Содержание
Введение. 2
1. Измерения проводимые на волоконно-оптических линиях связи. 3
2. Измерения потерь в волоконно-оптических линиях связи. 5
2.1. Распределение потерь в линии связи. 5
2.2. Потери в сварных соединениях волокон. 6
2.3.Потери в разъемных соединениях волокон. 7
2.4. Погрешности при измерении потерь с помощью рефлектометра. 11
2.5. Погрешности при измерении потерь с помощью мулътиметров. 13
3. Измерительная техника для эксплуатационных измерений ВОСП.. 15
3.1. Оптические измерители мощности. 15
3.2. Оптический детектор. 16
3.3. Стабилизированные источники оптического сигнала. 19
3.3.1. Лазерные источники оптического сигнала. 22
3.3.2. Светодиодные оптические источники. 22
3.3.3. Источники белого света с использованием вольфрамовой лампы.. 22
3.3.4. Основные технические характеристики стабилизированных оптических источников 22
3.4. Визуальные дефектоскопы.. 23
3.5. Анализаторы затухания в оптическом кабеле. 24
3.6. Перестраиваемые оптические аттенюаторы.. 24
3.7. Оптические рефлектометры.. 25
3.8. Анализаторы возвратных потерь. 30
3.9. Оптические эксплуатационные микроскопы.. 31
3.10. Оптические разговорные устройства. 31
3.11. Идентификаторы кабеля. 33
4.RFTS – Системы мониторинга ВОЛС.. 34
4.1. Архитектура RFTS. 34
4.2. Функции системы RFTS. 36
4.3. Конфигурация системы RFTS. 36
4.4. Система RFTS в корпоративной связи. 37
4.5. Общие требования для систем RFTS. 39
4.6. Специальные требования систем RFTS для корпоративных сетей. 39
Введение
Всю измерительную технику современных телекоммуникаций можно условно разделить на два основных класса: системное и эксплуатационное измерительное оборудование.
Требования к этим классам значительно отличаются, так же как отличаются функции приборов, схемы их использования, спецификации тестов и т.д.
К системному оборудованию относится измерительное оборудование, обеспечивающее настройку сети в целом и ее отдельных узлов, а также последующий мониторинг состояния всей сети. Системным оно названо потому, что современное оборудование этого класса имеет широкие возможности интеграции в измерительные комплексы, сети измерительных приборов и входить в качестве подсистем в автоматизированные системы управления связью (Telecommunication Management Networks - TMN).
Эксплуатационное измерительное оборудование должно обеспечивать качественную эксплуатацию отдельных узлов сети, сопровождение монтажных работ и оперативной поиск неисправностей.
Требования (в порядке уменьшения приоритетности):
| Системное оборудование | Эксплуатационное оборудование |
| Функциональность тестов Возможность интеграции в системы Быстрота и легкость модернизации Удобство эксплуатации Надежность Портативность | Портативность Стоимость Надежность Удобство эксплуатации |
Для системного оборудования основным требованием является максимальная функциональность прибора: спецификация тестов должна удовлетворять всем существующим и большинству перспективных стандартов и методологий. В противном случае прибор не обеспечит полной настройки и оценки параметров сети.
Возможность интеграции в локальные и территориально-распределительные системы приборов и интеграции с вычислительными средствами и сетями передачи данных существенно для создания TMN, куда должны быть включены и измерительные средства.
Требование модернизируемости важно в силу быстрого развития технологии и принятия новых стандартов.
Удобство: имеется ряд функционального системного оборудования с «недружественными» интерфейсами.
Стоимость для системного оборудования не является первичным критерием выбора, поскольку для приборов этого класса стоимость находится в прямой зависимости от функциональности. Портативность для приборов этого класса не требуется.
В то же время эксплуатационное оборудование в первую очередь должно быть портативным и дешевым, затем надежным и уже после этого многофункциональным.
Современная технология измерений оптических кабелей включает:
1. Анализ параметров кабелей ЛВС, который может быть с успехом отнесен к технологии измерений СКС;
2. Измерения параметров волоконно-оптических систем передачи (ВОСП);
3. для передачи данных по оптическому кабелю с разделением по длинам волн (WDM) требуется анализ дисперсии и спектральный анализ оптического сигнала. Для последней технологии только появляются первые эксплуатационные приборы. Для последней технологии только появляются первые эксплуатационные приборы.
