Особенности тестирования оптического рефлектометра во временной области (OTDR)
Публиковать:Коробка Оптроника  Время:2018-07-29  Просмотры:402
Диаграммы тестирования оптического волокна включают: измерители оптической мощности, стабильные источники света, оптические мультиметры, рефлектометры во временной области (OTDR) и оптические локаторы неисправностей. Измеритель оптической мощности: используется для измерения абсолютной оптической мощности или относительной потери оптической мощности по длине волокна. В оптоволоконных системах измерение оптической мощности имеет важное значение. Так же, как мультиметр в электронике, в измерении оптического волокна, измеритель оптической мощности - это обычные часы для тяжелых условий эксплуатации, и специалист по волокнам должен быть одним из них. Измеряя абсолютную мощность передатчика или оптической сети, измеритель оптической мощности может оценить производительность оптического оборудования. Используя измеритель оптической мощности в сочетании со стабильным источником, можно измерить потерю соединения, проверить непрерывность и помочь оценить качество передачи по оптоволоконному каналу. Стабильный источник света: свет, излучающий известную мощность и длину волны в систему освещения. Стабильный источник света объединяется с измерителем оптической мощности для измерения оптических потерь в волоконной системе. Для готовых оптоволоконных систем передатчик системы часто может использоваться в качестве стабильного источника. Если терминал не работает или отсутствует, требуется отдельный источник стабильного света. Длина волны стабилизированного источника должна быть максимально согласована с длиной волны конца системы. После установки системы часто необходимо измерять сквозные потери, чтобы определить, соответствует ли потеря соединения проектным требованиям, таким как измерение потери разъема, точки подключения и потери корпуса волокна. , Оптический мультиметр: используется для измерения потерь оптической мощности в оптоволоконной линии.
Существует два типа оптических мультиметров: 1. Он состоит из независимого измерителя оптической мощности и стабильного источника света. 2. Интегрированная тестовая система, сочетающая в себе измеритель оптической мощности и стабильный источник света.
В локальных локальных сетях ближнего действия (ЛВС), где расстояние до конечной точки находится в пределах ходьбы или разговора, специалист может успешно использовать экономичный комбинированный оптический мультиметр на обоих концах со стабильным источником света на одном конце и измерителем оптической мощности на другом конец. Для сетевых систем дальней связи технические специалисты должны быть оснащены полной комбинацией или встроенным оптическим мультиметром на каждом конце. Температура, пожалуй, самый строгий стандарт при выборе счетчика. Полевое портативное оборудование должно иметь температуру от -18 ° C (без контроля влажности) до 50 ° C (95% влажности), оптический рефлектометр во временной области (OTDR) и локализатор неисправностей (Fault Locator): в зависимости от потери волокна и расстояния. С помощью рефлектометра технические специалисты могут видеть весь профиль системы, идентифицировать и измерять участки волокон, соединения и разъемы. Среди инструментов, которые диагностируют неисправности волокна, рефлектометр является самым классическим и самым дорогим прибором. В отличие от оптического измерителя мощности и двухстороннего теста оптического мультиметра, рефлектометр может измерять потери в волокне только через один конец волокна. Трассировка рефлектометра дает местоположение и величину значения затухания системы, например, положение любого соединителя, сращивания, профиля волокна или точки разрыва волокна и его потерю.
Рефлектометр может использоваться в следующих трех аспектах: 1. Понимать характеристики (длину и затухание) кабеля перед прокладкой. 2. Получить сигнал траектории сигнала куска волокна. 3. Установите серьезную точку отказа, если проблема возрастает, а состояние соединения ухудшается.
 Fault Locator - это специальная версия рефлектометра. Локатор неисправностей может автоматически обнаруживать неисправность волокна без сложных шагов операции рефлектометра. Цена является лишь частью OTDR. Для выбора оптоволоконного измерительного прибора обычно учитывают следующие четыре фактора: определяют параметры вашей системы, рабочую среду, сравнительные показатели производительности, техническое обслуживание прибора, определяют параметры вашей системы, рабочую длину волны (нм), три основных окна передачи: 850 нм, 1300 нм и 1550nm.
