OTDR a se yon eleman enfòmatik elektwo-optik entegrasyon ki fèt nan Rayleigh simen ak refleksyon Fresnel refleksyon lè limyè transmèt atravè yon fib optik. Li se lajman ki itilize nan antretyen an ak konstriksyon nan câbles fibre optik. Fè mezi longè fibre, fib diminye, atenuasyon jwenti, ak mezi kote fay.
Tès OTDR la fèt pa emisyon limyè pulsasyon nan fib la ak Lè sa a, resevwa enfòmasyon ki retounen nan pò OTDR la. Lè pulsasyon limyè difize nan fibre a, gaye oswa refleksyon fèt akòz nati a nan fib, konektè yo, jwenti, viraj, oswa lòt evènman menm jan an. Gen kèk nan gaye yo ak refleksyon yo te retounen nan OTDR la. Enfòmasyon detaye itil yo te mezire detektè OTDR yo, ki sèvi kòm segman tan oswa koub nan diferan pozisyon nan fib.
Ka distans la ap kalkile depi lè li pran pou siyal la nan siyal la retounen detèmine vitès la nan limyè a nan materyèl la vè. Fòmil sa a eksplike kijan OTDR mezire distans. d = (c × t) / 2 (IOR) Nan fòmil sa a, c se vitès limyè nan yon vakyòm, ak t se tan an total apre siyal la transmèt jouk siyal la resevwa (de fason) (de la valè yo miltipliye pa 2 Apre yon distans yon sèl-fason). Paske limyè a pi dousman nan vè pase nan vakyòm, yo nan lòd yo byen mezire distans, fib anba tès la dwe presize endèks la refraktif (IOR). IOR te make nan manifakti fib.
OTDR a sèvi ak Rayleigh simulation ak Refleksyon Fresnel karakterize fib la. Rayleigh rezilta simulation soti nan disiplinè a iregilye nan siyal optik ansanm fib la. OTDR a mezire yon pòsyon nan limyè a gaye tounen nan pò a OTDR. Sa yo siyal backscatter endike degre nan atenuasyon (pèt / distans) ki te koze pa fib la. Trajectoire a ki kapab lakòz se yon koub anba, ki endike ke pouvwa a backscatter ap diminye, ki se akòz pèt la nan tou de siyal yo transmèt ak repete apre transmisyon sou yon distans sèten.
Etandone paramèt yo fib, Rayleigh pouvwa a simaye pouvwa dwe espesifye. Si se longèdonn la li te ye, li se pwopòsyonèl nan lajè a batman kè nan siyal la: pi long la lajè batman kè, pi fò pouvwa a backscattering. Rayleigh pouvwa simaye tou se ki gen rapò ak longèdonn a nan siyal la transmèt, ak pi longèdonn ki pi kout yo gen plis pouvwa anpil. Sa se, trajectoire a ki te pwodwi pa signal la nm 1310 yo pral pi wo pase rayleigh backscatter nan trajectoire a ki te pwodwi pa siyal la 1550 nm.
Nan rejyon an wo-longè (plis pase 1500 nm), Rayleigh simen ap kontinye diminye, men yon lòt fenomèn rele infrarou atenuasyon (oswa absòpsyon) rive, ogmante ak sa ki lakòz yon ogmantasyon nan valè a diminye an jeneral. Se poutèt sa, 1550 nm se pi piti longè ajenou a; sa a tou eksplike poukisa li se longèdonn nan kominikasyon long distans. Natirèlman, fenomèn sa yo tou afekte OTDR la. Kòm yon OTDR ki gen yon longèdonn nan 1550 nm, li tou te gen pèfòmans atenuasyon ki ba, kidonk li ka fè tès sou distans ki long. Kòm yon longè altènatif 1310nm oswa 1625nm ki pi atenye, distans egzamen OTDR la mare yo limite paske ekipman egzamen an bezwen detekte yon Spike byen file nan tras la OTDR, ak pwent sa a Spike pral byen vit tonbe nan bri a.