Оптический детектор
Наиболее важным элементом оптического измерителя мощности является оптический детектор, который определяет характеристики самого прибора.
Рис. 14. Схема устройства оптического измерителя мощности
Оптический детектор представляет собой твердотельный фотодиод, который принимает входной оптический сигнал и преобразует его в электрический сигнал заданной интенсивности. Полученный электрический сигнал идет через АЦП на сигнальный процессор, где производится пересчет полученного электрического сигнала в соответствии с характеристикой твердотельного фотодиода в единицы измерений (дБм или Вт), представляемые затем на экране прибора (рис. 14). Для обеспечения стабильной работы твердотельного фотодиода используется термостабилизирование.
Основной характеристикой прибора является характеристика зависимости выходного сигнала фотодиода от мощности входного оптического сигнала на разных длинах волн, точнее равномерность этой характеристики. В зависимости от этого сигнальный процессор в большей или меньшей степени должен компенсировать возможную нелинейность характеристики. В результате, если характеристика фотодиода сильно неравномерна, для ее компенсации сигнальный процессор должен иметь более сложную структуру. С другой стороны, более высокотехнологичный фотодиод будет иметь более равномерную характеристику, при этом сигнальный процессор может быть довольно простым. При разработке OPM основным вопросом является выбор "золотой середины" между стоимостью высокотехнологичного фотодиода и сложностью/стоимостью сигнального процессора. Необходимо также учитывать, что некачественный фотодиод может иметь низкую стабильность характеристики по времени, что потребует регулярной калибровки прибора.
Другой важной характеристикой фотодиодов является спектральная характеристика, т.е. зависимость эффективности работы фотодиода от длины волны передаваемого сигнала, где эффективность работы фотодиода определяется отношением тока на выходе к мощности принимаемого сигнала. Эта характеристика определяет диапазон использования различных фотодиодов в приборах. На рис. 15. представлены характеристики для трех основных типов фотодиодов: кремниевого (Si), германиевого (Ge) и на основе сплава арсенида галлия (InGaAs).
Рис. 15. Характеристики зависимости выходного сигнала фотодиода от длины волны принимаемого сигнала
Из рисунка видно, что кремниевый фотодиод может с успехом использоваться при измерениях оптического сигнала от 800 до 900 нм. На практике, оптические измерители мощности, использующие этот тип детектора калиброваны на более широкий диапазон - от 400-450 до 1000 нм. Для измерений в одномодовых волоконных кабелях 1310 и 1550 нм, получивших наибольшее распространение в современных системах связи, обычно используются германиевые детекторы или фотодиоды на основе сплава InGaAs (табл. 1). Соответственно, OPM , использующие эти фотодиоды, калиброваны в диапазонах от 780 до 1600 нм для Ge и от 800 до 1700 нм для InGaAs. Учитывая, что детекторы на основе Ge и InGaAs имеют сходную полосу пропускания, возникает закономерный вопрос о преимуществах и недостатках того или другого фотодиода. Из рисунка видно, что детекторы на основе InGaAs имеют более широкий спектр измерения по длинам волн, что позволяет создавать универсальные OPM , калиброванные на все три длины волны: 850, 1310 и 1550нм.
Таблица 1. Типы детекторов OPM в зависимости от длины волны в ВОСП
| Рабочая длина волны | Оптимальный тип детектора |
| 850 нм | Si (кремний) |
| 850/1300 нм | Ge (германий) и InGaAs |
| 1300/1550 нм | InGaAs |
| 850/1300/1550 нм | InGaAs |
Важным параметром ОРМ является устойчивость его работы при различных уровнях шумов. Основные источники шумов в оптических детекторах - квантовый шум, остаточный ток и поверхностный ток утечки. Квантовый шум обусловлен статистической конверсией фотонов в электроны на поверхности детектора. Остаточным током называется поток заряженных частиц при отсутствии светового сигнала. Ток утечки зависит от наличия дефектов на поверхности детектора, чистоты поверхности и напряжения смещения. У детекторов на основе сплава InGaAs остаточный ток намного меньше, чем у детекторов на основе Ge.