 Тип источника света (светодиодный или лазерный): в приложениях ближнего действия большинство низкоскоростных локальных сетей (100 Мбит / с используют лазерные источники для передачи сигналов на большие расстояния по экономическим причинам. Типы волокон (одномодовый / многомодовый) и диаметр сердечника / покрытия ( мкм): Стандартное одномодовое волокно (SM) составляет 9/125 мкм, хотя некоторые другие специальные одномодовые волокна должны быть тщательно идентифицированы. Типичные многомодовые волокна (MM) включают 50/125, 62,5 / 125, 100/140 и 200/230. Гм. Типы разъемов: Общие разъемы в Китае включают в себя: FC-PC, FC-APC, SC-PC, SC-APC, ST и т. д.
Самые последние разъемы: LC, MU, MT-RJ и т. Д. Максимально возможная потеря связи. Оценка потерь / допуск системы. Уточните свою рабочую среду Для пользователей / покупателей выберите полевой инструмент, стандарт температуры может быть самым строгим. Как правило, полевые измерения должны использоваться в суровых условиях. Рекомендуется, чтобы рабочая температура портативного прибора на месте составляла от -18 ° C до 50 ° C, а температура хранения от -40 до +60 ° C (относительная влажность 95%). Лабораторные приборы должны работать в узком диапазоне от 5 до 50 ° C. В отличие от лабораторных приборов, которые могут питаться от сети переменного тока, портативные счетчики на местах часто более требовательны к источникам питания приборов, в противном случае они могут повлиять на эффективность работы. Кроме того, проблема с электропитанием прибора часто является важной причиной поломки или повреждения прибора.
Поэтому пользователи должны учитывать и взвешивать следующие факторы: 1. Расположение встроенной батареи должно быть легко заменено пользователем. 2. Минимальное время работы новой батареи или полностью заряженной батареи должно составлять 10 часов (один рабочий день). Тем не менее, целевой срок службы батареи должен составлять от 40 до 50 часов (одна неделя) или более, чтобы обеспечить наилучшую эффективность работы технических специалистов и инструментов. 3, более распространенная модель батареи, например, сухая батарея 9 В или 1,5 В № 5, потому что эти универсальные батареи очень легко найти или купить на месте. 4, обычные сухие батареи лучше, чем перезаряжаемые батареи (такие как: свинцово-кислотные, никель-кадмиевые батареи), потому что перезаряжаемые батареи в основном имеют проблемы с «памятью», упаковка не является стандартной, ее нелегко купить, экологические проблемы. Раньше было почти невозможно найти портативные измерительные приборы, которые отвечали бы всем четырем вышеуказанным критериям.
В настоящее время художественный измеритель оптической мощности, использующий самую современную технологию изготовления КМОП-схем, может работать более 100 часов только с обычной сухой батареей № 5 (доступной везде). Другие лабораторные модели предлагают два источника питания (переменный ток и внутренние батареи) для повышения их адаптивности. Подобно мобильному телефону, волоконно-оптические испытательные приборы также доступны в различных форм-факторах. Карманные часы весом менее 1,5 кг, как правило, не имеют много иллюзий, обеспечивают только основные функции и производительность; полупереносные инструменты (более 1,5 кг) обычно имеют более сложные или расширенные функции; Лабораторные приборы предназначены для управления лабораторией / производством. Предназначены для случаев с источником переменного тока. Сравнение факторов производительности: это третий шаг на этапе выбора, включая подробный анализ каждого оптического испытательного оборудования. Измеритель оптической мощности Измерение оптической мощности необходимо для изготовления, установки, эксплуатации и технического обслуживания любой волоконно-оптической системы передачи.
В области волоконной оптики нет оптического измерителя мощности, и никакие инженерные, лабораторные, производственные цеха или средства обслуживания телефона не могут работать. Например, измеритель оптической мощности может использоваться для измерения выходной мощности лазерного источника и светодиодного источника; он используется для подтверждения оценки потерь в волоконной линии связи; Самым важным из них является тестовая оптика (оптоволокно, разъем, сплайсер, аттенюатор) и т. д.) ключевой инструмент показателей эффективности.
Для конкретного применения пользователя, чтобы выбрать подходящий измеритель оптической мощности, вы должны обратить внимание на следующие моменты: 1. Выберите оптимальный тип датчика и тип интерфейса 2, оцените точность калибровки и изготовьте процедуру калибровки, а также ваше волокно. и соответствие диапазона требований к соединителю. 3. Убедитесь, что эти модели соответствуют диапазону измерений и разрешению экрана. 4. Функция дБ с прямым измерением вносимых потерь.
