какое понятие классифицируется как авария на волс
Какое понятие классифицируется как авария на волс
4.4.12. Механическое повреждение ОК с обрывом оптических волокон, не связанное с повреждением элементов ВЛ.
4.4.14. Деформация элемента опоры, вызвавшая обрыв ОК.
4.4.15. Падение опоры (опор), вызвавшее обрыв ОК.
Виды восстановления ОК
4.4.16. При обрыве ОК возможны два вида восстановления кабеля:
— вставка ОК на длине одного-двух промежуточных пролетов ВЛ с установкой одной или двух дополнительных соединительных муфт (см. приложение 13, рис. П13.1-П13.2). Расстояние от опоры до места повреждения ОК в пролете (опоры № 4 и № 5, приложение 13, рис. П13.2) должно быть не менее расстояния, равного высоте опоры № 4;
— замена строительной длинны ОК (от муфты до муфты).
Возможность установки дополнительных муфт определяет служба связи.
4.4.17. Восстановление линии связи рассматривается по двум схемам: временной и постоянной.
4.4.18. Временная схема предусматривает восстановление связи по временному кабелю, проложенному между концами оборванного ОК или между соединительными муфтами на участке поврежденного кабеля (приложение 13, рис. П13.3), например, ВОКВ, разработанный ЦНИСК-РТК.
Для этого применятся специальный диэлектрический ОК, определяемый при проектировании ВОЛС-ВЛ.
После восстановления поврежденных элементов ВЛ и замены поврежденной ОК временный кабель демонтируется.
4.4.19. Если восстановление поврежденного элемента ВЛ не требует значительного времени, используется постоянная схема восстановления ОК, которая не требует применения специального временного кабеля. При этом поврежденный ОК заменяется на новый.
Правила обслуж. и рем. КЛС 
Рук-во по строительству. ОСТы и РД Рук-во по эксплуатации.
Определение места обрыва ВОЛС
Волоконно-оптическая линия связи – это технология высокоскоростной системы обмена информацией, состоящая из приемо-передающего электронного оборудования и оптического кабеля (ОК). Диэлектрический волновод с оптическими волокнами из кварцевого стекла — пассивная часть системы. Сигнал передается пачками импульсов света, которые преобразуются оборудованием в электрические сигналы, проходят дальнейшую обработку и преобразование.
Стекловолокно позволяет передавать информацию на значительные расстояния. На трассе возможны события, приводящие к повреждению ОК, устранить которое нужно как можно быстрее. Статья знакомит с принципами определения точки обрыва, организацией восстановительных работ.
Возможные виды, причины аварий
Конструкция кабеля, разнообразие марок позволяет проводить прокладку в
• каналах кабельной канализации;
• лотках, коллекторах, тоннелях, трубах, желобах;
• непосредственно в грунт;
• подвеску по стойкам, опорам воздушных линий электропередачи, в том числе высоковольтных;
• помещениях, с использованием строительных пустот, ниш, либо непосредственно по стенам.
Причиной пропадания связи ВОЛС всегда является механическое повреждение, зависит от конкретных условий прокладки. Это может быть результатом несанкционированного разрытия грунта по трассе, падение опоры ЛЭП с подвешенным кабелем, других причин обрыва волокна.
Особенности ремонтных работ
Авария оптических линий наносит значительный ущерб. Восстановление сложнее, дороже, чем у электрических линий. Но значительно важнее потеря тарифных доходов в результате прерывания трафика. Отсутствие передачи огромных массивов информации из-за высокой пропускной способности требует устранения неисправности немедленно.
Последовательность ликвидации неисправности ВОЛС имеет несколько важных этапов.
Установление участка линии, места аварии
Магистральные повреждения кабеля высветит срабатывание сигнализации. Об авариях распределительной сети сообщат потребители, потерявшие связь. Большое значение имеет полнота и актуальность паспортизации сети. Соответствие данных о трассе прокладки, наличие, расположение муфт, пунктов регенерации. Привязка информационной базы к карте местности с указанием ориентиров.
Значительно сократит время локализации обрыва применение прибора импульсной локации неоднородности оптической линии, рефлектометра. Принцип действия основан на способности отражения световых импульсов неоднородностью среды. Прибор посылает в кабель зондирующие импульсы, принимает отражение, время между отправкой и откликом автоматически пересчитывает в длину волокна. Метод точен, определяет точку с высокой разрешающей способностью, получил очень широкое распространение.
