Потери в оптоволокне при длине волны 1550 нм выше, чем при 1310 нм: почему?

Если вы обнаружите, что Потери в оптоволокне выше по адресу 1550 нм чем 1310 нм, одним из первых факторов, которые следует изучить, является изгиб или нагрузка на кабель. Более длинные волны, как правило, более чувствительны к MacrobendПоэтому тугая петля, сдавленный кабель, острый угол или неправильно проложенный кабельный лоток могут привести к значительно большему уровню избыточных потерь на длине волны 1550 нм.

Это не означает, что Одномодовое волокно естественно, имеет более высокое затухание при длине волны 1550 нм. На неповрежденном участке волокна G.652D обычно наблюдается обратное явление: затухание волокна на километр при длине волны 1550 нм, как правило, ниже, чем при 1310 нм. Неожиданный результат возникает, когда локализованные потери, зависящие от длины волны, перевешивают эту обычную разницу.

Используйте оба РЕФЛЕКТОМЕТР следы как доказательство, а не как окончательный вывод. Расставьте события по расстоянию, изучите форму следа, проверьте фактический маршрут и подтвердите исправление с помощью метода испытаний, предусмотренного проектом.

Потери в волокне при 1550 нм выше, чем при 1310 нм: краткий ответ

Наблюдение	Более вероятное объяснение	Первая полезная проверка
На длине волны 1550 нм на том же расстоянии наблюдается более значительное падение интенсивности из-за отражения	Макроизгиб или локальное напряжение в кабеле	Осмотрите лоток, петлю, стяжку, угол или ограждение на этом расстоянии
Весь участок кривой с длиной волны 1550 нм имеет более крутой наклон	Распределенное напряжение, неправильная настройка испытательной установки, необычные свойства волокна или неисправность прибора	Проверьте длину волны, настройки, тип волокна и исправный эталон
Один сращиваемый участок значительно меняется в зависимости от направления испытания	На результаты измерений с помощью OTDR может повлиять обратное рассеяние или несоответствие модального поля	Проведите измерения с обоих концов и вычислите среднее значение показаний соединительных точек с учетом знака
На обеих длинах волн наблюдается резкий пик отражения	Разъем, механический интерфейс: вероятность повреждения открытого конца или попадания посторонних частиц выше	Осмотрите и очистите соответствующий интерфейс, соблюдая меры безопасности
Проверка потерь «от конца до конца» даёт сбой на длине волны 1550 нм, но явных событий на графике ОТДР не наблюдается	Несколько небольших изгибов, короткие участки, зоны отсутствия сигнала или различия в показаниях	Сравнить наложенные друг на друга сигналы и провести утвержденные испытания на вносимые потери
Значения 1310 нм и 1550 нм одновременно достигают высоких значений при одном и том же событии	Фактительные потери в месте сращивания, сильный изгиб или повреждение соединительного разъема	Проверьте оба направления: коэффициент отражения и физическое расположение

Не существует универсального значения дифференциальных потерь, которое однозначно указывало бы на наличие изгиба. Здесь важны такие факторы, как погрешность OTDR, ширина импульса, расположение маркеров, тип волокна и проектные ограничения.

Сравниваются два вида убытков

Выражение “потеря волокон” может означать две разные вещи.

Внутреннее затухание пролета

Это постепенное затухание по длине волокна, которое обычно выражается в дБ/км. Для типичного волокна G.652D с низким пиком пропускания в диапазоне длин волн затухание в области 1550 нм, как правило, ниже, чем в области 1310 нм.

Например, аккаунт LuLeey с подтверждённым статусом Страница, посвящённая голому волокну стандарта G.652D и тестовому волокну для OTDR списки:

• Ослабление на длине волны 1310 нм: не более 0,36 дБ/км
• Ослабление на длине волны 1550 нм: не более 0,22 дБ/км

Это максимальные значения, указанные на странице продукта для данного типа оптоволокна, а не универсальные значения, применимые ко всем проложенным кабелям. Они показывают, почему на чистом участке кабеля на длине волны 1550 нм может наблюдаться более пологий наклон кривой OTDR.