Refleksyon Fresnel, nan lòt men an, se refleksyon disrè ki te koze pa pwen endividyèl nan fib la tout antye. Pwen sa yo yo te fòme nan faktè ki lakòz yon chanjman nan koyefisyan nan refraksyon, tankou espas sa a ant vè ak lè. Nan pwen sa yo, pral gen gwo limyè retounen reflete tounen. Se poutèt sa, OTDR se yo sèvi ak enfòmasyon refleksyon Fresnel jwenn pwen an koneksyon, revokasyon fib oswa breakpoint.
Gwo OTDR gen kapasite pou konplètman e otomatikman idantifye sijè ki abòde fib. Sa a nouvo kapasite tij lajman soti nan itilize nan lojisyèl analiz avanse ki revize OTDR pran echantiyon ak kreye yon tablo evènman. Tablo evènman sa a montre tout done ki gen rapò ak trajectoire tankou kalite fòt, distans fòt, rediksyon, pèt retou, ak pèt pèl.
OTDR prensip
1.1 Rayleigh Backscattering
Akòz defo a nan fib optik nan tèt li ak inofenite nan eleman yo dopan, Rayleigh simen fèt nan pulsasyon yo optik miltip nan fib optik la. Yon pòsyon nan limyè a (apeprè 0.0001% [1]) yo gaye tounen nan direksyon opoze a nan batman kè a ak Se poutèt sa refere yo kòm Rayleigh backscattering, ki bay detay detachman longè depandan.
Refleksyon Fresnel rive nan limit de de medya transmisyon endèks refraktif endèks (tankou konektè, konpoze mekanik, ka zo kase, oswa fenèt fib). Fenomèn sa a itilize pa OTDR pou detèmine pozisyon an ansanm yon longè diskontinuite nan longè fib la. Gwosè refleksyon an depann de platfòm sifas fwontyè a ak diferans nan endèks refractive. Refleksyon Fresnel la ka redwi lè l sèvi avèk endèks refèktif matche likid la.
OTDR prensipal endèks pèfòmans
Konprann pèfòmans paramèt OTDR yo kontribye nan mezi fibre aktyèl la nan OTDR la. Paramèt pèfòmans OTDR sitou gen ladan dinamik ranje, zòn avèg, rezolisyon, ak presizyon.
2.1 dinamik ranje
Dinamik ranje se youn nan endikatè yo pèfòmans prensipal nan OTDR la, ki detèmine maksimòm nan maksimòm longè fib la. Pi gwo a ranje dinamik, pi bon kalite a liy koub ak pi long distans la mezirab. Dinamik Range Gen kounye a pa gen okenn inifòm estanda kalkil metòd [1]. Definisyon yo itilize souvan dinamik ranje sitou gen ladan kat sa yo:
1 IEC definisyon (Bellcore): Youn nan definisyon yo itilize souvan dinamik. Diferans dB ant nivo backscatter a nan kòmansman an ak nivo bwi pik se pran. Kondisyon an mezi se lajè a batman kè maksimòm nan OTDR a ak tan an mezi nan 180 segonn.
2RMS Definisyon: Pi souvan itilize dinamik ranje definisyon an. Pran diferans lan nan dB ant nivo sipò kòmanse ak nivo bri RMS la. Si nivo bri a se Gaussian, valè defini RMS a se apeprè 1.56 dB pi wo pase valè IEC defini.
3N = 0.1dB Definisyon: Metòd definisyon ki pi pratik. Pran maksimòm admisib valè a ki ka mezire pèt evènman 0.1dB. N = 0,1dB defini valè a se apeprè 6.6dB pi piti pase RMS defini siyal-a-bri rapò SNR = 1, ki vle di ke si OTDR a gen yon seri 30dB RMS dinamik, N = 0.1dB a defini yon seri dinamik nan sèlman 23.4dB, ki vle di sèlman Pèt ak 0.1 dB pèt mezire sou yon seri 23.4dB atenuasyon.