Нужно учитывать, что определенная рефлектометром длина волокна больше, чем расстояние до обрыва. Волокна под оболочкой свиты между собой с определенным шагом, образуя спираль. Кабель также не вытянут струной, поэтому для больших дистанций разница ощутима. Данные измерений уточняются членами ремонтной команды на местности.
Организация выезда аварийно-восстановительной бригады для устранения неисправности
Минимизировать время устранения повреждения позволяет наличие и готовность на выезд аварийной команды, ее укомплектованность людьми, инструментами, материалами.
Факторы, определяющие скорость устранения аварии:
• квалификация, состав работников. Количество определено требованиями охраны труда – два инженера, кабельщик, водитель. Фактически состав АВБ определяется объемом обслуживаемой ВОЛС, но не менее двух человек;
• техническая оснащенность, зависит от размеров сети, финансового состояния обслуживаемой организации. Максимально эффективно применение двух технологических автомобилей, оснащенных необходимым монтажным, прокладочным оборудованием, измерительными приборами, средствами малой механизации, средствами связи и устройствами резервного электропитания;
• наличие, состав аварийного запаса материалов для устранения обрыва. В него входит 250 метров максимальной емкости всех обслуживаемых типов оптического кабеля. Обязательно наличие расходных материалов для производства муфт;
• правильная организация быстрой, одновременной доставки к месту работы ремонтников, механизмов, совмещение времени выполнения разных действий.
Локализация обрыва, устранение аварии
Определение точки, особенностей неисправности, объема ремонтно-восстановительных работ производится ремонтной бригадой по прибытию. Проводятся дополнительные корректирующие измерения, принимается решение о способе, методе восстановления работоспособности линии связи временной или постоянной схемой.
Все перечисленные факторы, уменьшающие время устранения повреждения, важны. Скорость ликвидации аварии, в числе других факторов, определяет уровень надежности ВОЛС.
Как устраняют аварии на магистральной волоконно-оптической линии связи
А у вас было такое: вдруг интернет стал работать медленнее обычного, звоните в службу поддержки, а вам говорят: «Произошла авария на магистральном участке сети. Идут работы по восстановлению»? Всегда было интересно, что там за аварии и как их устраняют.
На прошлой неделе, в Ростелеком поступил сигнал об одной из такой аварии, которая произошла на магистральном участке, входящем в систему «Европа-Азия», где-то на границе Чувашии и Татарстана. Быстренько собрались и со специалистами отправились на поиски и устранение аварии.
Читайте далее: как это было.
#2. На аварию выехало сразу несколько бригад: со стороны Татарстана и со стороны Чувашии. Первым делом заезжаем на базу в Цивильске:
#3. Здесь подключается специальный прибор, который определяет на каком расстоянии произошел разрыв кабеля:
#4. Сам прибор – рефлектометр. Место разрыва определяет очень точно.
#5. Зная через сколько километров произошел разрыв, специалисты по своим картам определяют место аварии и бригада выдвигается на восстановительные работы.
#7. Прибыли на место аварии. Оказывается, в этот раз виноват не экскаватор (как это часто бывает), а на реке произошел оползень и в этом месте разорвался кабель
#8. Устанавливаем палатку:
#10. За 8 часов проложить новый кабель под рекой нельзя. Поэтому по мосту кидается временный:
#11. Теперь нужно спаять ВОЛС
#13. Запаянную часть «оптики» закладывают в муфту. Здесь же соединяют металлический экран:
#14. 
zorych молодец, он всегда все конспектирует:
#15. Показали кладоискатель кабелеискатель:
#16. Старая модель КИ-5, просто издает громкий звук когда кабеля нет и практически не пищит, когда кабель под прибором:
#17. Без прибора кабель тоже можно найти, вот по таким столбикам:
#20. Переходим к спайке «оптики». Каждое волокно, толщиной с волос, паяется отдельно. А всего их на данной магистрали 32
#21. Первым делом снимается защитный слой, и обязательно протирается спиртом
#22. С помощью скалывателя, нужно сколоть волокно под углом 90 градусов. Работает устройство как дырокол (примерно) 🙂
#23. С двух сторон волокна вставляются в сварочный аппарат. Аппарат проверяет, чтобы они были сколоты под прямым углом и не было пыли (иначе выдаст ошибку и не будет дальше работать). Если все в порядке, то аппарат автоматически выравнивает два волокна встык друг к другу и с помощью электрической дуги происходит сварка. И сразу же на экран выводит результат сварки.
