РЕФЛЕКТОМЕТР Gainer: Почему в месте сращивания наблюдаются отрицательные потери?

An Усилитель для OTDR — это событие, которое, по-видимому, приводит к увеличению оптической мощности на графике ОТДР. В таблице событий может указываться отрицательное значение потерь, например -0,20 дБ, хотя пассивный разъём не способен усиливать свет.

Обычно это происходит из-за того, что два соединенных волокна отражают в рефлектометр OTDR разное количество обратного рассеяния Рэлея. Прибор интерпретирует изменение уровня отраженного обратного рассеяния как часть потерь, связанных с этим событием.

Проведите измерение одного и того же сращивания с обоих концов и вычислите среднее значение двух показаний со знаком. Сращивание, характеризующееся усилением в одном направлении, обычно становится участком с более высокими потерями — “проигрышным” — в противоположном направлении. Среднее значение по обоим направлениям компенсирует большую часть несоответствия обратного рассеяния и обеспечивает гораздо более точную оценку потерь в сращивании.

Не следует автоматически пропускать место сращивания только потому, что в одном направлении наблюдается усиление, и не следует автоматически переделывать сращивание только потому, что в другом направлении наблюдаются большие потери.

Усилитель OTDR: быстрая интерпретация результатов

Направление A→B	Направление B→A	Вероятная интерпретация	Следующий шаг
Отрицательный убыток	Более высокий положительный убыток	Типичная пара «выигравший/проигравший», обусловленная разницей в обратном рассеянии	Усреднить результаты со знаками
Низкие положительные потери	Аналогичные незначительные положительные потери	Волокна демонстрируют схожее обратное рассеяние; результат остается неизменным	Сравнить с ограничением проекта
Высокий положительный убыток	Высокий положительный убыток	Более вероятны реальные потери на сращивании, изгиб или некачественный анализ событий	Осмотрите трассу и место сращивания
Отрицательный результат или нестабильные результаты в обоих тестах	Отсутствует последовательная пара событий	Неправильное сопряжение устройств, «мёртвая зона», помехи или проблема с настройкой	Установите правильные настройки и повторите тест
Светоотражающий козырек в обоих направлениях	Возможно, задействован разъем или механический интерфейс	Не просто устройство для сварки оптоволоконных соединений	Оценить ситуацию на месте

Отрицательное значение одностороннего показателя не является доказательством качественного соединения. Оба направления и полная трассировка должны соответствовать физической трассе.

Почему пассивный разъем может создавать впечатление, будто он имеет усиление

OTDR не устанавливает измеритель мощности после каждого сращивания. Он генерирует импульс и измеряет небольшое количество света, возвращающегося в результате обратного рассеяния Рэлея и отражений.

Уровень обратного рассеяния зависит от свойств волокна. Два одномодовых волокна могут относиться к одной и той же общей категории применения, но при этом иметь следующие различия:

• Диаметры полей моды
• Коэффициенты обратного рассеяния
• Характеристики затухания
• Профили показателя преломления
• Конструкции или допуски в производстве

Когда импульс OTDR переходит из волокна с более низким уровнем обратного рассеяния в волокно с более высоким уровнем обратного рассеяния, из участка после сращивания возвращается больше света. Кривая сигнала резко поднимается вверх. Если это изменение превышает реальные потери на сращивании, в таблице событий фиксируются отрицательные потери: это так называемый «усиливающий участок» на OTDR.

Когда канал проверяется с противоположного конца, импульс проходит по тем же волокнам в обратном порядке. Уровень обратного рассеяния постепенно снижается, в результате чего OTDR показывает большие потери, чем на самом деле имеет сварной шов.

Сайт Руководство Ассоциации волоконной оптики по OTDR описывает эту погрешность определения направления и рекомендует проводить испытания в обоих направлениях и усреднять результаты испытаний.

Какое отношение к этому имеет диаметр поля режима

Диаметр модового поля (MFD) характеризует эффективную ширину оптического поля, распространяющегося в одномодовом волокне. Это не просто физический диаметр сердцевины.

Различия в конструкции волокон и MFD могут влиять на уровень обратного рассеяния, регистрируемого рефлектометром OTDR. Поэтому в месте сращивания волокон с разными свойствами могут наблюдаться разные значения потерь на событии при измерении в противоположных направлениях.

