光タイムドメイン反射計とは何ですか?

 

 

光時間領域反射計 (OTDR) は、光ファイバーの特性を評価するために使用される光電子機器です。 これは、電子時間領域反射計と光学的に同等のものと考えることができます。

 

OTDR は、一連の光パルスをテスト対象のファイバーに注入します。 また、ファイバーの同じ端から、ファイバーに沿った点から散乱または反射された光も抽出されます。 戻りパルスの強度が測定され、時間の関数として積分され、ファイバー長の関数としてプロットされます。

これは、ファイバ長と、接続損失や嵌合コネクタ損失を含む全体の減衰を推定するために使用できます。 また、破損などの障害の位置を特定したり、光反射減衰量を測定したりするために使用することもできます。 複数のファイバの減衰を測定するには、両端からテストして結果を平均することをお勧めしますが、このかなりの追加作業は、テストはファイバの一方の端からのみ実行できるという一般的な主張に反します。

 

必要な特殊な光学系と電子機器に加えて、OTDR は優れたコンピューティング能力とグラフィカル ディスプレイを備えているため、大幅なテストの自動化を実現できます。 ただし、機器の適切な操作と OTDR トレースの解釈には、依然として特別な技術トレーニングと経験が必要です。

 

（参考：WIKIPEDIA）

 

 

OTDR はどのように機能しますか?

 

 

OTDR ファイバー テスターは、光ファイバー伝送リンクの送信機と受信機を複製することで光ファイバー ケーブル プラントの損失を直接測定する光ファイバー光源やパワー メーターとは異なり、ファイバーの固有の現象を使用して損失を示唆することで間接的に機能します。 レーダーのように機能します。 まず光ファイバーに信号を送り、その情報が一点から戻ってくるのを観測します。 この過程を繰り返し、その結果を平均して軌跡として表示するもので、軌跡とは光ファイバの全周期（または状態）を信号の強さで表したものです。

 

光がファイバーに沿って進むと、レイリー散乱によって光の一部が失われます。 レイリー散乱は、生成されるファイバーに沿った不規則な散乱信号によって引き起こされます。 光ファイバー トランシーバーのパラメーターが与えられると、レイリー散乱パワーをマークすることができます。 波長が既知の場合、それは信号のパルス幅に比例し、後方散乱が長いほどパワーが強くなります。 レイリー散乱パワーは放射信号の波長に関連しており、波長が短いほどパワーが強くなります。 つまり、レイリー後方散乱の 1310 nm 信号経路は、1550 nm のレイリー後方散乱よりも高いということです。

 

OTDR は、レイリー散乱を使用して光ファイバーの特性を表します。 OTDR 測定は、OTDR ポートへの散乱光の一部に戻ります。 光はあらゆる方向に散乱されるため、その一部がたまたまファイバーに沿って光源に戻ってきます。 この戻り光を以下に示すように後方散乱と呼びます。

OTDR は後方散乱光を使用して測定を行います。 非常に高出力のパルスを送信し、戻ってくる光を測定します。 返される電力レベルを継続的に測定できるため、ファイバーで発生する損失を推定できます。

 

コネクタや融着接続などの追加の損失は、ファイバ上の送信電力を突然減少させる影響を及ぼし、その結果、後方散乱電力にも対応する変化が生じます。 損失の位置や程度を把握することができます。 どの時点でも、OTDR が認識する光は、ファイバーの領域を通過するパルスから散乱した光です。

 

OTDR パルスは、ファイバーを通過するときにそれ自体と OTDR の間のすべてのファイバーをテストする仮想ソースであると考えてください。パルスがファイバーを通過するときにパルスの速度を校正できるため、OTDR は相関関係を付けることができます。 ファイバー内の実際の位置での後方散乱光で何が見えるか。 したがって、ファイバー内の任意の点での後方散乱光の量の表示を作成できます。

 

いくつかの計算が含まれます。 ライトは出て戻ってくる必要があるので、それを時間の計算に織り込んで時間を半分にし、ライトは双方向で損失を考慮するため、損失の計算に考慮する必要があることに注意してください。 電力損失は対数関数であるため、電力は dB 単位で測定されます。

 