#24. Место сварки закрывается специальной капсулой и укладывается на несколько секунд в печь (в этом же аппарате)
#26. Все волокна аккуратно фиксируются в муфте:
#28. В арсенале есть и другие интересные приборы:
#29. Оптический микроскоп, позволяющий проверить чистоту оптических разъемов:
#31. Или оптическая рация: подключается к ВОЛС и позволяет общаться на расстоянии 100 км
#32. Иногда приходится и этим пользоваться. К счастью, в этот раз они не понадобились. Временный кабель успешно проложен.
#33. На самом деле, никакой аварии в этот раз не было. Все это была легенда для проведения учений по устранению подобных аварий. Такие учения проходят несколько раз в году. В этот раз на них пригласили блогеров из Нижнего, Казани и Чебоксар. Завершилось все это вот таким фуршетом в поле. Было здорово!
Вам слово:
Посмотрев, как не просто проходят восстановления на аварийных участках, я теперь семь раз подумаю, прежде чем ворчать на службу поддержки, которые целых 30 минут не могут восстановить мне работу интернета. А Вы? 🙂
ВОЛС (волоконно-оптические линии связи)
Самой высокой пропускной способностью среди всех существующих средств связи обладает оптическое волокно (диэлектрические волноводы). Волоконно-оптические кабели применяются для создания ВОЛС – волоконно-оптических линий связи, способных обеспечить самую высокую скорость передачи информации (в зависимости от типа используемого активного оборудования скорость передачи может составлять десятки гигабайт и даже терабайт в секунду).
Кварцевое стекло, являющееся несущей средой ВОЛС, помимо уникальных пропускных характеристик, обладает ещё одним ценным свойством – малыми потерями и нечувствительностью к электромагнитным полям. Это выгодно отличает его от обычных медных кабельных систем.
Данная система передачи информации, как правило, используется при постройке рабочих объектов в качестве внешних магистралей, объединяющих разрозненные сооружения или корпуса, а также многоэтажные здания. Она может использоваться и в качестве внутреннего носителя структурированной кабельной системы (СКС), однако законченные СКС полностью из волокна встречаются реже – в силу высокой стоимости строительства оптических линий связи.
Применение ВОЛС позволяет локально объединить рабочие места, обеспечить высокую скорость загрузки Интернета одновременно на всех машинах, качественную телефонную связь и телевизионный приём.
Преимущества ВОЛС
При грамотном проектировании будущей системы (этот этап подразумевает решение архитектурных вопросов, а также выбор подходящего оборудования и способов соединения несущих кабелей) и профессиональном монтаже применение волоконно-оптических линий обеспечивает ряд существенных преимуществ:
Область применения ВОЛС
Как уже было сказано выше, волоконно-оптические кабели (ВОК) используются для передачи сигналов вокруг (между) зданий и внутри объектов. При построении вешних коммуникационных магистралей предпочтение отдаётся оптическим кабелям, а внутри зданий (внутренние подсистемы) наравне с ними используется традиционная витая пара. Таким образом, различают ВОК для внешней (outdoor cables) и внутренней (indoor cables) прокладки.
К отдельному виду относятся соединительные кабели: внутри помещений они используются в качестве соединительных шнуров и коммуникаций горизонтальной разводки – для оснащения отдельных рабочих мест, а снаружи – для объединения зданий.
Монтаж волоконно-оптического кабеля осуществляется с помощью специальных инструментов и приборов.
Технологии соединения ВОЛС
Длина коммуникационных магистралей ВОЛС может достигать сотен километров (например, при постройке коммуникаций между городами), тогда как стандартная длина оптических волокон составляет несколько километров (в том числе потому, что работа со слишком большими длинами в некоторых случаях весьма неудобна). Таким образом, при построении трассы необходимо решить проблему сращивания отдельных световодов.
Различают два типа соединений: разъёмные и неразъёмные. В первом случае для соединения применяются оптические коннекторы (это связано с дополнительными финансовыми затратами, и, кроме того, при большом количестве промежуточных разъёмных соединений увеличиваются оптические потери).
Для неразъёмного соединения локальных участков (монтажа трасс) применяются механические соединители, клеевое сращивание и сваривание волокон. В последнем случае используют аппараты для сварки оптических волокон. Предпочтение тому или иному методу отдаётся с учётом назначения и условий применения оптики.
Наиболее распространённой является технология склеивания, для которой используется специальное оборудование и инструмент и которая включает несколько технологических операций.
В частности, перед соединением оптические кабели проходят предварительную подготовку: в местах будущих соединений удаляются защитное покрытие и лишнее волокно (подготовленный участок очищается от гидрофобного состава). Для надёжной фиксации световода в соединителе (коннекторе) используется эпоксидный клей, которым заполняется внутреннее пространство коннектора (он вводится в корпус разъёма с помощью шприца или дозатора). Для затвердевания и просушки клея применяется специальная печка, способная создать температуру 100 град. С.
