WAS IST EIN OPTISCHES ZEITDOMÄNISCHES REFLEKTOMETER?
Das optische Zeitbereichsreflektometer (OTDR) ist ein optoelektronisches Instrument zur Charakterisierung einer optischen Faser. Es kann als optisches Äquivalent eines elektronischen Zeitbereichsreflektometers betrachtet werden.
OTDR injiziert eine Reihe optischer Impulse in die zu testende Faser. Außerdem wird am selben Ende der Faser Licht extrahiert, das von Punkten entlang der Faser gestreut oder zurückreflektiert wird. Die Stärke der Rückimpulse wird gemessen, als Funktion der Zeit integriert und als Funktion der Faserlänge aufgetragen.
Es kann zur Schätzung der Faserlänge und der Gesamtdämpfung, einschließlich Spleiß- und Steckverbindungsverlusten, verwendet werden. Es kann auch zur Lokalisierung von Fehlern wie Brüchen und zur Messung der optischen Rückflussdämpfung verwendet werden. Um die Dämpfung mehrerer Fasern zu messen, empfiehlt es sich, an jedem Ende zu testen und dann die Ergebnisse zu mitteln. Dieser erhebliche Mehraufwand steht jedoch im Widerspruch zu der allgemeinen Behauptung, dass Tests nur an einem Ende der Faser durchgeführt werden können.
Zusätzlich zur erforderlichen speziellen Optik und Elektronik verfügen OTDRs über erhebliche Rechenleistung und eine grafische Anzeige, sodass sie möglicherweise eine erhebliche Testautomatisierung ermöglichen. Allerdings erfordert die ordnungsgemäße Bedienung des Geräts und die Interpretation einer OTDR-Kurve immer noch eine besondere technische Ausbildung und Erfahrung.
(Referenz: WIKIPEDIA)
WIE FUNKTIONIERT EIN OTDR?
Der OTDR-Fasertester funktioniert indirekt, indem er ein einzigartiges Phänomen der Faser nutzt, um Verluste zu implizieren, im Gegensatz zu faseroptischen Lichtquellen und Leistungsmessern, die den Verlust der Glasfaserkabelanlage direkt messen, indem sie den Sender und Empfänger der Glasfaserübertragungsverbindungen duplizieren. Es funktioniert wie ein Radar. Zuerst wird ein Signal über eine Glasfaser gesendet und dann beobachtet, was von einem Punkt zu den Informationen zurückkehrt. Dieser Vorgang wird wiederholt, dann werden die Ergebnisse gemittelt und in Form einer Spur angezeigt. Die Spur beschreibt die Stärke des Signals innerhalb der gesamten Glasfaserperiode (oder des Zustands) der Faser.
Während sich das Licht entlang der Faser bewegt, geht ein kleiner Teil davon durch Rayleigh-Streuung verloren. Rayleigh-Streuung wird durch das unregelmäßige Streusignal entlang der erzeugten Faser verursacht. Anhand der Parameter des Glasfaser-Transceivers kann die Rayleigh-Streuleistung ermittelt werden. Wenn die Wellenlänge bekannt ist, ist sie proportional zur Impulsbreite des Signals. Je länger die Rückstreuung, desto stärker die Leistung. Die Leistung der Rayleigh-Streuung hängt von der Wellenlänge des Emissionssignals ab. Je kürzer die Wellenlänge, desto stärker die Leistung. Das heißt, der 1310-nm-Signalpfad der Rayleigh-Rückstreuung ist höher als der 1550-nm-Rayleigh-Rückstreuung.
OTDR nutzt Rayleigh-Streuung, um die Eigenschaften von Glasfasern darzustellen. OTDR-Messungen führen zu einem Teil des Streulichts zum OTDR-Anschluss. Da das Licht in alle Richtungen gestreut wird, kehrt ein Teil davon zufällig entlang der Faser zur Lichtquelle zurück. Dieses zurückgeworfene Licht wird wie unten gezeigt als Rückstreuung bezeichnet.
Die Rückstreuleistung ist ein fester Anteil der eingehenden Leistung. Da die Verluste ihren Tribut an der eingehenden Leistung beanspruchen, verringert sich auch die zurückgeführte Leistung, wie in der Abbildung dargestellt.