Дополнительным фактором увеличения уровня шумов является температура (температурный шум). Так, например, остаточный ток детекторов на основе Ge значительно зависит от температуры, в то время как для детекторов InGaAs он практически не зависит от нее. Таким образом, OPM на основе детекторов InGaAs могут устойчиво работать в широком диапазоне температур без необходимости дополнительной стабилизации. В то же время детекторы на основе InGaAs являются довольно дорогими, что обеспечило высокое распространение OPM на основе Ge при прокладке и эксплуатации оптических кабелей в полевых условиях, поскольку такие OPM имеют эффективное соотношение цена/качество. OPM на основе InGaAs используются в основном в лабораториях для проведения измерений с высокой точностью, но могут успешно использоваться и при эксплуатации.
Другим важным параметром OPM является принцип работы усилителя электрического сигнала детектора, который оказывает влияние на линейность работы OPM, его чувствительность и функциональность.
В практике современной техники усиления используются два основных принципа усиления:
· логарифмическое
· линейное
Использование логарифмического усиления не обеспечивает должной точности измерений и характеризуется рядом недостатков. Обычно OPM представляет результаты измерений в дБм или в Вт, приборы с логарифмическим усилителем не позволяют представлять результаты измерений в Вт, а технология логарифмического усиления, использующая обычно транзисторный р-n переход, приводит к дополнительной зависимости работы усилителя от температуры. Для проведения измерений на нескольких длинах волн логарифмические усилители требуют до 4-6 потенциометров, что также приводит к нежелательным последствиям в результате окисления потенциометров. Таким образом, использование принципов логарифмического усилителя приводит к низкой точности ОРМ и необходимости частой калибровки прибора.
Всех перечисленных недостатков практически лишены усилители, построенные на основе линейного усиления. Обычно они хорошо стабилизированы, что дает возможность компенсировать как ошибки начального сдвига, так и сдвиг сигнала в процессе измерений из-за климатических и прочих причин. Современные OPM содержат специально калиброванные данные в EEPROM, которые используются в режиме автокалибровки линейных усилителей в процессе измерений.
Визуальные дефектоскопы
Визуальные дефектоскопы (Visual Fault Locator) представляют собой источники оптического сигнала видимого диапазона 400-700 нм, которые могут использоваться для визуального обнаружения повреждений в кабелях и интерфейсах, обнаружения неоднородностей и оценки качества сварных швов. Сигнал от визуального дефектоскопа рассеивается на крупных неоднородностях в кабеле, то есть наблюдается оператором в виде светлых пятен (источников рассеяния) через пластиковую оболочку кабеля.
Визуальные дефектоскопы часто используются в комплекте с оптическими рефлектометрами, диапазон действий которых ограничен границей мертвой зоны (EDZ). В этом случае визуальный дефектоскоп обеспечивает оценку качества оптического интерфейса и позволяет обнаружить неоднородности в пределах мертвой зоны.
В остальных случаях портативные визуальные дефектоскопы используются как удобный инструмент при монтаже и эксплуатации оптических кабелей.
Обычно в визуальных дефектоскопах используются полупроводниковые лазеры или гелий-неоновые лазерные источники (HeNe). Гелий-неоновые лазеры мощнее полупроводниковых, однако требуют в 50 раз большей мощности питания и имеют большие габариты. Использование полупроводниковых лазеров позволяет создавать портативные визуальные дефектоскопы, пример которых представлен на рис. 6.
Для визуальной дефектоскопии наиболее эффективным было бы использование длины волны 550 нм, которой соответствует наибольшая яркость визуального восприятия. Однако на практике визуальные дефектоскопы используют лазерные источники сигнала в диапазоне 630-670 нм.
Наиболее часто применяются визуальные дефектоскопы с центральной частотой источника 635, 650 или 670 нм. Использование той или другой длины волны имеет как преимущества, так и недостатки. Применение коротких волн диапазона видимого спектра (600-700 нм) обусловлено большей интенсивностью воспринимаемого человеческим глазом света в этом диапазоне. Так сигнал 635 нм видится человеческим глазом в семь раз ярче сигнала 670 нм. Недостатком использования коротких волн является больший уровень затухания сигнала в кабеле. Так для сигнала 635 нм уровень погонного затухания в оптическом кабеле обычно составляет 11 дБ/км, тогда как для сигнала 670 нм - 6 дБ/км. Учитывая параметры интенсивности и затухания, можно оценить пороговое значение максимальной дальности использования визуальных дефектоскопов - 1,75 км. Для измерений на коротких расстояниях до 1,75 км с успехом могут использоваться дефектоскопы 635 нм, для измерений свыше 1,75-2 км - дефектоскопы 670 нм, а для измерений в промежуточном диапазоне - дефектоскопы с лазерами 650 нм.