После затвердевания клея излишки волокна удаляются, а наконечник коннектора шлифуется и полируется (качество скола имеет первостепенное значение). Для обеспечения высокой точности выполнение данных работ контролируется с помощью 200-кратного микроскопа. Полировка может осуществляться вручную или с помощью полированной машины.
Самое качественное соединение с минимальными потерями обеспечивает сваривание волокон. Этот метод используется при создании высокоскоростных ВОЛС. Во время сваривания происходит оплавление концов световода, для этого в качестве источника тепловой энергии могут использоваться газовая горелка, электрический заряд или лазерное излучение.
Каждый из методов имеет свои преимущества. Лазерная сварка благодаря отсутствию примесей позволяет получать самые чистые соединения. Для прочной сварки многомодовых волокон, как правило, используют газовые горелки. Наиболее распространенной является электрическая сварка, обеспечивающая высокую скорость и качество выполнения работ. Длительность плавления различных типов оптовых волокон отличается.
Для сварочных работ применяются специальный инструмент и дорогостоящее сварочное оборудование – автоматическое или полуавтоматическое. Современные сварочные аппараты позволяют контролировать качество сварки, а также проводить тестирование мест соединения на растяжение. Усовершенствованные модели оснащены программами, которые позволяют оптимизировать процесс сварки под конкретный тип оптоволокна.
После сращения место соединения защищается плотно насаживаемыми трубками, которые обеспечивают дополнительную механическую защиту.
Ещё один метод сращивания элементов оптоволокна в единую линию ВОЛС – механическое соединение. Этот способ обеспечивает меньшую чистоту соединения, чем сваривание, однако затухание сигнала в данном случае всё-таки меньше, чем при использовании оптических коннекторов.
Преимущество этого метода перед остальными состоит в том, что для проведения работ используются простые приспособления (например, монтажный столик), которые позволяют проводить работы в труднодоступных местах или внутри малогабаритных конструкций.
Механическое сращивание подразумевает использование специальных соединителей – так называемых сплайсов. Существует несколько разновидностей механических соединителей, которые представляют собой вытянутую конструкцию с каналом для входа и фиксации сращиваемых оптических волокон. Сама фиксация обеспечивается с помощью предусмотренных конструкцией защёлок. После соединения сплайсы дополнительно защищаются муфтами или коробами.
Механические соединители могут использоваться неоднократно. В частности, их применяют во время проведения ремонтных или восстановительных работ на линии.
ВОЛС: типы оптических волокон
Оптические волокна, используемые для построения ВОЛС, отличаются по материалу изготовления и по модовой структуре света. Что касается материала, различают полностью стеклянные волокна (со стеклянной сердцевиной и стеклянной оптической оболочкой), полностью пластиковые волокна (с пластиковой сердцевиной и оболочкой) и комбинированные модели (со стеклянной сердцевиной и с пластиковой оболочкой). Самую лучшую пропускную способность обеспечивают стеклянные волокна, более дешёвый пластиковый вариант используют в том случае, если требования к параметрам затухания и пропускной способности не критичны.
По типу путей, которые проходит свет в сердцевине волокна, различают одно- и многомодовые волокна (в первом случае распространяется один луч света, во втором – несколько: десятки, сотни и даже тысячи).
Все современные ВОК (и одно-, и многомодовые), с помощью которых создаются линии передачи данных, имеют одинаковый внешний диаметр – 125 мкм. Толщина первичного защитного буферного покрытия составляет 250 мкм. Толщина вторичного буферного покрытия составляет 900 мкм (используется для защиты соединительных шнуров и внутренних кабелей). Оболочка многоволоконных кабелей для удобства работы окрашивается в различные цвета (для каждого волокна).
Диагностика волоконно-оптических линий связи
Основным инструментом для диагностики волоконно-оптических линий связи является оптический рефлектометр. Пример работы с таким прибором смотрите в следующем видео:
Примеры оборудования
Материал подготовлен
техническими специалистами компании “СвязКомплект”.
Измерения на ВОЛС
Когда говорят об измерениях ВОЛС, прежде всего имеют в виду измерения оптических потерь в волокне. Действительно, в первую очередь именно потери мощности излучения (а не дисперсия) становятся определяющим критерием, ограничивающим длину ретрансляционного участка линии связи. Информация, полученная в результате измерения уровня мощности сигнала в линии, понимание того, как меняется мощность этого сигнала, дает возможность судить о качестве построенной ВОЛС. И правильно получать эту информацию, уметь её интерпретировать и обрабатывать — очень важный момент в работе специалистов, имеющих дело с волоконно-оптической техникой.