Локальный избыточный ущерб

Крутой изгиб влияет на степень удержания направленного оптического поля в сердцевине. Часть света выходит за пределы направленного режима. Эти дополнительные потери, связанные с макроизгибом, увеличиваются с ростом длины волны и могут сосредоточиваться на участке протяженностью всего в несколько сантиметров.

Таким образом, один-единственный локальный изгиб может привести к большим потерям на длине волне 1550 нм, чем те, которые компенсируются более низким коэффициентом затухания волокна на километр. В результате общие потери на всем протяжении волокна на длине волне 1550 нм могут оказаться выше, хотя само волокно без изгибов обычно демонстрирует лучшие характеристики именно на этой длине волны.

Не сравнивайте только общие показатели убытков. Разделите постепенный тренд на отдельные события и проанализируйте, где кривые начинают расходиться.

Почему длина волны 1550 нм более чувствительна к изгибу

При более длинной длине волны направленное оптическое поле распространяется дальше от сердцевины и, как правило, менее плотно ограничено. Если волокно изгибается слишком резко, большая часть этого поля может ускользнуть.

Точная сумма убытка зависит от следующих факторов:

• Конструкция волокна и диаметр поля моды
• Радиус изгиба
• Количество оборотов
• Длина волокна под нагрузкой
• Конструкция кабеля
• Длина волны
• Температурные и механические условия

МСЭ-Т G.657 указывается, что потери на макроискривление зависят от длины волны, радиуса и количества витков, а потери на оптическое искривление увеличиваются с ростом длины волны. Кроме того, в документе отмечается, что на эксплуатационные характеристики в реальных условиях влияют конструкция готового кабеля и метод его прокладки.

Именно поэтому длина волны 1550 нм полезна для выявления нагрузок, связанных с монтажом, которые при длине волны 1310 нм могут быть слабо выраженными или незаметными. Длина волны 1625 нм для диагностики может быть ещё более чувствительной, но она должна поддерживаться прибором и быть одобрена для конкретной сети.

Более высокая чувствительность не означает, что каждое событие на длине волны 1550 нм является изгибом. Это означает, что разница в длинах волн является диагностическим признаком, который должен согласовываться с формой события и трассой.

Как выглядит изгиб на кривых ОТДР при длинах волн 1310 нм и 1550 нм

Простой макроизгиб часто выглядит как неотражающий скачок, расположенный на одинаковом расстоянии на обеих трассах:

• Шаг 1310 нм небольшой или его трудно разглядеть.
• Шаг в 1550 нм больше.
• Возможно, отсвет не наблюдается.
• Уровень обратного рассеяния после события остается более низким, поскольку на повороте произошла потеря мощности.

Сайт Часто задаваемые вопросы об OTDR от Ассоциации волоконной оптики Это наглядно иллюстрирует классическое сравнение: одномодовый кабель, подвергнутый целенаправленному нагрузочному воздействию, демонстрировал явные потери, не связанные с отражением, при длине волны 1550 нм и гораздо менее выраженные признаки таких потерь при 1310 нм. Данный пример носит иллюстративный характер и не является универсальным порогом потерь.

Предположим, что событие, расположенное на том же отображённом расстоянии, сообщает:

• Потери в канале 1310 нм: 0,08 дБ
• Потери в канале 1550 нм: 0,72 дБ

Разница в длинах волн составляет:

Дифференциальная потеря сигнала = 0,72 дБ − 0,08 дБ = 0,64 дБ

Такая картина характерна для изгиба. Указанные цифры приведены исключительно в качестве примера. Прежде чем утвердить диагноз, убедитесь, что для трасс использовались сопоставимые настройки, что место события не находится в мертвой зоне и что физический маршрут содержит вероятную точку напряжения.

МСЭ-Т G.650.3, поправка 1 описывает индикатор макроизгиба с двумя длинами волн для установленных одномодовых линий связи. В нем объясняется, что при использовании 1310 нм в качестве более короткой длины волны чувствительность обнаружения макроизгиба повышается по мере увеличения второй длины волны.

Изгиб, сращивание или соединители?

