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네트워크의 여러 단계에서 다양한 테스트 요건을 충족하기 위해 테스트에 사용할 수 있는 다양한 광섬유 도구가 있습니다. 이러한 테스트는 단일 광섬유 또는 전체 네트워크의 총 손실, 광 반사 손실(ORL), 광섬유 길이를 파악하는 데 사용됩니다. 또한, 테스트에는 측정 링크의 여러 요소에 대한 추가 검사가 필요할 수 있습니다. 링크의 각 구성 요소의 특성을 파악하든, 광섬유의 잠재적 문제를 찾든, 네트워크의 결함을 발견하든, 모든 작업에는 광 시간 영역 반사계(OTDR)가 필수적입니다. 시운전부터 광 네트워크 문제 해결 및 유지 관리에 이르기까지 OTDR은 이상적인 선택입니다. 이 글에서는 OTDR 테스트 의 기본 원리를 설명하여 장비 사양을 더 잘 이해할 수 있도록 하겠습니다.
OTDR이란 무엇인가요?
OTDR은 광 펄스에서 되돌아온 광 레벨을 읽어 링크 상태를 보여줍니다. 반사광에는 두 가지 유형이 있습니다. 광섬유에서 생성되는 연속적인 저레벨 광은 레일리 백캐터링 광이라고 하며, 연결 지점에서 높은 반사 피크는 프레넬 반사라고 합니다. 레일리 백캐터링은 광섬유의 감쇠 레벨(dB/km 단위)을 계산하는 거리 함수로 사용되며, OTDR 궤적의 선형 기울기로 표시됩니다. 이 현상은 광섬유 내부 불순물의 반사 및 흡수에서 발생합니다. 빛이 불순물에 닿으면 불순물 입자가 빛을 다른 방향으로 돌려 신호 감쇠 및 백캐터링을 생성합니다. 파장이 길수록 감쇠가 적습니다. 따라서 표준 광섬유에서 동일한 거리를 전송하는 데 필요한 전력이 더 적습니다. 아래 그림은 레일리 백캐터링을 보여줍니다.
OTDR은 두 번째 반사(프레넬 반사)를 통해 링크 상의 물리적 이벤트를 감지할 수 있습니다. 빛이 굴절률이 변하는 위치(예: 유리에서 공기로)에 도달하면 빛의 상당 부분이 반사되어 프레넬 반사가 발생하는데, 이는 레일리 후방 산란보다 수천 배 더 강할 수 있습니다. 프레넬 반사는 OTDR 트랙 피크를 통해 식별할 수 있습니다. 이러한 반사의 예로는 고속 커넥터, 기계적 접속, 광섬유, 광섬유 단선 또는 개방형 커넥터 등이 있습니다.
사각지대란 무엇인가?
프레넬 반사는 OTDR의 중요한 사양, 즉 사각지대를 결정합니다. 사각지대에는 이벤트와 감쇠, 두 가지 유형이 있습니다. 두 가지 모두 프레넬 반사에 의해 발생하며, 거리(미터)의 변화는 반사 전력의 변화에 따라 달라집니다. 사각지대는 검출기가 고강도 반사광의 영향으로 일시적으로 "맹점" 상태가 된 후 정상 상태로 돌아올 때까지 광 신호를 다시 읽을 수 있는 시간으로 정의됩니다. 야간 운전 중 마주 오는 차량을 마주치면 눈이 일시적으로 실명하는 상황을 상상해 보세요. OTDR 분야에서는 시간이 거리로 변환되므로 검출기의 반사율이 높을수록 회복 시간이 길어져 사각지대가 더 길어집니다. 대부분의 제조업체는 가능한 한 짧은 펄스 폭을 제공하며, 단일 모드 광섬유는 -45dB, 다중 모드 광섬유는 -35dB 반사를 제공합니다. 따라서 제조업체마다 사각지대 측정을 위해 다양한 시험 조건을 사용하며, 특히 펄스 폭과 반사율 값에 주의를 기울이기 때문에 사양표의 각주를 읽는 것이 매우 중요합니다. 예를 들어, 단일 모드 광섬유 -55dB 반사는 -45dB보다 짧은 블라인드 사양을 제공하는데, 이는 -55dB가 반사가 더 낮기 때문에 검출기 복구 속도가 더 빠르기 때문입니다. 또한, 다양한 거리를 계산하는 방법을 사용하면 실제 값보다 블라인드 영역이 더 짧아집니다.