Различают несколько направлений деятельности, связанных с ВОЛС, где возникает задача проведения измерений:
Комплекс измерений, которые необходимо проводить при строительстве линий связи — самый обширный. На этапе строительства параметры линии измеряются наиболее тщательно. Результаты заносятся в протоколы и оформляются в виде исполнительной документации на построенную ВОЛС, которая, в свою очередь, служит важнейшим документом, на основании которого ведется дальнейшая эксплуатация этой ВОЛС. Именно качество исполнительной документации, точность указанных в ней данных и определяет удобство и правильность работы с линией связи.
Измерения в процессе эксплуатации обычно подразумевают периодический контроль состояния линии связи. Проводятся они согласно регламенту, принятому в той организации, которая эту линию эксплуатирует. Они могут производиться в автоматическом режиме, когда за состоянием линии следит специальный программно-аппаратный комплекс, получающий информацию с оптических датчиков. В некоторых случаях достаточно измерений в «ручном» режиме, когда инженер сам проверяет линию с помощью измерительного оборудования. Но и в том, и в другом случае, крайне важна квалификация персонала, ответственного за состояние линии, его умение разобраться в том, что с ней происходит.
Под обслуживанием ВОЛС обычно понимается деятельность, направленная на поддержание линии связи в рабочем состоянии. Обслуживание производится на основании договора между владельцем линии и некоей обслуживающей организацией. Как правило, в рамках договора такая организация обязана не только следить за работоспособностью линии, но и устранять аварийные ситуации, которые на ней могут возникнуть. В таких случаях измерения проводятся с целью локализации повреждения, выяснения его характера, позволяют оперативно это повреждение устранить.
Причины потерь в оптоволокне
Потери измеряют в децибелах (дБ) и описывают отношение сигнала прошедшего через линию и сигнала, введенного в линию. Потери в линии связи будут всегда, избавиться от них невозможно, поэтому требуется принять меры, чтобы их минимизировать. Причин возникновения этих потерь много и необходимо точно понимать их характер:
Оптическое волокно (ОВ) служит хорошей средой для распространения оптического сигнала. Но даже в этой замечательной среде, а именно в кварцевом стекле, из которого изготовлена сердцевина волокна, всегда содержатся примеси, включения, из-за которых волокно теряет часть проходящего по нему света. Точечные области, в которых сконцентрированы эти примеси, служат источником рассеяния полезного сигнала и, соответственно, вызывают частичную его потерю. Поскольку распределение примесей по длине ОВ можно считать равномерным, то и свет будет равномерно ослабевать по мере прохождения по ОВ. При этом с ростом длины волны излучения способность рассеивать у волокна уменьшается. Почему бы тогда не использовать самую большую длину волны, чтобы обратить в ноль рассеяние света? К сожалению, начиная с некоторого значения длин волн в волокне появляется ещё одна составляющая затухания, а именно — инфракрасное поглощение света, то есть, преобразование оптической энергии в тепловую. А это снова потери! Результатом действия двух этих причин будет сумма потерь от каждой из них. Минимума потери в ОВ достигают при передаче сигнала на длине волны 1550 нм.
Потери света в волокне описываются величиной, называемой километрическим затуханием (т. е. величина потерь на единицу длины ОВ) и выражаются в дБ/км.
В настоящее время для λ = 1550 нм стандартным значением затухания в одномодовом ОВ считается α = 0,19–0,22 дБ/км. В зависимости от марки ОВ это значение может быть разным. Поэтому, когда выбираете кабель для будущей трассы, этот параметр важно знать и учитывать. Например, в кабельной продукции «Инкаб» используется исключительно волокно фирмы Corning®, а это дает понимание того, что у волокна в кабеле будет иметь всегда заранее известное значение затухания. Затухания волокна марки Corning SMF-28 ULTRA, которая выбрано заводом «Инкаб» в качестве основной, составляет всего лишь 0,18 дБ/км.
Следующей причиной потерь служат изгибы ОВ. Принято разделять их на два типа — микро- и макроизгибы. В первом случае речь идет о незначительном, но неизбежном изгибе волокон при размещении их в кабеле. Этот изгиб присутствует по всей длине кабеля и проконтролировать его мы не в состоянии, но, к счастью, его вклад в потери ничтожен. Второй случай гораздо серьёзнее. Потери при макроизгибах появляются уже по вине человека, который работает с волоконно-оптическим кабелем. Основная причина изогнутого волокна в построенной ВОЛС — неправильно проложенный кабель. В некоторых случаях — нарушения при монтаже кросса или муфты. Чем больше изгиб, тем больше потери. Причиной появления потерь на месте изгиба служит простое физическое явление — угол падения света на границу раздела сердцевины и оболочки превышает критический и часть излучения выходит из сердцевины. При этом, чем больше длина волны, тем больше будет величина потерь.