Практически во всех характеристиках измерителя оптической мощности оптический зонд является наиболее тщательно подобранным компонентом. Оптический зонд представляет собой твердотельный фотодиод, который принимает связанный свет от волоконно-оптической сети и преобразует его в электрический сигнал. Вы можете использовать выделенный интерфейс разъема (только один тип подключения) для ввода в датчик или использовать адаптер универсального интерфейса UCI (с винтовым соединением). UCI принимает большинство стандартных разъемов. На основе калибровочного коэффициента выбранной длины волны схема измерителя оптической мощности преобразует выходной сигнал датчика и отображает на экране показания оптической мощности в дБм (абсолютный дБ равен 1 мВт, 0 дБм = 1 мВт). Фиг.1 - блок-схема измерителя оптической мощности. Наиболее важным критерием выбора измерителя оптической мощности является соответствие типа оптического зонда ожидаемому рабочему диапазону длин волн. В таблице ниже приведены основные варианты. Стоит отметить, что InGaAs хорошо работает во всех трех окнах передачи при измерении. InGaAs имеет более плоские спектральные характеристики во всех трех окнах по сравнению с 锗 и имеет более высокую точность измерений в окне 1550 нм. В то же время он обладает отличной температурной стабильностью и низкими шумовыми характеристиками. Измерение оптической мощности является неотъемлемой частью изготовления, установки, эксплуатации и технического обслуживания любой волоконно-оптической системы передачи. Следующий фактор тесно связан с точностью калибровки. Калибровка измерителя мощности осуществляется в соответствии с вашим применением? То есть: стандарты производительности для оптоволокна и разъемов соответствуют требованиям вашей системы. Что следует проанализировать на предмет неопределенности значений измерений с различными адаптерами подключения? Важно учитывать другие потенциальные факторы ошибок. Хотя NIST (Американский национальный институт стандартов и технологий) установил стандарты США, спектр источников света, типов оптических датчиков и разъемов от разных производителей остается неопределенным. Третий шаг - определить модель измерителя оптической мощности, которая соответствует вашим требованиям к диапазону измерений. Выраженный в дБм, диапазон измерения (диапазон) является всеобъемлющим параметром, который включает определение минимального / максимального диапазона входного сигнала (так что измеритель оптической мощности гарантирует всю точность, линейность (BELLCORE определяется как + 0,8 дБ) и разрешение (обычно 0,1 дБ или 0,01 дБ). Будут ли соблюдены требования к приложению. Наиболее важный критерий выбора для измерителей оптической мощности заключается в том, что тип оптического зонда соответствует ожидаемому рабочему диапазону. В-четвертых, большинство измерителей оптической мощности имеют функцию дБ (относительную мощность) и можно считывать напрямую. Оптические потери очень полезны при измерении. Обычно недорогие измерители оптической мощности не обеспечивают эту функцию. Без функции дБ технический специалист должен записать индивидуальные эталонные и измеренные значения, а затем рассчитать разницу. Таким образом, функция дБ дает пользователю измерение относительных потерь, тем самым увеличивая производительность и уменьшая ошибки ручного расчета. Теперь пользователи уменьшили базовый характер характеристики и функции измерителей оптической мощности, но некоторые пользователи должны учитывать особые потребности, в том числе: сбор данных с компьютера, внешний интерфейс и т. д.
 Стабильные источники света Во время измерения потерь стабильный источник света (SLS) излучает свет известной мощности и длины волны в оптическую систему. Измеритель оптической мощности / оптический датчик, который калибрует источник определенной длины волны (SLS), получает свет от оптоволоконной сети и преобразует его в электрический сигнал.
Для обеспечения точности измерения потерь характеристики передающего оборудования, используемого для моделирования источника света, следующие: 1. Та же длина волны и тот же тип источника света (светодиод, лазер). 2. Стабильность выходной мощности и спектра (стабильность времени и температуры) во время измерения. 3. Обеспечьте тот же интерфейс подключения и используйте тот же тип волокна. 4. Размер выходной мощности удовлетворяет измерению потери системы в худшем случае. Когда для системы передачи требуется отдельный стабильный источник света, оптимальный выбор источника света должен имитировать характеристики и требования к измерениям оптического приемопередатчика системы.