OTDR nutzt das zurückgestreute Licht, um seine Messungen durchzuführen. Es sendet einen Impuls mit sehr hoher Leistung aus und misst das zurückkommende Licht. Es kann kontinuierlich den zurückgekehrten Leistungspegel messen und daraus die auf der Faser auftretenden Verluste ableiten.
Jegliche zusätzlichen Verluste wie Stecker und Fusionsspleiße führen zu einer plötzlichen Verringerung der übertragenen Leistung auf der Faser und damit zu einer entsprechenden Änderung der Rückstreuleistung. Lage und Ausmaß der Verluste können ermittelt werden. Zu jedem Zeitpunkt ist das Licht, das das OTDR sieht, das gestreute Licht des Impulses, der durch einen Bereich der Faser läuft.
Stellen Sie sich den OTDR-Impuls als eine virtuelle Quelle vor, die die gesamte Faser zwischen sich und dem OTDR testet, während sie sich durch die Faser bewegt. Da es möglich ist, die Geschwindigkeit des Impulses zu kalibrieren, während er durch die Faser läuft, kann das OTDR korrelieren was es im rückgestreuten Licht sieht, mit einer tatsächlichen Position in der Faser. Dadurch kann die Menge des zurückgestreuten Lichts an jedem Punkt der Faser angezeigt werden.
Es sind einige Berechnungen erforderlich. Denken Sie daran, dass das Licht ausgehen und wiederkommen muss. Daher müssen Sie dies in die Zeitberechnungen einbeziehen, indem Sie die Zeit halbieren und die Verlustberechnungen durchführen, da das Licht den Verlust in beide Richtungen sieht. Der Leistungsverlust ist eine logarithmische Funktion, die Leistung wird also in dB gemessen.
Die zum OTDR zurückgestreute Lichtmenge ist proportional zur Rückstreuung der Faser, der Spitzenleistung des OTDR-Testimpulses und der Länge des ausgesendeten Impulses. Wenn Sie mehr Rückstreulicht benötigen, um gute Messungen zu erhalten, können Sie die Impulsspitzenleistung oder Impulsbreite erhöhen, wie im Bild gezeigt.
Fiber-Mart OTDR Pulse
Bei manchen Ereignissen, wie z. B. bei Konnektoren, ist über der Rückstreukurve ein großer Impuls zu sehen. Das ist eine Reflexion von einem Stecker, einer Spleißstelle oder dem Ende der Faser. Mit ihnen lassen sich Abstände markieren oder sogar die Rückreflexion von Steckverbindern oder Spleißen berechnen, ein weiterer Parameter, den wir in Singlemode-Systemen testen wollen.
OTDRs werden im Allgemeinen zum Testen mit einem Vorlaufkabel verwendet und können ein Empfangskabel verwenden. Das Vorlaufkabel ermöglicht es dem OTDR, sich zu beruhigen, nachdem der Testimpuls in die Faser gesendet wurde, und stellt einen Referenzstecker für den ersten Stecker des zu testenden Kabels bereit, um dessen Verlust zu bestimmen. Am anderen Ende kann ein Empfangskabel verwendet werden, um auch Messungen des Steckers am Ende des zu prüfenden Kabels zu ermöglichen.
Wann verwenden wir ein OTDR?
Da OTDRs sehr teuer sind und nur bestimmte Verwendungszwecke haben, muss die Kaufentscheidung sorgfältig getroffen werden. Es ist sehr wichtig zu verstehen, wann wir ein OTDR benötigen und wann es nicht angebracht ist.
Wenn wir ein externes Anlagennetzwerk wie ein Fernnetzwerk oder ein langes Campus-LAN mit Spleißen zwischen den Kabeln installieren, benötigen wir ein OTDR, um zu prüfen, ob die Fasern und Spleiße in Ordnung sind. Das OTDR kann die Verbindung nach der Herstellung sehen und ihre Leistung bestätigen. Es können auch Spannungsprobleme in den Kabeln festgestellt werden, die durch unsachgemäße Handhabung bei der Installation verursacht werden. Wenn wir nach einem Kabelschnitt eine Wiederherstellung durchführen, helfen die OTDRs dabei, die Stelle des Schnitts zu finden und die Qualität temporärer und dauerhafter Verbindungen zu bestätigen, um den Betrieb wiederherzustellen. Bei Singlemode-Fasern, bei denen Steckerreflexionen ein Problem darstellen, können die OTDRs fehlerhafte Stecker leicht lokalisieren.