Визуальные дефектоскопы могут работать как в режиме непрерывной генерации оптического сигнала, так и в режиме мерцания с частотой 1 Гц. Обычно выходная мощность визуального дефектоскопа составляет 1 мВт.
Оптические рефлектометры
Оптические рефлектометры (Optical Time Domain Reflectometer - OTDR) являются наиболее полнофункциональным прибором для эксплуатационного анализа оптических кабельных сетей.
Рефлектометр представляет собой комбинацию импульсного генератора, разветвителя и измерителя сигнала и обеспечивает измерение отраженной мощности при организации измерений с одного конца. Рефлектометры действуют по принципу радара: в линию посылается импульс малой длительности, который распространяется по оптическому кабелю в соответствии с релеевским рассеянием и френелевским отражением на неоднородностях в оптическом кабеле (дефекты материала, сварки, соединители и т.д.). Управляющий процессор обеспечивает согласованную работу лазерного диода и электронного осциллографа, создавая возможность наблюдения потока обратного рассеяния полностью или по частям. Для ввода импульсов в волокно используются направленный ответвитель и оптический соединитель. Поток обратного рассеяния через оптический соединитель и направленный ответвитель поступает на высокочувствительный фотоприемник, где преобразуется в электрическое напряжение. Это напряжение подается на вход Y электронного осциллографа, вызывая соответствующее мощности потока обратного рассеяния отклонение луча осциллографа. Ось X осциллографа градуируется в единицах расстояния, а ось Y - в децибелах.
Оптический импульсный рефлектометр (OTDR) – это устройство, которое, на основе использования явления рассеяния света широко используется для измерения затухания в волоконных световодах и их соединениях, длины волоконных световодов или волоконно-оптических линий и расстояния до любого их участка.
Оптическая схема типичного импульсного рефлектометра приведена на рис.19.
Рис. 19. Оптическая схема типичного импульсного рефлектометра
Работа прибора основана на измерении мощности светового сигнала, рассеянного различными участками волоконно-оптической линии.
Световые импульсы относительно большой мощности от встроенного в импульсный оптический рефлектометр источника вводятся в волокно, а высокочувствительный приемник измеряет временную зависимость мощности светового сигнала, возвращающегося из тестируемого волокна обратно в рефлектометр.
Временная задержка сигнала равна удвоенному расстоянию до тестируемой области, деленному на групповую скорость света в волокне.
Мощность принимаемого сигнала определяется коэффициентом обратного рассеяния, мощностью тестирующего светового импульса, уменьшающейся по мере распространения света вперед, и затуханием рассеянного сигнала на своем пути назад. Следовательно, принимаемая мощность – это функция потерь на проход импульса до тестируемого участка волокна и обратно и коэффициента обратного рассеяния или отражения.
На участках однородного волокна, для которых вполне оправдано предположение о постоянстве коэффициента обратного рассеяния, импульсный рефлектометр можно использовать для измерения коэффициента затухания волокна и потерь на неоднородностях или элементах линии, а также для определения местоположения обрывов и соединений волокна и места установки разъемов. Кроме того, рефлектометр выдает графическое представление состояния тестируемого волокна. У него имеется и еще одно преимущество по сравнению с сочетанием источника света и ваттметра, или тестера для определения потерь: при использовании рефлектометра требуется доступ только к одному концу волокна.
В большинстве случаев рефлектометры используются для обнаружения повреждений в установленных кабелях и для оптимизации соединений. Однако они весьма полезны и при проверке оптических волокон и поиска в них производственных дефектов. В настоящее время ведется работа по улучшению разрешающей способности рефлектометров при работе на короткие расстояния (в сетях LAN) и выполнении новых задач, таких, как оценка значения потерь при отражении от разъемов.
Мертвые зоны.