При выборе источника следует учитывать следующее: Лазерная трубка (LD) Свет от LD, с узкой полосой длин волн, почти монохроматический, то есть с одной длиной волны. По сравнению со светодиодами, лазеры, проходящие через их спектральные полосы (менее 5 нм), не являются непрерывными, и на двух сторонах центральной длины волны также излучаются несколько более низких пиковых длин волн. Хотя лазерный источник обеспечивает больше энергии, чем светодиодный источник света, он дороже, чем светодиодный. Лазерные трубки обычно используются в одномодовых системах большой дальности, где потери превышают 10 дБ. Измерения многомодового волокна с лазерным источником следует избегать в максимально возможной степени.
Светоизлучающие диоды (светодиоды): светодиоды имеют более широкий спектр, чем LD, обычно в диапазоне от 50 до 200 нм. Кроме того, светодиодный свет является не мешающим светом, и, следовательно, выходная мощность является более стабильной. Светодиодные источники света намного дешевле, чем источники света LD, но они недостаточно мощны для измерения потерь в худшем случае.
Светодиодные источники света обычно используются в сетях ближнего действия и локальных сетях многомодового волокна. Светодиоды могут использоваться в одномодовых системах с лазерным источником для точных измерений потерь, но только если они необходимы для обеспечения достаточной мощности. Световой мультиметр объединяет оптический измеритель мощности со стабильным источником света и называется оптическим мультиметром. Оптический мультиметр используется для измерения потерь оптической мощности оптоволоконного канала. Эти счетчики могут быть двумя отдельными счетчиками или одним интегрированным блоком.
Таким образом, два типа оптических мультиметров имеют одинаковую точность измерений. Разница обычно в стоимости и производительности. Интегрированные оптические мультиметры часто бывают зрелыми, имеют различные характеристики, но стоят дороже. С технической точки зрения, чтобы оценить различные конфигурации оптических мультиметров, все еще применяются базовые стандарты оптического измерителя мощности и стандарты стабильных источников света. Будьте внимательны при выборе правильного типа источника, рабочей длины волны, датчика оптической мощности и динамического диапазона. Оптический рефлектометр и локализатор неисправностей во временной области - это наиболее классическое волоконно-оптическое оборудование, которое предоставляет наибольшую информацию о волокне, связанном с тестом. Сам рефлектометр представляет собой одномерный оптический радар с замкнутым контуром, который измеряет только один конец волокна. Узкий импульс света высокой интенсивности излучается в волокно, в то время как высокоскоростной оптический датчик регистрирует обратный сигнал. Этот инструмент дает визуальное объяснение оптической связи. Точка продолжения, положение разъема и точка повреждения, а также величина потери отражаются на кривой рефлектометра. Процесс оценки рефлектометра имеет много общего с оптическим мультиметром. Фактически, рефлектометр можно рассматривать как очень специализированную комбинацию измерительных приборов: состоящую из стабильного высокоскоростного источника импульсов и высокоскоростного оптического зонда.
Процесс выбора рефлектометра может фокусироваться на следующих атрибутах: 1. Проверьте рабочую длину волны, тип волокна и интерфейс разъема. 2. Ожидаемая потеря соединения и требуемый диапазон сканирования. 3. Пространственное разрешение. Локаторы неисправностей - это в основном ручные приборы для многомодовых и одномодовых оптоволоконных систем. С помощью технологии OTDR (оптическая рефлектометрия во временной области) она используется для определения местоположения повреждения волокна, и тестовое расстояние в основном находится в пределах 20 км. Прибор напрямую отображает расстояние до точки отказа по номеру. Подходит для: глобальной сети (WAN), систем связи на расстоянии 20 км, волоконно-оптических дорог (FTTC), установки и обслуживания одномодового и многомодового оптоволоконного кабеля, а также военных систем. В одномодовых и многомодовых волоконно-оптических кабельных системах локаторы неисправностей являются отличным инструментом для обнаружения неисправных разъемов и дефектных соединений. Локатор неисправностей прост в эксплуатации и может обнаружить до 7 множественных событий с помощью одной кнопки.