Deteksyon fen: Diferans nan db ant refleksyon an Fresnel 4 nan kòmansman an nan fib la ak nivo a bri RMS, ki se sou 12 dB pi wo pase definisyon an IEC.
2.2 Deadzone
"Zòn avèg" yo rele tou "zòn ki mouri" ak refere a pati kote koub OTDR pa ka reflete eta a nan liy fib fibre nan yon seri distans sèten ki anba enfliyans refleksyon Fresnel. Fenomèn sa a sitou fèt paske siyal refleksyon Fresnel sou lyen fib fè photodetector an satire, ki mande pou yon tan rekiperasyon sèten. Zòn nan mouri ka rive nan devan nan panèl la OTDR, oswa nan lòt refleksyon Fresnel nan lyen an optik fib.
Bellcore defini de zòn ki mouri [2]: Atenuasyon avèg zòn (ADZ) ak Evènman avèg zòn (EDZ). Diminye zòn avèg refere a distans minimòm ant de refleksyon evènman lè pèt la rèspè yo ka mezire respektivman. Anjeneral, atansyon a se avèg zòn 5-6 fwa nan lajè a batman kè (endike pa distans); evènman avèg la vle di ke de refleksyon evènman yo toujou distenge. Nan distans minimòm lan, distans la nan chak evènman se mezirab, men pèt endividyèl la nan chak evènman se endezirab.
2.3 Rezolisyon
OTDR a gen kat endikatè rezolisyon prensipal: rezolisyon echantiyon, rezolisyon ekspozisyon (li rele tou rezolisyon), rezolisyon evènman, ak rezolisyon distans. Rezolisyon an pran echantiyon an se distans minimòm ant de pwen echantiyon yo, ki detèmine kapasite OTDR pou jwenn evènman yo. Rezolisyon an echantiyon ki gen rapò ak chwa nan lajè batman kè ak distans ranje gwosè. Rezolisyon ekspozisyon an se valè minimòm enstriman an ka montre. OTDR yo subdivides chak entèval echantiyon pa sistèm mikrosposisyon an pou ke kurseur la ka deplase nan entèval echantiyon an. Distans ki pi kout la se deplase kurseur la se rezolisyon an ekspozisyon orizontal ak montre minimòm atenuasyon vètikal rezolisyon an ekspozisyon.
Rezolisyon an nan evènman an refere a papòt la nan OTDR a yo idantifye pwen an evènman nan lyen ki anba tès, se sa ki, valè a nan jaden an evènman (papòt deteksyon). OTDR a trete evènman chanjman ki pi piti pase sa a papòt la kòm pwen nan chanjman inite pant nan koub la. Se rezolisyon an nan evènman an detèmine pa papòt la rezolisyon nan photodiode a, ki presize minimòm atenuasyon an ki ka mezire ki baze sou de nivo pouvwa fèmen. Rezolisyon Distans refere a distans ki pi kout ant de pwen evènman adjasan ki enstriman an kapab rezoud. Endèks sa a se menm jan ak plas nan avèg nan evènman an, ak ki gen rapò ak lajè batman kè ak paramèt endèks refractive.
Sèvi ak OTDR
OTDR ka fè mezi sa yo:
* Pou chak evènman: distans, pèt, refleksyon
* Pou chak segman fib: longè segman, pèt segman dB oswa db / Km, pèt retou segman (ORL)
* Pou sistèm nan tèminal tout antye: longè chèn, pèt chèn db, chenn ORL
Fib mezi ak OTDR ka divize an twa etap: anviwònman paramèt, done akizisyon, ak analiz koub.