Считается, что мертвые зоны, обнаруживаемые на рефлектограмме, зависят от одного основного фактора – длительности импульса, проходящего по волокну. Так как она может быть выбрана, то каждому ее значению соответствует определенная мертвая зона. Следовательно, чем больше длина импульса, тем больше мертвая зона. Однако после установления определенной длительности импульса (для определенного волокна) становятся очевидны другие факторы. В частности, при конкретной длительности импульса мы можем столкнуться с различными мертвыми зонами для отражающих неоднородностей, зависящих от расстояния до точки отражения и интенсивности отраженного сигнала. Дело в том, что для того чтобы принимать отраженный сигнал, детектор рефлектометра должен обладать большой чувствительностью. При этом, когда на детектор приходит сильный сигнал (от точки с высокой отражательной способностью) происходит перегрузка детектора. Мертвые зоны всегда связаны с наличием отражений и вызваны насыщением детектора рефлектометра. В этом случае детектору потребуется определенное время для восстановления чувствительности после перегрузки, что приводит к потере информации. Как результат, определенный участок волокна исключается из процесса тестирования. При этом следует различать два типа мертвых зон:
1. Мертвая зона отражения – определяется расстоянием между началом отражения и точкой с уровнем - 1.5 дБ от вершины понижающегося отрезка кривой отражения, после чего следующие события легко идентифицировать.
2. Мертвая зона затухания – определяется расстоянием от начала отражения до точки, в которой произошло восстановление чувствительности приемника с погрешностью 
0.5 дБ от установившейся рефлектограммы обратного рассеяния и зависит от длительности импульса, длины волны, коэффициента обратного рассеяния, коэффициента отражения и полосы пропускания.
Таким образом, понятие «мертвой зоны» заключается в количественном определении расстояния, на котором после сильного отражения происходит потеря данных.
Мертвая зона ослабления, как правило, указывается для наиболее коротких импульсов.
Рис. 10. Динамические диапазоны
Рис. 21. Типы мертвых зон.
Из книги Бакланова:
Идентификаторы кабеля
В практике эксплуатации оптических кабелей часто возникает задача тестирования кабеля без нарушения его целостности. Для этой цели используются идентификаторы оптического кабеля. С помощью этих приборов можно тестировать целостность волокна, проверять маркировку кабеля или подтверждать наличие или отсутствие сигнала перед изменением маршрута или техническим обслуживанием, вводить и выводить оптический сигнал через изгиб волновода.
Спецификация измерений, выполняемая идентификаторами обычно невелика, поскольку эти устройства рассматриваются скорее как эксплуатационный инструмент.
Обычно спецификация включает следующие измерения:
- наличие или отсутствие сигнала (темное волокно);
- тип сигнала (сигнал нагрузки, сигнал с незатухающей гармонической волной или модулированный испытательный сигнал с частотой 270 Гц, 1 кГц или 2 кГц).
Идентификаторы кабелей можно эффективно использовать вместо измерителя мощности в задачах оптимизации расположения волокна в лотке и т.д. Идентификаторы представляют собой мощный инструмент для пошагового прохода (трассировки) оптического кабеля.
Особенно важной функцией идентификаторов кабелей является возможность использовать их в качестве устройств ввода/вывода оптического сигнала без нарушения связности кабеля. Эта функция эффективно используется для организации связи по проложенному кабелю, когда идентификаторы кабеля используются в комплекте с оптическими разговорными устройствами.
Архитектура RFTS
Все системы RFTS, как правило, строятся по одной и той же схеме (см. рис. 23). При этом выделяют следующие функциональные элементы и устройства:
· аппаратную часть;
· систему управления;
а также интегрированные элементы:
· геоинформационную систему (ГИС) привязки топологии сети к карте местности;
· базы данных ОК, оборудования сети, критериев и результатов тестирования ОК ВОЛС и сети в целом, и другие внешние базы данных.
Аппаратная часть включает:
· блоки дистанционного тестирования волокон RTU (Remote Test Unit), в которые могут устанавливаться модули оптических рефлектометров OTDR (Optical Time Domain Reflectometer), модули доступа для тестирования волокон OTAU (Optical Test Access Unit) - оптические коммутаторы и другие модули;
· центральный блок управления TSC (Test System Control) системой RFTS - центральный сервер;
· станции контроля сети ONT (Optical Network Terminal).