이벤트 블라인드 존
이벤트 블라인드 존은 프레넬 반사 후 OTDR이 감지할 수 있는 다른 이벤트의 최소 거리입니다. 다시 말해, 두 반사 이벤트 사이에 필요한 최소 광섬유 길이입니다. 앞서 언급한 다이빙의 예를 들어, 반대편 차량의 눈부심으로 인해 눈을 뜰 수 없는 경우, 몇 초 후 도로에 물체가 있다는 것을 알게 되지만 정확하게 식별할 수는 없습니다. OTDR을 사용하면 연속적인 이벤트는 감지할 수 있지만 손실을 측정할 수는 없습니다. OTDR은 연속적인 이벤트를 병합하여 모든 결합된 이벤트에 대한 전체 반사 및 손실을 계산합니다. 사양을 확립하기 위해 가장 일반적인 산업적 방법은 -1.5dB 피크의 각 측면 사이의 거리를 측정하는 것입니다. 또한, 이벤트 시작 지점에서 반사 레벨이 피크에서 -1.5dB까지 낮아질 때까지의 거리를 측정하는 다른 방법을 사용할 수도 있습니다. 이 방법은 블라인드 존이 더 길고 제조업체에서 사용하는 것보다 더 적은 수의 신호를 사용합니다.
OTDR 이벤트 사각지대를 최대한 짧게 유지하는 것이 매우 중요합니다. 그래야 링크에서 밀집된 이벤트를 감지할 수 있기 때문입니다. 예를 들어, 빌딩 네트워크에서 OTDR 이벤트 사각지대 테스트 요건은 매우 짧은데, 이는 여러 데이터 센터를 연결하는 광섬유 점퍼가 매우 짧기 때문입니다. 사각지대가 너무 길면 일부 커넥터가 누락되어 기술자가 식별할 수 없게 되어 잠재적인 문제 위치 파악 작업이 더욱 어려워집니다.
감쇠 사각 지대
감쇠 사각지대는 프레넬 반사 이후 발생하며, OTDR은 연속 이벤트 손실의 최소 거리를 정확하게 측정할 수 있습니다. 위의 예를 다시 들어보면, 시간이 지나면서 눈이 완전히 회복되어 경로상의 물체의 속성을 식별하고 분석할 수 있게 됩니다. 아래 그림에서 볼 수 있듯이, 검출기는 충분한 회복 시간을 확보하여 연속 이벤트 손실을 감지하고 측정할 수 있습니다. 반사 이벤트 시작부터 반사가 광섬유 후방 산란 수준인 0.5dB까지 감소할 때까지 필요한 최소 거리는 1000m입니다.
사각지대의 중요성
짧은 감쇠 영역 덕분에 OTDR은 연속적인 이벤트를 감지할 뿐만 아니라, 근접 이벤트 손실까지 감지할 수 있습니다. 예를 들어, 네트워크에서 짧은 광섬유 점퍼의 손실을 감지하여 기술자가 링크 내 상황을 파악하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
사각지대는 펄스 폭과 같은 다른 요인의 영향을 받습니다. 가장 짧은 사각지대를 제공하기 위해 가장 짧은 펄스 폭을 사용하는 사양이 있습니다. 그러나 사각지대의 길이가 항상 같은 것은 아닙니다. 펄스 폭이 넓어질수록 사각지대가 늘어납니다. 가능한 가장 긴 펄스 대역폭을 사용하면 사각지대가 특히 길어지지만, 그 목적은 다릅니다.
결론
시중에는 기반 고장 탐지기부터 고급 장비까지 다양한 유형의 OTDR이 있으며, 다양한 테스트 및 측정 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 적합한 OTDR을 구매하려면 기본 사양을 고려해야 합니다. 선택한 모델이 해당 애플리케이션에 적합하지 않으면 전반적인 성능과 가격만 보고 장비를 선택해야 하기 때문입니다. 복잡한 사양을 가진 OTDR의 대부분은 성능 저하로 인해 발생합니다. 이러한 사양에 대한 심도 있는 이해와 검증 방법을 아는 것은 구매자가 요구에 맞는 올바른 선택을 하고 생산성과 비용 효율성을 극대화하는 데 도움이 될 수 있습니다.
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