3.1 Paramèt Anviwònman
Pifò OTDR fib tès yo otomatikman chwazi paramèt akizisyon pi bon yo lè yo transmèt pulsasyon tès yo. Itilizatè a sèlman bezwen chwazi longèdonn, akizisyon tan, ak paramèt fib nesesè yo (tankou endèks refractive, koyefisyan simaye, elatriye). Li pran yon sèten kantite tan a jwenn paramèt yo otomatikman, se konsa ke operatè a ka manyèlman chwazi paramèt yo mezi anba kondisyon li te ye mezi.
3.1.1 Seleksyon longè
Konpòtman sistèm optik la dirèkteman gen rapò ak longèdonn transmisyon an. Diferan longèdonn gen diferan karakteristik atenuasyon nan fib optik ak konpòtman diferan nan koneksyon fibre optik: Nan fib la menm optik, 1550 nm a pi sansib a koube pase 1310 nm optik fib, ak 1550 nm atenuasyon a pi piti pase longè inite a nan 1310 nm. Poud oswa konektè pèt yo pi wo nan 1310 nm pase nan 1550 nm. Pou rezon sa a, tès la fib optik yo ta dwe menm jan ak longèdonn yo transmèt pa sistèm lan, ki vle di ke 1550 sistèm lan optik nm bezwen chwazi longèdonn lan nan 1550 nm.
3.1.2 batman kè
Lajè batman kè a kontwole pouvwa a optik sou fòm piki nan OTDR la. Pi long la lajè batman kè a, pi gwo a ranje a mezi dinamik. Li ka itilize pou mezire yon fib distans pi long, men batman an tan ap tou jenere yon pi gwo zòn avèg nan ond koub OTDR a; kout batman piki nivo limyè Low, men ka diminye tach avèg. Pèdi peryòd tan an anjeneral eksprime nan ns, epi li ka eksprime tou nan inite longè (m) dapre fòmil (4). Pou egzanp, ka yon batman kè 100 ns dwe entèprete kòm yon batman kè "10 m".
3.1.3 Mezi Range
Ranje mezi OTDR la refere a distans maksimòm OTDR a genyen echantiyon done yo. Chwa a nan paramèt sa a detèmine gwosè a nan rezolisyon an echantiyon. Se ranje a mezi anjeneral mete nan yon distans de 1 a 2 fwa longè fib la yo dwe mezire.
3.1.4 Mwayèn tan
Depi siyal limyè ki sot pase a se trè fèb, estatistik mwayèn metòd la se jeneralman itilize amelyore rapò a siyal-a-bri. Pi long tan an mwayèn, pi wo a rapò a siyal-a-bri. Pou egzanp, akizisyon de 3 min yo pral 0.8 dB plis dinamik pase akizisyon de 1 min. Sepandan, tan an akizisyon nan plis pase 10 minit pa amelyore rapò a siyal-a-bri. Tan an mwayèn pa depase 3 minit.
3.1.5 Fibre paramèt
Anviwònman an nan paramèt yo fib gen ladan anviwònman an nan endèks la refraktif n ak koyefisyan nan backscatter η. Paramèt endèks refractive a ki gen rapò ak mezi distans la, ak koyefisyan nan backscatter afekte rezilta nan mezi refleksyon an ak retounen pèt. De paramèt sa yo anjeneral yo bay nan manifakti a nan fib optik la. Pou pifò kalite fib optik, endèks la nan refraksyon ak koyefisyan nan backscatter bay nan Table 2 ka jwenn distans pi egzak ak mezi pèt retounen.
Eksperyans ak ladrès
(1) Senp idantifikasyon nan bon jan kalite fib:
Nan sikonstans nòmal, OTDR tès koub prensipal kò a (yon sèl oswa plizyè fib optik kab) pant se fondamantalman menm, si yon seksyon sèten nan pant lan se pi gwo, li montre ke atenuasyon nan seksyon sa a se pi gwo; si kò a koub se iregilye fòm, pant lan fluktuan, Si bese oswa arced, li endike ke bon jan kalite a nan fib optik seryezman degrade epi yo pa satisfè kondisyon yo kominikasyon.