Элементами системы управления RFTS являются: станции контроля сети ONT (notebook или стационарные рабочие станции); соответствующее программное обеспечение; блоки управления в RTU; центральный блок управления TSC и сетевое оборудование, обеспечивающее связь между компонентами управления RFTS.
Рис.23. Архитектура системы RFTS
В стратегически важных точках сети устанавливаются блоки RTU (см. рис. 1). Конфигурация системы RFTS (выбор блоков RTU, их размещение по узлам сети и комплектация модулями OTDR, OTAU и др.) оптимизируется исходя из топологии сети, стоимости оборудования, требований надежности системы RFTS и других критериев. При этом тестироваться могут как пассивные волокна ВОЛС (метод тестирования пассивных оптических сетей), так и активные волокна (метод тестирования активных оптических сетей).
Оптический рефлектометр периодически снимает данные по затуханию с подключаемых к нему оптических волокон сети. Каждая полученная рефлектограмма сравнивается с эталонной, отражающей обычно исходное состояние волокна. Если отклонение от нормы превышает определенные, заранее установленные пороги (предупреждающий или аварийный), то соответствующий блок RTU автоматически посылает на центральный сервер системы предупреждение или сообщение о неисправности. Все рефлектограммы также поступают на центральный сервер, который сохраняет их в базе данных для дальнейшей обработки. Центральный сервер системы обеспечивает доступ ко всем результатам тестирования волокон для любой станции контроля сети и автоматически рассылает сообщения о неисправностях в зависимости от уровня серьезности события на заранее заданные IP- или электронные адреса, пейджеры и телефоны, узлы обслуживания ВОЛС.
Функции системы RFTS
Важнейшей функции системы RFTS является то, что она постоянно автоматически ведет сбор и статистический анализ результатов тестирования оптических волокон сети. Статистический анализ с использованием корреляционных, многофакторных методов, а также современных нейросетевых методов дает возможность обнаруживать и прогнозировать неполадки волокна задолго до того, как они приведут к серьезным проблемам в сети.
На основе мониторинга сети при помощи RFTS можно проводить плановый и профилактический ремонт ОК в сети, не дожидаясь появления серьезных повреждений и аварий в кабельной системе.
Система RFTS значительно повышает безопасность сети - любое несанкционированное подключение к волокну неизбежно приводит к дополнительным потерям в оптическом канале, а значит, будет обнаружено и зафиксировано системой в реальном масштабе времени.
Другое не менее важное качество системы RFTS – графическое представление информации о состоянии сети. На центральном сервере системы установлена профессиональная ГИС, которая содержит точную электронную карту цифровой сети на местности. Вся информация о состоянии сети и документация по ОК хранится в базе данных SQL и может быть графически представлена на карте. Также на карту выводится полная информация о неисправностях волокон в ОК, включая их точное физическое местоположение.
Таким образом, система RFTS позволяет обслуживающему персоналу в реальном масштабе времени (практически мгновенно) узнавать, где произошел сбой и каков уровень потерь в волокне ОК ВОЛС. Это намного сокращает время поиска неисправностей и упрощает проведение профилактического обслуживания ВОЛС. Учитывая размеры современных цифровых волоконно-оптических сетей, важность и объемы передаваемой по ним информации, экономическую эффективность применения системы RFTS трудно переоценить.
Конфигурация системы RFTS
В системе RFTS можно реализовывать различные схемы и методы наблюдения за состоянием волокон и ОК. Свыше 90% неисправностей связаны с повреждением ОК в целом и будут обнаружены, если тестируется хотя бы одно оптическое волокно в кабеле. Это означает, что при относительно невысоких требованиях к надежности ВОЛС можно постоянно вести тестирование только одного волокна в ОК.
Допускается тестирование как "темных" волокон ОК, т. е. волокон, по которым не передаются данные цифровой сети связи в момент тестирования, так и активных волокон. При этом тестирование активных волокон проводится на длине волны излучения вне рабочей полосы пропускания и никак не влияет на качество передачи. Однако для тестирования активных волокон требуется установка на ВОЛС в сети спектральных мультиплексоров WDM (Wavelength Division Multiplexer) и обводных фильтров (см. рис. 2). Поэтому метод тестирования активных оптических волокон в сети требует больших затрат, и имеет смысл его применять только для волокон, на которых установлены цифровые системы передачи с особо важными каналами повышенной надежности, или в случае отсутствия темных волокон в ОК.