Потери на сварных соединениях появляются, в основном, из-за несовпадения сердцевин соединяемых волокон, которая может быть вызвана нарушением геометрии сечения ОВ. В этом случае ответственность за качество сварных несёт, если можно так выразиться, сварочный аппарат. Именно технология юстировки волокон перед сваркой, распознавание компьютером сварочного аппарата местоположения сердцевин ОВ и определяет качество сварки в плане потерь. Разные марки волокон могут иметь разные диаметры сердцевин, разные допуски на эксцентриситет и аппарат должен уметь с ними работать. При этом, разумеется, необходимо соблюдение всех сопутствующих требований к подготовке ОВ к сварке, чтобы соединение не имело дополнительных дефектов. Любой дефект сразу же переводит сварное соединение в разряд некачественного, даже без измерений. Качественным же сварное соединение обычно считается, если потери не превышают 0,05 дБ (на длине волны 1550 нм). Необходимо также помнить, что потери на стыке оцениваются только при измерении с двух сторон.
Потери на разъёмных соединениях, проще говоря — на разъёмах, вносят потери гораздо большие, нежели на сварках ОВ. За счёт того, что между поверхностями коннекторов всегда присутствует небольшой воздушный зазор, на соединение теряется гораздо больше полезного сигнала. Величину потерь, допустимых на таком соединении, принято считать равной 0,5 дБ. При этом надо понимать, что складывается эта величина из потерь на поверхностях двух коннекторов, и каков вклад каждого из них, точно определить невозможно. Величину потерь на коннекторе контролируют на производстве, но, как показывает практика, и здесь не всегда достигается хороший результат, поскольку серийное производство оптических шнуров подразумевает выборочный контроль. Поэтому для подключения измерительных приборов к тестируемой линии рекомендуется использовать прецизионные шнуры, которые проходят поштучный контроль и соответствуют более высоким требованиям. Среди продукции ООО «СвязьСтройДеталь» такие шнуры представлены серией HS (High Solution).
Все перечисленные составляющие потерь в ВОЛС могут дать представление о том, на что можно рассчитывать, проектируя будущую линию связи. Имея информацию о составе будущей линии, о марке кабеля, который собираемся использовать, о строительных длинах, из которых будет состоять трасса, о количестве сварных сростков ОВ, о количестве коннекторов в линии, можно подсчитать так называемый оптический бюджет линии. Как его рассчитывать, читайте в нашем отдельном материале.
Приборы для измерения потерь в оптическом волокне
Для контроля качества волоконно-оптических линий связи путем измерения в них потерь необходимо и достаточно применения двух типов измерительной аппаратуры. Это оптические тестеры (OLTS — Optical Loss Test Set), позволяющие измерять полные потери в линии и оптические рефлектометры (OTDR — Optical Time Domain Reflectometer), с помощью которых можно измерять распределение потерь вдоль линии.
Отличие в их применении заключается в том, что при использовании тестера необходимо использовать два устройства и подключаться к обоим концам линии, в то время как рефлектометр для измерения нужно подключать к линии только на одном конце. Разница обусловлена различными принципами измерения потерь. Оптический тестер, который в общем случае представляет из себя комплект из двух устройств — источника оптической мощности и измерителя оптической мощности, — проводит прямые измерения, то есть для определения потерь сравнивается уровень мощности на входе в линию и на выходе из неё. Разница в дБ и будет искомым результатом. Рефлектометр же, будучи подключенным только с одного конца ВОЛС, зондирует волокно тестовыми импульсами и получает отклик в обратном направлении, вызванный обратным рассеянием в волокне. Анализируя этот отклик, процессор рефлектометра рассчитывает, сколько оптической мощности теряет сигнал в каждой точке ОВ. Такой вид определения потерь можно назвать косвенным. Именно с этим, с погрешностью косвенного метода, связаны некоторые приближения в подсчёте полных потерь в линии. Этим же объясняется и превосходство по точности оптических тестеров. Помимо этого, тестером можно измерять потери в линиях любой протяжённости (от 0 м), в то время как рефлектометр не позволяет оценить потери в коротких, порядка нескольких метров волокнах (оптические шнуры). Эта особенность работы будет рассмотрена далее.