OTDRs sollten nicht zur Messung von Kabelanlagenverlusten verwendet werden, obwohl einige über diese Funktion verfügen. Das ist die Aufgabe der Quelle und des Leistungsmessers. Der gemessene Verlust korreliert nicht zwischen den beiden Methoden und das OTDR kann den tatsächlichen Kabelanlagenverlust, den das System erkennt, nicht anzeigen.
Darüber hinaus erschwert die begrenzte Entfernungsauflösung des OTDR den Einsatz in LAN- oder Gebäudeumgebungen, in denen die Kabel normalerweise nur einige hundert Fuß lang sind. Das OTDR hat große Schwierigkeiten, Funktionen in den kurzen Kabeln eines LAN aufzulösen, und ist für den Benutzer oft einfach nur verwirrend.
WIE WÄHLT MAN DAS RICHTIGE OTDR AUS?
Ein OTDR ist die beste Option, wenn Sie die Länge der Faser wissen oder Leistungsdaten der optischen Verbindungen erhalten möchten, da es Ereignisse wie die Dämpfung eines Steckers, Kopplerverluste oder Verbindungen entlang des optischen Netzwerks messen kann. Allerdings sind OTDRs sehr teuer, daher sollten wir wissen, wie wir das richtige auswählen.
Die Wahl eines OTDR basiert auf einer relativ einfachen Richtlinie: Bestimmen Sie genaue Wellenlängen (850/1300 nm für Multimode-Fasern, während 1310/1550 nm für Singlemode-Fasern), legen Sie den erforderlichen Dynamikbereich basierend auf der abzudeckenden Entfernung fest und wählen Sie Geräte mit geringeren Totpunkten aus Zone.
Heutzutage sind viele OTDRs unterschiedlicher Modelle auf dem Markt erhältlich. Dabei handelt es sich jedoch um komplexe Geräte, und Glasfasertests können aufgrund der Tatsache, dass ihre Eigenschaften und Fähigkeiten stark variieren, ein Problem bei der Entscheidung sein, welcher Werkzeugtest für jedes Gerät am besten geeignet ist Installation.
Bei der Auswahl von OTDRs müssen wir über einige Funktionen nachdenken, wie z. B. den Dynamikbereich, Totzonen (Dämpfung und Ereignis), die Abtastauflösung, die Möglichkeit, Schwellenwerte für Pass/Fail festzulegen, Nachbearbeitung und Berichterstellung usw.
Dynamisches R
Diese Spezifikation bestimmt den gesamten optischen Verlust, den das OTDR analysieren kann, und die Gesamtlänge der Glasfaserverbindung kann gemessen werden. Je höher der Dynamikbereich, desto größer ist die Entfernung, die das OTDR analysieren kann. Die Spezifikation des Dynamikbereichs muss aus den folgenden zwei Gründen sorgfältig geprüft werden.
1. OTDR-Hersteller legen den Dynamikbereich auf verschiedene Arten fest (spielen mit Spezifikationen wie Impulsamplitude, Signal-Rausch-Verhältnis, Mittelungszeit usw.). Daher ist es wichtig, sie gründlich zu verstehen und zu vermeiden, dass Vergleiche ungeeignet sind.
2. Ein unzureichender Dynamikbereich führt dazu, dass die gesamte Verbindungslänge nicht gemessen werden kann, was in vielen Fällen Auswirkungen auf die Genauigkeit der Verbindungsdämpfung sowie der Steckerverluste und der Dämpfung am anderen Ende hat. Eine gute Methode besteht darin, ein empirisches OTDR auszuwählen, dessen Dynamikbereich 5 bis 8 dB höher ist als der maximale Verlust, den Sie finden.
Beispielsweise hat ein Single-Mode-OTDR mit einem Dynamikbereich von 35 dB einen nutzbaren Dynamikbereich von etwa 30 dB. Unter der Annahme einer normalen Faserdämpfung von 0,20 dB/km bei 1550 nm und Spleißen alle 2 km (0,1 dB Verlust pro Spleiß) kann ein Gerät wie dieses Entfernungen bis zu 120 km genau zertifizieren.
Im Vergleich dazu hat ein Singlemode-OTDR mit einem Dynamikbereich von 26 dB einen nutzbaren Dynamikbereich von etwa 21 dB. Geht man von einer normalen Dämpfung von 0,5 dB/km bei 1300 nm und einem Verlust von jeweils etwa 1 dB bei zwei Anschlüssen aus, kann dieses Gerät Entfernungen bis zu 38 km genau zertifizieren.