Рис. 24 Общая схема тестирования темных и активных волокон
Возможны самые различные конфигурации системы RFTS и разные варианты тестирования волокон – одно темное волокно ОК, все волокна ОК, выделенные активные (самые важные) волокна ОК и т. д.
Содержание
Введение. 2
1. Измерения проводимые на волоконно-оптических линиях связи. 3
2. Измерения потерь в волоконно-оптических линиях связи. 5
2.1. Распределение потерь в линии связи. 5
2.2. Потери в сварных соединениях волокон. 6
2.3.Потери в разъемных соединениях волокон. 7
2.4. Погрешности при измерении потерь с помощью рефлектометра. 11
2.5. Погрешности при измерении потерь с помощью мулътиметров. 13
3. Измерительная техника для эксплуатационных измерений ВОСП.. 15
3.1. Оптические измерители мощности. 15
3.2. Оптический детектор. 16
3.3. Стабилизированные источники оптического сигнала. 19
3.3.1. Лазерные источники оптического сигнала. 22
3.3.2. Светодиодные оптические источники. 22
3.3.3. Источники белого света с использованием вольфрамовой лампы.. 22
3.3.4. Основные технические характеристики стабилизированных оптических источников 22
3.4. Визуальные дефектоскопы.. 23
3.5. Анализаторы затухания в оптическом кабеле. 24
3.6. Перестраиваемые оптические аттенюаторы.. 24
3.7. Оптические рефлектометры.. 25
3.8. Анализаторы возвратных потерь. 30
3.9. Оптические эксплуатационные микроскопы.. 31
3.10. Оптические разговорные устройства. 31
3.11. Идентификаторы кабеля. 33
4.RFTS – Системы мониторинга ВОЛС.. 34
4.1. Архитектура RFTS. 34
4.2. Функции системы RFTS. 36
4.3. Конфигурация системы RFTS. 36
4.4. Система RFTS в корпоративной связи. 37
4.5. Общие требования для систем RFTS. 39
4.6. Специальные требования систем RFTS для корпоративных сетей. 39
Введение
Всю измерительную технику современных телекоммуникаций можно условно разделить на два основных класса: системное и эксплуатационное измерительное оборудование.
Требования к этим классам значительно отличаются, так же как отличаются функции приборов, схемы их использования, спецификации тестов и т.д.
К системному оборудованию относится измерительное оборудование, обеспечивающее настройку сети в целом и ее отдельных узлов, а также последующий мониторинг состояния всей сети. Системным оно названо потому, что современное оборудование этого класса имеет широкие возможности интеграции в измерительные комплексы, сети измерительных приборов и входить в качестве подсистем в автоматизированные системы управления связью (Telecommunication Management Networks - TMN).
Эксплуатационное измерительное оборудование должно обеспечивать качественную эксплуатацию отдельных узлов сети, сопровождение монтажных работ и оперативной поиск неисправностей.
Требования (в порядке уменьшения приоритетности):
| Системное оборудование | Эксплуатационное оборудование |
| Функциональность тестов Возможность интеграции в системы Быстрота и легкость модернизации Удобство эксплуатации Надежность Портативность | Портативность Стоимость Надежность Удобство эксплуатации |
Для системного оборудования основным требованием является максимальная функциональность прибора: спецификация тестов должна удовлетворять всем существующим и большинству перспективных стандартов и методологий. В противном случае прибор не обеспечит полной настройки и оценки параметров сети.
Возможность интеграции в локальные и территориально-распределительные системы приборов и интеграции с вычислительными средствами и сетями передачи данных существенно для создания TMN, куда должны быть включены и измерительные средства.
Требование модернизируемости важно в силу быстрого развития технологии и принятия новых стандартов.
Удобство: имеется ряд функционального системного оборудования с «недружественными» интерфейсами.
Стоимость для системного оборудования не является первичным критерием выбора, поскольку для приборов этого класса стоимость находится в прямой зависимости от функциональности. Портативность для приборов этого класса не требуется.
В то же время эксплуатационное оборудование в первую очередь должно быть портативным и дешевым, затем надежным и уже после этого многофункциональным.