(2) Seleksyon longè ak sèl tès bidirectional:
Longèdonn 1550 la pi lwen lwen tès la. Nen nan 1550 se pi sansib nan koube pase 1310 nm la. Nm nan 1550 se pi piti pase 1310 nm inite a, ak 1310 nm a pi wo pase 1550 nm la oswa konektè a. Nan aktyèl travay optik kab antretyen, tou de longèdonn yo jeneralman teste ak konpare. Pou fenomèn benefis pozitif ak distans sou-ranje, yo dwe analize bi-direksyon analiz egzamen yo pou yo jwenn konklizyon tès bon.
(3) netwayaj jwenti:
Anvan konektè fib optik la ki konekte nan OTDR a, li dwe ak anpil atansyon netwaye, ki gen ladan konektè a pwodiksyon nan OTDR la ak konektè a viv anba tès la. Sinon, pèt la ensèsyon an twò gwo, mezi a se enfidèl, koub la se bwi oswa menm mezi a pa ka fèt, epi li ka tou domaj OTDR la. Evite ajan netwaye lòt pase alkòl oswa endèks refractive matche likid paske yo ka fonn lyan la nan Connector fibre optik la.
(4) Koreksyon nan endèks refractive ak koyefisyan simaye: Pou mezi longè fib fib optik la, yon devyasyon nan 0.01 soti nan endèks la refraktif ta lakòz erè nan otan ke 7m / km. Pou segman pi long limyè, yo ta dwe itilize endèks refèktif yo bay nan manifakti kab la. valè.
(5) Rekonesans ak tretman nan fantom:
Spike sou koub OTDR la pafwa akòz eko ki te koze pa refleksyon tou pre ak fò nan fen ensidan an. Sa a se Spike rele fantom. Rekonesans nan fantom: fantom yo sou koub yo pa te lakòz pèt enpòtan; distans ki genyen ant fantom la ak nan konmansman an nan koub la te yon miltip nan distans ki genyen ant evènman an refleksyon fò ak nan konmansman an, vin simetrik. Elimine ghosting: Chwazi yon lajè batman kè kout epi ajoute atenuasyon nan fen devan refleksyon fò (tankou pwodiksyon an OTDR). Si evènman an ki te lakòz fantom a se nan fen fib la, ka yon "ti Bend" dwe fè nan atenu limyè a reflete tounen nan kòmansman an.
(6) Pwomosyon fenomèn pozitif:
Benefis pozitif ka rive sou tras OTDR la. Benefis nan pozitif se akòz lefèt ke fib la apre pwen an konplèks pwodui plis astigmatism bak pase fib an anvan pwen an konple. An reyalite, fib la se splice-pèt nan pwen sa a. Li souvan rive nan pwosesis la soude nan fib ak diferan dyamèt jaden mòd oswa Koefisyan backsetter diferan. Se poutèt sa, li nesesè mezire nan toude direksyon ak mwayèn rezilta yo kòm pèt la Splice. Nan antretyen aktyèl kab optik, ≤0.08dB kapab itilize tou kòm yon senp prensip akseptasyon.
(7) Itilizasyon fib adisyonèl optik:
Fib anplis se yon moso fib ki itilize pou konekte OTDR avèk fib pou mezire ak gen yon longè 300-2000 m. Fonksyon prensipal li yo se: devan-fen avèg zòn pwosesis ak mezi konektè tèminal konektè.
An jeneral, zòn nan mouri ki te koze pa Connector ki genyen ant OTDR la ak fib anba tès la se pi gwo a. Nan mezi aktyèl la nan fib optik a, yon fib transmisyon optik te ajoute ant OTDR a ak fib optik la yo dwe teste pou ke devan-fen mouri zòn nan tonbe nan fib transmisyon optik la, ak nan konmansman an nan fib la optik yo dwe teste tonbe nan rejyon an lineyè ki estab nan koub la OTDR. Ka pèt la ensèsyon nan konektè a nan kòmansman an nan sistèm nan fib dwe mezire lè yo ajoute yon fib tranzisyon nan OTDR la. Si ou vle mezire pèt la ensèsyon nan konektè nan tou de bout, ou ka ajoute yon fib tranzisyon nan chak fen.