Принимая во внимания перечисленные отличия, можно описать задачи, которые решаются двумя этими типами приборов:
Тестер:
Рефлектометр:
Измерения рефлектометром и его принцип работы
Рис. 1. Структурная схема рефлектометра.
На рис. 1 показана схема OTDR, по которой наглядно можно пояснить принцип работы рефлектометра. Как правило, в состав прибора входят два основных блока. Базовый модуль содержит основной корпус, дисплей, органы управления и самую важную часть — процессор. Второй блок — оптический, в нём располагается электроника, отвечающая за генерацию оптических сигналов, источник излучения и различные оптические порты.
В измерительный порт вставляется коннектор оптического шнура (патч-корда), которым прибор подключается к тестируемому волокну линии. При запуске процесса измерения процессор даёт команду на формирование зондирующего импульса определенной мощности и длительности. Генератор формирует его в электрической форме, лазерный диод преобразует его в оптическое излучение определенной длины волны и посылает в линию. Импульс проходит через оптический порт и распространяется далее в волокне линии. В каждой точке ОВ свет испытывает рассеяние. Совсем незначительная часть света рассеивается во все стороны, причём бОльшая его часть рассеивается в обратном направлении. Эта часть возвращается по волокну обратно и, пройдя входной порт, через ответвитель попадает на фотоприёмник. Этот элемент обладает очень высокой чувствительностью, что позволяет ему улавливать сигнал, в тысячи раз ослабленный по сравнению с уровнем мощности зондирующего импульса. Сигнал регистрируется на протяжении определенного времени, оцифровывается (АЦП) и анализируется процессором. Результатом обработки этого цифрового сигнала будет некая зависимость уровня мощности от времени. Для удобства временная шкала пересчитывается в шкалу расстояний и на экран выводится результирующая кривая, характеризующая уровень обратного рассеяния в каждой точке тестируемого ОВ. Эта кривая называется рефлектограммой.
Состав рефлектограммы
Рис. 2. Общий вид рефлектограммы
На рис. 2 можно увидеть рефлектограмму, содержащую несколько характерных участков, соответствующих различным неоднородностям в ОВ. Эти неоднородности принято называть событиями.
Чтобы получить значения потерь, возникающих в той или иной части линии, необходимо прежде всего правильно интерпретировать всё, что видно на этой кривой.
Основными типами событий можно назвать следующие:
На практике можно столкнуться с различными вариациями и комбинациями этих событий и умение их корректно идентифицировать — задача иной раз не из лёгких. Но упростить себе жизнь можно, получив рефлектограмму красивого, информативного вида. Для этого следует придерживаться некоторых правил и правильно установить параметры прибора.
Самое главное правило при работе с OTDR — аккуратное обращение с вводным коннектором. Следует помнить, что в корпусе прибора установлен точно такой же коннектор (как правило, типа UPC), какой вставляем в измерительный порт снаружи. Но за одним исключением — если повредим коннектор патч-корда, всегда можно взять новый патч-корд. Коннектор, установленный в оптическом тракте прибора, заменить не сможем. При его повреждении придётся обращаться в сервис. Поэтому перед началом измерений рекомендуется убедиться в чистоте всех коннекторов, в случае загрязнений очистить все торцевые поверхности. Для этих целей рекомендуется использовать специальные чистящие приспособления. После окончания измерений все коннекторы закрываются колпачками, измерительный порт — специальной крышечкой.
Для контроля чистоты коннекторов наилучшим решением будет использование специального компактного микроскопа. Но он достаточно дорог. Поэтому в его отсутствие можно сделать оценку по следующему признаку. Если, начав измерения, видим на рефлектограмме область ввода, схожую с изображением на рис. 3, можно смело утверждать — на каком-то из коннекторов осталась грязь.
Рис. 3. Область ввода в случае загрязнения («лыжа»).
Необходимо извлечь коннектор патч-корда, провести чистку и при последующем подключении картинка будет иметь такой же вид, как на рис. 4.
Рис. 4. Область ввода с чистыми коннекторами.
Если коннекторы чистые, необходимо произвести настройку параметров измерения.
Перечислим эти параметры и поясним, на что они влияют:
Оптические рефлектометры могут производить измерения на различных длинах волн. Как правило, длины волн выбираются производителями в соответствии с рабочими диапазонами (окнами прозрачности) оптических волокон.
Хотя километрическое затухание в ОВ различно на разных длинах волн, принципы и методы проведения измерений являются одинаковыми для всех длин волн. Если для отчёта не требуется предоставить результаты измерений на нескольких длинах волн, достаточно провести измерения с λ = 1550 нм.