OTDR に散乱して戻ってくる光の量は、ファイバの後方散乱、OTDR テスト パルスのピーク パワー、および送信されるパルスの長さに比例します。 良好な測定を得るためにより多くの後方散乱光が必要な場合は、図に示すようにパルスのピークパワーまたはパルス幅を増やすことができます。

 

ファイバーマート OTDR パルス

コネクタなどの一部のイベントでは、後方散乱トレースの上に大きなパルスが表示されます。 これは、コネクタ、スプライス、またはファイバーの端からの反射です。 これらは、距離をマークしたり、シングルモード システムでテストしたいもう 1 つのパラメーターであるコネクタまたはスプライスの後方反射を計算したりするために使用できます。

 

OTDR は通常、発射ケーブルを使用したテストに使用されますが、受信ケーブルを使用する場合もあります。 ローンチ ケーブルにより、テスト パルスがファイバに送信された後に OTDR が安定し、損失を決定するためのテスト対象ケーブルの最初のコネクタの基準コネクタが提供されます。 遠端で受信ケーブルを使用すると、テスト対象のケーブルの端のコネクタの測定も可能になります。

 

 

OTDR はいつ使用しますか?

 

 

OTDR は非常に高価であり、特定の用途にしか使用できないため、購入の決定は慎重に行う必要があります。 OTDR が必要な場合と、それが適切でない場合を理解することが非常に重要です。

 

ケーブル間にスプライスがある長距離ネットワークや長いキャンパス LAN などの外部プラント ネットワークを設置する場合、ファイバとスプライスが良好かどうかを確認するために OTDR が必要になります。 OTDR は、作成後のスプライスを確認し、そのパフォーマンスを確認できます。 また、設置時の不適切な取り扱いによって引き起こされるケーブルの応力の問題も検出できます。 ケーブル切断後に修復を行う場合、OTDR は切断位置を特定し、動作を復元するための一時的および永久的なスプライスの品質を確認するのに役立ちます。 コネクタの反射が懸念されるシングルモード ファイバでは、OTDR が不良コネクタを簡単に特定します。

 

OTDR にはこの機能があるものもありますが、ケーブル プラントの損失の測定には使用しないでください。 それが電源とパワーメーターの仕事です。 測定された損失は 2 つの方法間で相関関係がなく、OTDR はシステムで発生する実際のケーブル プラントの損失を示すことができません。

 

さらに、OTDR の距離分解能は限られているため、通常ケーブルの長さが数百フィートしかない LAN や建物環境での使用は非常に困難です。 OTDR は、LAN の短いケーブル内の機能を解決するのが非常に困難であり、ユーザーを混乱させるだけではありません。

 

 

適切な OTDR を選択するには?

 

 

OTDR は、測定対象の光ネットワークに沿ったコネクタの減衰、カプラー損失、ジョイントなどのイベントを取得できるため、ファイバーの長さを知りたい場合、または光リンクのパフォーマンス データを取得したい場合に最適なオプションです。 ただし、OTDR は非常に高価なので、正しい選択方法を知っておく必要があります。

 

OTDR の選択は比較的単純なガイドラインに基づいています。つまり、正確な波長 (マルチモード ファイバーの場合は 850/1300nm、シングルモード ファイバーの場合は 1310/1550nm) を決定し、カバーする距離に基づいて必要なダイナミック レンジを確立し、デッドが小さい機器を選択します。 ゾーン。

 

現在、さまざまなモデルの多数の OTDR が市場で入手可能ですが、これらは複雑なデバイスであり、光ファイバーのテストは、その特性と機能が大きく異なるため、それぞれに最適なツール テストを決定するのが問題になる場合があります。 インストール。

 

OTDR を選択するときは、ダイナミック レンジ、デッド ゾーン (減衰とイベント)、サンプリング解像度、合格/不合格のしきい値を設定する機能、後処理とレポートなどの機能を考慮する必要があります。

ダイナミックレンジ

 

この仕様は、OTDR が分析できる合計光損失と、測定できるファイバー リンクの全長を決定します。 ダイナミック レンジが大きいほど、OTDR が分析できる距離は長くなります。 ダイナミック レンジの仕様は、次の 2 つの理由から慎重に検討する必要があります。

 

1. OTDR メーカーは、ダイナミック レンジを指定します (パルス振幅、信号対雑音比、平均化時間などの仕様を考慮します)。 したがって、それらを十分に理解し、不適切な比較を避けることが重要です。

 