Tote Zonen
Totzonen entstehen durch Reflexionsereignisse (Stecker, mechanische Spleiße usw.). Entlang der Verbindung beeinträchtigen kleinere Verbindungen die Fähigkeit zur genauen Messung der OTDR-Dämpfung und unterscheiden eng beieinander liegende Ereignisse, wie zum Beispiel Patchpanel-Anschlüsse usw.
Wenn die starke optische Reflexion des Ereignisses das OTDR erreicht, ist die Erkennungsschaltung während einer bestimmten Zeitspanne (umgerechnet in Entfernung im OTDR) gesättigt, um sich zu erholen und wieder zur genauen Messung der Rückstreuung zurückzukehren. Aufgrund dieser Sättigung gibt es einen Teil der Glasfaserverbindung, der nach dem Ereignis reflektiert werden kann. Man kann das OTDR nicht „sehen“, hier kommt der Begriff „tote Zone“.
Bei der Spezifikation der OTDR-Leistung ist die Analyse der Totzone sehr wichtig, um sicherzustellen, dass die gesamte Verbindung gemessen wird. Geben Sie häufig zwei Arten von Totzonen an:
1. Event Dead Zone: Bezieht sich auf das Minimum, das erforderlich ist, damit aufeinanderfolgende Reflexionsereignisse „gelöst“, also voneinander unterschieden werden können. Wenn sich ein Reflexionsereignis innerhalb des ihm vorausgehenden Totzonenereignisses befindet, kann es nicht korrekt erkannt oder gemessen werden. Industriestandardwerte für diese Spezifikation liegen zwischen 1 und 5 m.
2. Totzone der Dämpfung: Bezieht sich auf den minimal erforderlichen Abstand nach einem Reflexionsereignis, damit das OTDR einen Verlust eines Reflexionsereignisses oder einer Reflexion messen kann. Um kleine Verbindungen zu messen und zu charakterisieren oder Fehler in Kabeln und Patchkabeln zu lokalisieren, ist es am besten, die Dämpfungstotzone so klein wie möglich zu halten. Industriestandardwerte für diese Spezifikation liegen zwischen 3 und 10 m.
Abtastauflösung
Die Abtastauflösung ist definiert als der Mindestabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden, vom Instrument erfassten Abtastpunkten. Dieser Parameter ist wichtig, da er die ultimative Distanzgenauigkeit und Fähigkeit zur OTDR-Fehlerbehebung definiert. Abhängig von der gewählten Pulsamplitude und dem Entfernungsbereich.
Schwellenwerte bestanden/nicht bestanden
Dies ist eine wichtige Funktion, da Sie bei der OTDR-Kurvenanalyse viel Zeit sparen können, wenn der Benutzer Schwellenwerte für Pass/Fail für interessierende Parameter (z. B. Spleißverlust oder Reflexion des Steckers) festlegen kann. Diese Schwellenwerte heben Parameter hervor, die eine vom Benutzer festgelegte Warn- oder Fehlergrenze überschritten haben, und können bei Verwendung in Verbindung mit Berichtssoftware schnelle Änderungsblätter für Installations-/Inbetriebnahmeingenieure bereitstellen.
Nachbearbeitung und Berichterstattung
Die Berichterstellung ist ein weiteres wichtiges Element der Zeitersparnis, da die Nachbearbeitungszeit um bis zu 90 % reduziert werden kann, wenn das OTDR über eine spezielle Nachbearbeitungssoftware verfügt, die eine schnelle und einfache Erstellung von OTDR-Berichten ermöglicht; Kann auch eine bidirektionale Analyse von OTDR-Spuren und Kabelzusammenfassungsberichten über eine große Anzahl von Fasern umfassen.
Die OTDR-LÖSUNGEN von Fiber-MART
Die OTDRs von Fiber-Mart sind mit einer Vielzahl von Fasertypen und Wellenlängen erhältlich, einschließlich Singlemode-Faser, Multimode-Faser, 1310 nm, 1550 nm, 1625 nm usw.
Wir liefern auch OTDRs berühmter Marken, wie der JDSU MTS-Serie, der EXFO FTB-Serie, der YOKOGAWA AQ-Serie und so weiter. Tragbare und handgehaltene OEM-OTDRs (hergestellt von Fiber-MART) sind ebenfalls erhältlich.
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