Изгиб, как правило, не является отражающим и зависит от длины волны

Плотно затянутая петля или зажим обычно приводят к появлению ступенчатого перехода без пика отражения, при этом потери усиливаются на длине волны 1550 нм. Возможные места возникновения:

• Соединительный лоток с волокнами, проложенными снаружи фиксаторов
• Крышка, прижимающаяся к буферной трубке
• Слишком туго затянутая кабельная стяжка
• Отводной кабель, сложенный за розеткой
• Соединительный кабель, застрявший под оборудованием
• Острый угол стены, шкафа или дверной коробки
• Катушка или петля для хранения, расположенная ниже допустимого радиуса изгиба кабеля

ОТДР указывает, где следует провести проверку, однако точность измерения расстояния зависит от настроенного группового индекса и разницы между длиной оптического маршрута и расстоянием на карте.

Сплавной стык можно спутать с изгибом

Сплайс, выполненный методом термической сварки, также, как правило, не отражает сигнал. Если на том же расстоянии имеется сплайс, причиной события может быть некачественный сплайс, изгиб рядом с защитной втулкой или и то, и другое.

В местах сращивания волокон с разными коэффициентами обратного рассеяния в одном направлении может наблюдаться усиление, а в другом — увеличение потерь. Этот направленный эффект отличается от изгиба, чувствительного к длине волны.

Если приемка сращивания имеет важное значение, проводите испытания с обоих концов. Следите за знаками и произведите расчеты:

Потери при двунаправленном соединении = (знаковые потери A→B + знаковые потери B→A) ÷ 2

Руководство LuLeey по Усиление сигнала на ОТДР и отрицательные потери в сращивании объясняет, как сопоставить одно и то же физическое явление и правильно вычислить его среднее значение.

Соединитель, как правило, вносит дополнительные признаки отражения

Открытый разъем, воздушный зазор, механический разъем или сильно загрязнённая торцевая поверхность часто приводят к появлению пика отражения. Проведите осмотр и очистку доступных разъёмов в соответствии с процедурой, утверждённой владельцем сети, а затем повторите тестирование.

Не следует считать, что каждое отражающее событие является загрязнением, а каждое неотражающее — изгибом. Интерфейсы APC, разъёмы с низким коэффициентом отражения, алгоритмы автоматической обработки событий и близлежащие мёртвые зоны могут влиять на вид трассировки.

Сделаем сравнение 1310 нм и 1550 нм объективным

Сравнение имеет смысл только в том случае, если оба измерения описывают один и тот же физический канал в контролируемых условиях.

Используйте то же самое:

• Направление тестирования
• Запуск и прием волокон
• Интерфейсы разъемов и условия очистки
• Диапазон дальности
• Настройка группового индекса с учетом длины волны и типа волокна
• Метод анализа событий
• Состояние маршрута и условия окружающей среды

По возможности используйте одинаковую ширину импульса и качество усреднения. Эти параметры не всегда должны быть числово идентичными, если прибор применяет оптимизацию с учетом длины волны, но они должны обеспечивать сопоставимое пространственное разрешение и уровень шума в окрестностях события.

Более длинный импульс может охватить большую площадь, но при этом увеличивает размер «мертвых зон» и может привести к слиянию близкорасположенных событий. Начните с самого короткого импульса, который охватывает интересующую область, а затем увеличьте степень усреднения, прежде чем значительно изменять ширину импульса.

Используйте кабель для передачи сигнала, чтобы создать участок со стабильным обратным рассеянием перед первым соединением, а кабель для приема — в тех случаях, когда необходимо проверить разъем на противоположном конце. LuLeey’s Корпус для запуска кабеля одномодового OTDR На этой странице представлены одномодовые кабели размером 9/125 мкм, длиной от 150 м до 2 км, с разъемами SC, FC, LC или ST и вариантами оптики UPC или APC.

Согласуйте входной и приемный волокна, серию разъемов и степень полировки с тестовым кабелем. Входной кабель, имеющий собственный изгиб, может вызвать ложное событие до тестируемого кабеля.