2. ダイナミック レンジが不十分な場合、リンク全長を測定できなくなり、多くの場合、リンク損失、コネクタ損失、遠端の減衰の精度に影響します。 良い方法は、ダイナミック レンジが最大損失よりも 5 ～ 8dB 高い OTDR を経験的に選択することです。

 

たとえば、ダイナミック レンジが 35 dB のシングル モード OTDR の使用可能なダイナミック レンジは約 30 dB です。 通常のファイバ減衰が 1550nm で 0.20dB/km で、2km ごとに接続されると仮定すると (接続ごとに 0.1dB 損失)、このようなユニットは最大 120km までの距離を正確に認証できます。

 

比較すると、ダイナミック レンジが 26dB のシングルモード OTDR の使用可能なダイナミック レンジは約 21dB です。 1300nm での通常の減衰が 0.5dB/km で、2 つのコネクタの損失がそれぞれ約 1dB であると仮定すると、このユニットは最大 38km までの距離を正確に認証できます。

 

 

 

デッドゾーン

 

デッド ゾーンは、反射イベント (コネクタ、機械的スプライスなど) から発生します。 リンクに沿って、パッチ パネル コネクタなどの狭い間隔のイベントを区別する小さなリンクは、OTDR 減衰を正確に測定する機能に影響します。

 

イベントの強い光反射が OTDR に到達すると、検出回路は特定の期間 (OTDR では距離に変換される) の間飽和状態になり、回復して再び戻って正確な後方散乱を測定します。 この飽和の結果、イベント後に反射するファイバー リンクの一部が OTDR を「見る」ことができなくなり、ここでデッド ゾーンという用語が登場します。

 

OTDR パフォーマンスを指定する場合、リンク全体が確実に測定されるようにするために、デッド ゾーンの分析が非常に重要です。 多くの場合、次の 2 種類のデッド ゾーンを指定します。

 

1. イベントデッドゾーン: 連続するリフレクションイベントが「解決」できる、つまり互いに区別できるために必要な最小限のものを指します。 反射イベントがその前のデッド ゾーン イベント内にある場合、正しく検出または測定できません。 この仕様の業界標準値は 1 ～ 5 m です。

 

2. 減衰デッド ゾーン: OTDR が反射イベントまたは反射の損失を測定するために、反射イベントの後に必要な最小距離を指します。 小さなリンクを測定して特性評価したり、ケーブルやパッチ コードの障害を特定したりするには、減衰デッド ゾーンをできるだけ小さくすることが最善です。 この仕様の業界標準値は 3 ～ 10 m です。

 

サンプリング解像度

サンプリング分解能は、機器によって取得された 2 つの連続したサンプリング ポイント間の最小距離として定義されます。 このパラメータは、最終的な距離精度と OTDR トラブルシューティングの能力を定義するため、重要です。 選択したパルス振幅と距離範囲に応じて異なります。

 

 

 

しきい値の合格/不合格

 

ユーザーが関心のあるパラメータ (接続損失やコネクタの反射など) の合否のしきい値を設定できれば、OTDR 曲線解析にかかる時間を大幅に節約できるため、これは重要な機能です。 これらのしきい値は、ユーザーが設定した警告またはエラー制限を超えたパラメーターを強調表示し、レポート ソフトウェアと組み合わせて使用すると、エンジニアの設置/試運転に迅速な変更シートを提供できます。

 

 

 

事後処理とレポート作成

 

レポート生成は、時間節約のもう 1 つの重要な要素です。OTDR に、レポート OTDR を迅速かつ簡単に生成できる特殊な後処理ソフトウェアが搭載されている場合、後処理時間を最大 90% 短縮できます。 また、双方向分析の OTDR トレースと、多数のファイバーのケーブル概要レポートが含まれる場合もあります。

 

 

Fiber-MART の OTDR ソリューション

 

 

Fiber-Mart の OTDR は、シングルモード ファイバー、マルチモード ファイバー、1310nm、1550nm、1625nm など、さまざまなファイバー タイプと波長で利用できます。

 

JDSU MTSシリーズ、EXFO FTBシリーズ、YOKOGAWA AQシリーズなど有名ブランドのOTDRも供給しております。 OEM ポータブルおよびハンドヘルド OTDR (Fiber-MART 製) も利用できます。

 

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