на событиях, необходимо проводить двусторонние измерения с последующем вычислении среднего значения на каждом событии.

Определение сварного соединения (макро изгиба) оптического волокна при помощи рефлектометра (OTDR)

Как известно, сварное соединение и макро изгиб, относятся к не отражающим событиям, то есть от этих событий не происходит отражения сигнала. Соответственно, для определения их местоположения оптический рефлектометр производит измерение рассеяния света (Релеевского рассеяния) в каждой точке волокна. Причем количество точек измерения является характеристикой АЦП рефлектометра и чем больше количество этих точек, тем больше разрешающая способность прибора.

В настройке рефлектометра присутствует такой параметр как «Порог по не отражающим событиям». Этот параметр определяет минимальный перепад уровня рассеяния, который будет восприниматься рефлектометром как не отражающее событие. Так, минимальное значение порога неотражающих событий у большинства оптических рефлектометров: 0,01 дБ. Это значит, что перепады со значением менее 0,01 дБ будут восприниматься как шумы, а перепады рассеяния более 0,01 дБ – как неотражающее событие, попадать в таблицу событий и обозначаться соответствующим значком (рис 4, события №2,3,4). На первый взгляд кажется, что настройка этого коэффициента не нужна и стоит использовать всегда минимально возможный порог, однако в случае наличия большого количества помех, возможно появление ложных событий, что может ввести измерителя в заблуждение.

Рисунок 5 – Процессы, происходящие в месте сварки волокон различных производителей

На рисунке 5 продемонстрирован случай, когда волокно с большим количеством примесей сварено с волокном с меньшим количеством примесей. В этом случае при измерении слева направо, рефлектометр фиксирует резкое уменьшение уровня обратного рассеяния (Релеевского рассеяния) и идентифицирует событие как неотражающее с большими потерями. При измерении с обратной стороны, при переходе с одного волокна в другое уровень обратного рассеяния резко увеличивается, что идентифицируется как усиление. Естественно, в данном случае мы имеем дело не с реальным усилением, а с псевдо усилением. Поэтому для определения реальных потери на сварном соединении необходимо проводить двусторонние измерение, и вычислять среднее значение потерь на сварном соединении по формуле Асв сред = (А _{св А-Б} + А _{св Б-А})/2.

Определение разьёмного соединения (коннекторного) оптического волокна при помощи рефлектометра (OTDR)

Разъёмное соединение относится к отражающим событиям. Уровень отражения сигнала от коннекторного соединения описан в соответствующих стандартах и в вебинаре “Оптические разъемы: типы, установка, чистка”. Отраженный от такого соединения сигнал напрямую фиксируется оптическим рефлектометром и отображается на рефлектограмме и таблице событий см. рисунок 3, а также рис 4 (события № 1,5,6,7).

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ:

Подписаться на рассылку статей