Восьмиэтапный алгоритм устранения неисправностей

Шаг 1: Убедитесь, что оптоволокно находится под напряжением

Обратитесь к владельцу сети и ознакомьтесь с планом распределения длин волн. Не следует делать выводы о наличии «темного волокна» только по тому, что разъем выглядит отсоединенным, или по индикатору ONU.

Шаг 2: Зафиксируйте рабочий контекст

Сохраните маршрут, тип оптоволокна, конструкцию кабеля, ожидаемые события, состояние полировки разъемов, текущее состояние обслуживания и предыдущие эталонные кривые. Отметьте, возникла ли проблема после монтажа, работ с корпусом, изменения температуры или перемещения кабеля.

Шаг 3: Проверьте и очистите доступные разъёмы

Используйте утвержденные инструменты для проверки и очистки. Ни в коем случае не смотрите внутрь оптоволокна. Рассматривайте каждый неизвестный разъем как активный, пока надлежащая процедура не докажет обратное.

Шаг 4: Настройка волокон для запуска и приёма

Выберите длину, соответствующую длине импульса OTDR, мертвым зонам и длине линии. Убедитесь, что сами испытательные кабели чистые, правильно отполированы и не скручены в тугой моток.

Шаг 5: Запись сигнала с длиной волны 1310 нм

Установите правильный диапазон и индекс группы. Начните с короткого практического импульса, включите усреднение и сохраните полную кривую вместе с таблицей событий.

Шаг 6: Запись сигнала с длиной волны 1550 нм

Не изменяйте направление и маршрут тестирования. Используйте сопоставимое разрешение и уровень шума. Сохраняйте настройки, а не записывайте только значения автоматических потерь.

Шаг 7: Наложение и отображение событий на карте

Выровняйте трассы по расстоянию. Найдите первую точку, в которой уровень сигнала на длине волны 1550 нм падает сильнее, чем на длине волны 1310 нм. Соотнесите это расстояние с разъемами для сращивания, замыкателями, запасными петлями, углами, кабельными стяжками, патч-панелями и абонентскими розетками.

Если в линии имеется сращивание, проведите измерение с другого конца и вычислите среднее значение показаний со знаком. Если сигнал имеет отраженный характер, проверьте соответствующий разъем или механический соединитель.

Шаг 8: Корректировка и проверка

Снимите натяжение с кабеля или измените трассу прокладки оптоволокна в соответствии с инструкциями по монтажу готового кабеля. Повторите оба теста на длину волны, используя тот же метод.

Если проект требует сквозной сертификации, следует также использовать утвержденный источник света и измеритель мощности или метод OLTS. ОТДР определяет местоположение и характеризует явления по отраженному свету; он не является прямой заменой всех методов приемки по вносимым потерям.

Можно ли провести этот тест на действующей сети PON?

Только с использованием оборудования и процедур, утвержденных именно для данной действующей системы.

Обычный OTDR с длиной волны 1310 нм или 1550 нм может пересекаться с рабочими или накладными длинами волн, создавать помехи трафику или улавливать входящий свет от активного оборудования. Например, длина волны 1550 нм может использоваться для наложения радиочастотного видеосигнала или другой оптической услуги. Системы XG-PON, XGS-PON и системы совместного функционирования вводят дополнительные длины волн, которые также необходимо учитывать.

При проведении испытаний в эксплуатационных условиях необходимо проверить:

• Полный план эксплуатационных длин волн
• Длина волны и выходная мощность при тестировании с помощью OTDR
• Полоса пропускания и коэффициент изоляции встроенного фильтра
• Максимальное отклонение входящей мощности
• Утверждённая точка подключения
• OLT, ONU, элемент совместного функционирования и требования к наложению
• Процедура авторизации и технического обслуживания владельцев сетей

Тот факт, что волна длиной 1625 нм более чувствительна к изгибам, не означает, что использование ОТДР с длиной волны 1625 нм без фильтра безопасно в любой действующей сети PON. Сначала необходимо уточнить конкретную модификацию прибора и архитектуру сети.

А G.657A2 Может ли клетчатка предотвратить эту проблему?

Оптическое волокно G.657A2 демонстрирует лучшие характеристики при макроизгибе, чем традиционное волокно G.652D, однако оно не исключает потерь при изгибе или механических повреждений.