Современная технология измерений оптических кабелей включает:
1. Анализ параметров кабелей ЛВС, который может быть с успехом отнесен к технологии измерений СКС;
2. Измерения параметров волоконно-оптических систем передачи (ВОСП);
3. для передачи данных по оптическому кабелю с разделением по длинам волн (WDM) требуется анализ дисперсии и спектральный анализ оптического сигнала. Для последней технологии только появляются первые эксплуатационные приборы. Для последней технологии только появляются первые эксплуатационные приборы.
Измерения проводимые на волоконно-оптических линиях связи
Типовая схема волоконно-оптической системы передачи (ВОСП) представлена на рис. 1.
|
В анализе оптоволоконных кабелей и узлов существенно различаются две категории задач: промышленный и эксплуатационный анализ. При промышленном анализе измеряются узлы и параметры кабелей перед укладкой. Измерения этого класса проводятся при разработке нового оборудования, в процессе производства оптических кабелей и при подготовке кабелей к укладке для определения соответствия характеристик кабеля заданным норма (анализ кабелей в бухтах). Параметры и характеристики оптических кабелей и аппаратур линейного тракта, поставляемых предприятиями-изготовителями, измеряют в произволе венных условиях и оформляют в виде паспортных данных, которые должны соответствовать действующим нормам ГОСТ и ТУ.
Промышленный анализ кабелей включает измерения следующих параметров:
• погонное затухание в оптическом волокне;
• полоса пропускания и дисперсии;
• длина волны отсечки;
• профиль показателя преломления;
• числовая апертура;
• диаметр модового поля;
• геометрические и механические характеристики оптоволоконного кабеля;
• энергетический потенциал и чувствительность фотоприемного устройства;
• уровни оптической мощности устройств.
Эти измерения, требующие высокой точности и автоматизации, выполняются системным измерительным оборудованием.
Эксплуатационный анализ оптических кабелей и узлов включает в себя измерения в процессе прокладки кабеля и на этапе эксплуатации. При прокладке кабелей необходимы пошаговые измерения участков кабелей, характеристик участков сварок и сопряжения кабельных сетей, а также измерения развернутой кабельной сети на этапе приемосдаточных испытаний и паспортизации кабельного хозяйства и ВОСП. При этом измеряют затухние, вносимое сростками кабелей, затухание оптических волокон, а также уровни мощности оптического излучения на выходах передающих и входах приемных оптоэлектронных модулей.
Затухание оптических волокон измеряется в обоих направлениях передачи на участках регенерации, что позволяет учесть различия значений измеряемых величин, обусловленные неоднородностями, и выбрать оптимальный вариант использования волокон кабеля. Кроме того, определяют функцию распределения неоднородностей по длине участка регенерации. Данные по распределению неоднородностей оформляют в виде графика и заносят в соответствующий паспорт. Паспорт участка регенерации должен иметь схему соединения волокон в каждой соединительной муфте, измеренные значения уровней оптической мощности на входах и выходах блоков линейных регенераторов, коэффициентов ошибок, а также затухания обоих направлениях передачи.
Эксплуатационные измерения делятся на профилактические, аварийные и контрольные. Аварийные измерения включают в себя быструю локализацию точек деградации качества кабельной сети. Например, в случае обрыва кабеля необходимо с высокой степенью точности и оперативности локализовать точку обрыва, расконсервировать кабель, заменить поврежденный участок, произвести сварку и затем полностью измерить характеристики полученного сварочного стыка и восстановленного кабеля. Профилактические и контрольные измерения могут выполняться с помощью специально встроенных в аппаратуру линейного тракта контрольно-измерительных устройств.
Спецификация эксплуатационных измерений кабелей включает:
• измерение уровней оптической мощности;
• измерение переходного затухания;
• определение места и характера повреждения оптоволоконного кабеля;
• стрессовое тестирование аппаратуры ВОСП.
Задача эксплуатационного анализа выполняются эксплуатационным измерительным оборудованием.
Отдельно от задач промышленного и эксплуатационного анализа стоят задачи калибровки и поверки эксплуатационного измерительного оборудования. Необходимость регулярной калибровки и поверки требует применения системного оборудования, сходного по характеристикам с оборудованием, используемым для промышленного анализа.
Дата: 2019-05-28, просмотров: 252.