Faktè prensipal yo nan erè tès la
1) devyasyon antèn nan enstriman egzamen OTDR
Selon prensip egzamen OTDR la, li transmèt pulsasyon optik nan tès fib optik la dapre yon sèten peryòd, ak Lè sa a, echantiyon, quantizes, kòd, epi estoke siyal yo backscattered soti nan fib yo optik nan yon to sèten. Enstriman nan OTDR tèt li gen erè akòz entèval la echantiyon, ki se sitou reflete nan rezolisyon distans la. Rezolisyon distans OTDR la se pwopòsyonèl pou frekans echantiyon an.
2) Erè akòz move operasyon nan enstriman egzamen
Nan tès la kote fay kab, kòrèkteman nan itilize OTDR mèt la se dirèkteman gen rapò ak presizyon nan tès la obstak. Paramèt paramètr enstriman an ak presizyon, seleksyon move nan ranje mèt la, oswa anviwònman kurseur kòrèk ap mennen nan erè nan rezilta tès yo.
(1) Mete erè a ki te koze pa devyasyon nan endèks refractive nan mèt la
Endèks la refraktif nan diferan kalite ak manifaktirè nan fib optik se diferan. Lè w ap itilize OTDR pou teste longè fib yo, paramètr enstriman yo dwe mete premye, epi anviwònman refèktif la se youn nan yo. Lè endèks la refraktif nan segman plizyè nan kab diferan, yo ka itilize yon metòd nan segmentation pou redwi erè tès la ki te koze pa erè refractive anviwònman.
(2) Seleksyon seleksyon mezi ranje
Lè rezolisyon distans distans OTDR a se 1 mèt, li vle di ke figi a kapab sèlman elaji lè echèl orizontal la se 25 mèt pou chak gri. Konsepsyon an mèt se youn selil plen ak 25 etap pou chak kurseur. Nan ka sa a, chak deplase nan kurseur la vle di yon distans de 1 mèt, se konsa rezolisyon an lekti se 1 mèt. Si ou chwazi 2 km / div pou echèl la orizontal, kurseur la ap chanje pa 80 mèt pou chak deplase nan kurseur la. Li ka wè ke pi gwo a ranje a nan mezi chwazi pandan tès la, pi gwo a devyasyon nan rezilta tès yo.
(3) Seleksyon anpeche kantite batman kè
Anba kondisyon anplitid menm batman kè a, pi gwo lajè batman kè a se, pi gwo enèji a batman kè se. Nan tan sa a, ranje a dinamik nan OTDR a se tou pi gran, ak zòn nan avèg ki koresponn tou se gwo.
(4) Seleksyon mouvman nan moyen tan
OTV koub echantiyon an echantiyon siyal la reflete apre chak batman pwodiksyon ak mwayèn echantiyon miltip elimine kèk evènman o aza. Pi long tan an moyenne, pi pre nivo a bri se valè a minimòm ak pi gwo a seri a dinamik. Pi long tan an mwayèn, pi wo a presizyon egzamen an, men presizyon an pa pral ogmante lè li rive nan yon sèten nivo. Pou amelyore vitès egzamen an ak diminye tan egzamen jeneral la, yo ka chwazi tan egzamen jeneral la nan lespas 0.5 a 3 minit.
(5) Posib plasman kurseur
Breaks nan konektè fib optik, konpoze mekanik, ak fib ka lakòz pèt ak refleksyon, ak fen nan fen kase nan fen fib an ka pwodwi divès kalite refleksyon tèt Fresnel oswa pa gen okenn Refleksyon Fresnel akòz iregilarite a nan fen figi an. Si anviwònman yo kurseur yo pa egzak ase, pral gen kèk erè.