Стандарт МСЭ-Т G.657 определяет волокна категории A как соответствующие стандарту G.652.D и указывает, что G.657.A2 подходит для меньшего радиуса изгиба, чем A1. В стандарте также четко указано, что эксплуатационные характеристики зависят от конструкции кабеля и методов прокладки.

Это различие имеет значение. Наличие категории «голые волокна» не дает права сгибать, сдавливать, скреплять скрепками или туго завязывать готовый кабель. На качество монтажа влияют оболочка кабеля, арматурные элементы, колпачок разъема, метод склеивания и долгосрочная деформация.

LuLeey’s Прозрачный оптоволоконный кабель G.657A2 FTTR На странице представлена прозрачная конструкция для внутренней прокладки толщиной 0,9 мм с разъемами SC/APC, SC/UPC, FC/APC, LC/UPC и вариантами без наконечника. На странице указано, что кабель устойчив к изгибам и предназначен для прокладки в помещениях по схемам FTTR/FTTH, однако полные требования к радиусу изгиба при монтаже не приводятся. Необходимо уточнить инструкции по прокладке и креплению заказанного кабеля с учётом конкретных условий объекта.

Выбор конфигурации для тестирования LuLeey

LuLeey’s Мини-ОТДР LL-OTDR-1000 На этой странице перечислены несколько доступных длин волн лазерных трубок для OTDR, в том числе 1310 нм и 1550 нм, а также ширина импульсов от 10 нс до 6 мкс. Однако текущая формулировка вариантов не позволяет однозначно определить, какие именно длины волн сочетаются в каждом заказанном варианте оборудования.

Прежде чем выбрать OTDR для диагностики изгибов с использованием двух длин волн, предоставьте компании LuLeey следующую информацию:

• Точный тип волокна и кабеля
• Длина цепочки и ожидаемое расстояние между событиями
• Требуется поддержка длин волн 1310 нм и 1550 нм в рамках одного и того же плана тестирования
• Условия тестирования в режиме реального времени или в режиме «dark test»
• Генерация PON и план полных длин волн (если применимо)
• Требуемая фильтрация и допустимые отклонения входной мощности
• Серия разъемов и полировка APC/UPC
• Запуск и прием отрезков оптоволокна
• Требуемое разрешение событий, динамический диапазон и формат отчета
• Метод приемки проекта и ограничения

Обратитесь к LuLeey, чтобы уточнить точную модификацию заказанного OTDR, комбинацию длин волн, вариант разъема и совместимость с действующей сетью. Наличие той или иной длины волны в каком-либо разделе технических характеристик продукта не означает, что она входит в каждый вариант заказа.

Окончательный ответ

Потери в волокне на длине волны 1550 нм могут быть выше, чем на длине волны 1310 нм, если локальный изгиб или монтажное напряжение приводят к появлению потерь, зависящих от длины волны. Это не противоречит тому факту, что коэффициент затухания в неповрежденном одномодовом волокне на длине волны 1550 нм обычно ниже.

Действуйте в следующем порядке:

1. Убедитесь, что оптоволокно находится под напряжением, и определите схему распределения длин волн.
2. Проверьте и очистите испытательные разъёмы.
3. Используйте подходящие волокна для передачи и приёма сигнала.
4. Получите сопоставимые сигналы на длинах волн 1310 нм и 1550 нм, записанные в одном и том же направлении.
5. Наложите трассограммы друг на друга и определите местоположение первого события, зависящего от длины волны.
6. Разграничьте признак неотражающего изгиба от отражения в соединителе и ошибки в направленном сращивании.
7. Осмотрите физический маршрут на указанном расстоянии.
8. Снимите напряжение, повторите измерения по обоим трактам и проведите все необходимые испытания на вносимые потери.

При обсуждении результатов с LuLeey предоставьте оба файла трассировки, настройки, карту соединений, тип кабеля, информацию о полировке разъемов и состояние сети в режиме реального времени. Эти сведения позволяют порекомендовать подходящую длину волны и конфигурацию эталонного волокна, не прибегая к приблизительным оценкам на основе одного показателя полных потерь.