Под диапазоном измеряемых длин понимается длина волокна, которую рефлектометр будет изображать на рефлектограмме. Правило довольно простое — необходимо установить этот диапазон таким, чтобы на рефлектограмме уместилась вся линия целиком. Если линия будет обрываться на середине, это будет считаться недопустимым результатом.
Длительность импульса — один из самых ключевых и неоднозначных параметров. Дело в том, что при увеличении его длительности, можно обнаружить такой эффект, как увеличение так называемых «мёртвых зон» после отражающих неоднородностей. Мёртвой зоной называют участок рефлектограммы, на котором нельзя получить никакой информации об истинном уровне обратного сигнала. Связано это с тем, что всё время, которое испускается зондирующий импульс, рефлектометр будет получать и отклик от него. Этот отклик будет иметь вид резкого всплеска. И чем длиннее импульс, тем дольше будет этот всплеск перекрывать любые события, следующие за этим отражением. На рис. 5 приведены рефлектограммы, полученные на одной и той же линии, но с разными tимп.. При самом большом импульсе мы уже не «видим» сварного соединения на расстоянии 540 м от начала линии.
Рис. 5. Сравнение мёртвых зон при импульсах разной длительности.
Почему бы тогда не ставить всегда длительность импульса на минимум? В этом и заключается коварная особенность этого параметра — при уменьшении длительности импульса обнаружим, что уровень обратного сигнала из линии падает настолько быстро, что обращается в шум, не достигая конца линии. Наглядно это показано на рис. 6, где приведены рефлектограммы, снятые с линии довольно большой протяжённости, и с импульсами разной длины.
Видим, что короткие импульсы начинают искажаться и превращаются в шумы, делая часть рефлектограммы совершенно непригодной для измерения.
Рис. 6. Измерение с разной длительностью импульсов линии большой длины.
Варьируя этим параметром, в итоге можем получить результат, который нас интересует в конкретном случае: либо получить высокую детализацию и разглядеть события, находящиеся вблизи друг от друга, либо увидеть линию целиком и точно измерить потери по затуханию на линейных участках.
Кстати, с появлением мёртвой зоны на вводе связано ограничение по минимальной измеряемой длине волокна, упомянутое в начале статьи. Рефлектометр практически не способен различить длину волокна порядка 1–2 метров, поскольку даже у самых совершенных моделей эта начальная мёртвая зона составляет порядка 3 метров.
Также начальной мёртвой зоне можно приписать невозможность измерения потерь на коннекторе ближнего к измерителю кросса. Если уровень обратного сигнала после коннектора отчётливо видно, то каким был уровень до него — не позволяет мёртвая зона. Для борьбы с этим применяются так называемые согласующие кабели, представляющие из себя катушки волокна, имеющие длину, как правило, от 200 м до 1 км. Такая катушка оконечена разъёмами и ставится в оптический тракт между прибором и тестируемой линией. В результате получим рефлектограмму вида, изображенного на рис. 7.
Рис. 7. Рефлектограмма, полученная с применением согласующего кабеля.
Зная уровень сигнала до разъема на кроссе и уровень после него, определяем, сколько децибел сигнал потерял на этом разъёме.
Следующим установочным параметром является коэффициент преломления кварцевого стекла сердцевины. Для нас этот параметр правильнее будет определить как величину, показывающую, во сколько раз скорость света в вакууме превышает скорость света в волокне. Это отношение используется прибором для расчёта расстояний, которые проходит в ОВ зондирующий импульс.
И последний параметр — время усреднения. В режиме работы OTDR с усреднением происходит запоминание результатов от всех зондирующих импульсов, которые прибор посылает в линию и дальнейшее усреднение этих результатов. Это позволяет улучшить вид рефлектограммы, сглаживая линейные участки, особенно на линиях большой длины. Чем больше время усреднения, тем больше результатов будет накоплено и тем более гладкий вид будет иметь кривая. Но вместе с увеличением этого времени, увеличивается общее время, которое уйдет на измерения. Особенно это актуально при измерениях линий, содержащих большое число волокон.
Помимо режима работы «с усреднением» в рефлектометре есть режим «в реальном времени». В этом случае рефлектометр постоянно зондирует ОВ импульсами и результат каждого отклика выводит на экран. В этом случае вид кривой получается неустойчивым, колеблющимся и непригодным для снятия показаний. Использование такого режима удобно, когда необходимо определить место обрыва в линии или для идентификации нужного волокна.
Смотрите обзоры рефлектометров на канале ВОЛС.Эксперт в Ютубе