Характеристики анализатора спектра (1) Диапазон входных частот относится к максимальному диапазону частот, в котором анализатор спектра может работать в обычном режиме. Верхний и нижний пределы диапазона обозначены HZ, который определяется частотным диапазоном сканирующего локального генератора. Частотный диапазон современных анализаторов спектра обычно может варьироваться от низкочастотных диапазонов до радиочастотных сегментов, даже микроволновых сегментов, например от 1 кГц до 4 ГГц. Частота здесь относится к центральной частоте, которая является частотой в центре ширины спектра дисплея. (2) Ширина полосы разрешения относится к минимальному разносу спектральных линий между двумя смежными компонентами в разрешенном спектре, в единицах Гц. Это означает, что анализатор спектра способен различать два сигнала одинаковой амплитуды, которые расположены близко друг к другу в определенной нижней точке. Линия тестируемого сигнала, видимая на экране анализатора спектра, на самом деле является динамической амплитудно-частотной характеристикой узкополосного фильтра (как колоколообразная кривая), поэтому разрешение зависит от ширины полосы этой амплитудно-частотной характеристики. Полоса пропускания 3 дБ, определяющая амплитудно-частотную характеристику этого узкополосного фильтра, является шириной полосы разрешения анализатора спектра. (3) Чувствительность относится к способности анализатора спектра отображать минимальный уровень сигнала с учетом ширины полосы разрешения, режима отображения и других влияющих факторов, выраженных в единицах дБм, дБу, дБв, V и т. Д. Чувствительность супергетеродинного спектра Анализатор зависит от внутреннего шума прибора. При измерении малых сигналов сигнальные линии отображаются над спектром шума. Чтобы легко увидеть сигнальную линию из спектра шума, общий уровень сигнала должен быть на 10 дБ выше, чем уровень внутреннего шума. Кроме того, чувствительность также связана со скоростью развертки, скорость развертки является быстрой, и чем ниже пик динамической амплитудно-частотной характеристики, тем ниже чувствительность и разница в амплитуде. (4) Динамический диапазон означает максимальную разницу между двумя сигналами, поступающими на вход одновременно с заданной точностью. Верхний предел динамического диапазона определяется ограничениями нелинейных искажений. Существует два способа отображения амплитуды анализатора спектра: линейный логарифм. Преимущество логарифмического дисплея состоит в том, что большой динамический диапазон получается при ограниченном диапазоне эффективных высот экрана. Динамический диапазон анализатора спектра обычно выше 60 дБ, а иногда даже выше 100 дБ. (5) Ширина сканирования частоты (Span) Существуют различные выражения, такие как ширина спектра, диапазон, диапазон частот и диапазон спектра. Обычно относится к частотному диапазону (спектральной ширине) ответного сигнала, который может отображаться в крайнем левом и правом вертикальных отметках на дисплее спектра. Автоматически настраивается в соответствии с потребностями теста или искусственными настройками. Ширина сканирования указывает диапазон частот, отображаемых анализатором во время измерения (т. Е. Одночастотное сканирование), который может быть меньше или равен диапазону входных частот. Ширина спектра обычно делится на три моды. 1 Полная развертка. Анализатор спектра одновременно сканирует эффективный частотный диапазон. 2 развертки на деление Анализатор спектра сканирует только один указанный диапазон частот за раз. Ширина спектра, представленного каждой ячейкой, может быть изменена. 3 частота развертки с нулевым размахом равна нулю, анализатор спектра не сканирует, становится настроенным приемником.(6) Время развертки (просто ST) - это время, необходимое для выполнения сканирования в полном частотном диапазоне и завершения измерения, также называемое временем анализа. Обычно, чем короче время сканирования, тем лучше, но для обеспечения точности измерений время сканирования должно быть соответствующим. Факторы, связанные со временем сканирования, в основном включают диапазон развертки частоты, ширину полосы разрешения и фильтрацию видео. Современные анализаторы спектра, как правило, имеют несколько вариантов сканирования, и минимальное время сканирования определяется временем отклика цепи измерительного канала. (7) Точность измерения амплитуды Существуют абсолютная точность амплитуды и относительная точность амплитуды, которые определяются многими факторами. Точность абсолютной амплитуды является индикатором для полномасштабного сигнала, на который влияют затухание на входе, усиление ПЧ, ширина полосы разрешения, точность масштабирования, частотная характеристика и точность самого калибровочного сигнала. Относительная точность амплитуды связана с методом измерения. Есть только два источника ошибок в частотной характеристике и точности калибровочного сигнала, и точность измерения может быть очень высокой. Прибор откалиброван перед отправкой с завода, и для исправления измеренных данных были записаны и использованы различные ошибки. Точность отображаемой амплитуды была улучшена.