Стандарт МСЭ-Т G.650.1 предусматривает использование метода измерения разности обратного рассеяния в обоих направлениях, при котором изменения в области сращивания измеряются в обоих направлениях и соотносятся с диаметром модового поля. Это подтверждает основной вывод: обратное рассеяние в месте сращивания является направленным, как и измерение с помощью OTDR, даже если пассивное сращивание не обеспечивает реального усиления.

Увеличение коэффициента усиления может возникать при сращивании волокон разных конструкций, из разных производственных партий или от разных производителей. Одним из возможных вариантов является сращивание стандартных и устойчивых к изгибу одномодовых волокон, однако одних только маркировок недостаточно для прогнозирования результата. Не следует исходить из того, что все сращивания типов G.652 и G.657 будут вести себя одинаково; необходимо проверять точные технические характеристики волокон.

В случае многомодовых волокон размер сердцевины и условия ввода излучения вносят дополнительную неопределённость. Не следует намеренно смешивать волокна 50/125 мкм и 62,5/125 мкм только потому, что разъём подходит.

Как рассчитать потери в двунаправленном соединении

Укажите значения точно так, как они отображаются в поле «Потери» прибора OTDR.

Предположим, что в результате этого же сращивания получается:

• Результат A→B: -0,20 дБ
• Результат B→A: +0,34 дБ

Вычислить:

Потери в двунаправленном соединении = (-0,20 дБ + 0,34 дБ) ÷ 2

Потери в двунаправленном соединении = 0,07 дБ

Исправленный результат составляет примерно 0,07 дБ, а не -0,20 дБ а не 0,34 дБ.

Это примерные значения, а не универсальный порог, определяющий соответствие или несоответствие требованиям. Сравните усреднённый результат с техническими требованиями проекта, типом волокна, методом сращивания и погрешностью измерения.

А что, если среднее значение по-прежнему будет отрицательным?

Слегка отрицательное среднее значение может быть вызвано шумом, расположением маркеров, автоматическим анализом событий, короткими базовыми линиями или погрешностью измерений. Не следует без объяснений изменять его значение на ноль.

Рецензия:

• Было ли одно и то же физическое событие сопоставлено
• Использовались ли в обоих тестах одинаковые настройки
• Существует ли стабильное обратное рассеяние с обеих сторон явления
• Повлияло ли на расчет отражение от близкого объекта или «мёртвая зона»
• Были ли правильно подключены кабели для передачи и приема сигнала

Перед принятием решения о приемке необходимо провести повторное тестирование.

Как выполнить действительную Двунаправленный OTDR Тест

Шаг 1: Зафиксируйте физическое соединение

Зафиксируйте маршрут, общую длину, схему сращивания, расположение соединителей и предполагаемые типы волокон.

Стык, расположенный на расстоянии 4 км от конца A, должен находиться примерно на расстоянии, равном общей длине линии за вычетом 4 км, если измерять от конца B.

Шаг 2: Используйте подходящие кабели для передачи и приёма сигнала

На активном конце OTDR используйте кабель для излучения, а на дальнем конце — кабель для приема. При изменении направления теста прежний конец приема становится стороной излучения.

Кабели должны соответствовать требуемым интерфейсам волокон и разъемов и иметь длину, достаточную для выбранного импульса и дальности. Руководство LuLeey по Мёртвые зоны OTDR и пусковые кабели объясняет, как контрольные волокна позволяют определить первое и последнее соединение.

Шаг 3: Обеспечить сопоставимость условий тестирования

Используйте то же самое:

• Длина волны
• Ширина импульса
• Диапазон
• Время усреднения или качество съемки
• Настройка группового индекса
• Метод анализа событий

Изменение ширины импульса или длины волны при смене направления вводит ещё одну переменную.

Шаг 4: Проверка со стороны конца A

Сохраните трассировку и таблицу событий. Запишите расстояние до события, знаковую потерю, коэффициент отражения (если применимо), длину волны и настройки испытания.

Не ориентируйтесь только на таблицу автоматических событий. Убедитесь, что в трассе имеются стабильные участки обратного рассеяния по обе стороны от места сращивания.

Шаг 5: Проверка со стороны B

Переместите OTDR на другой конец линии или воспользуйтесь утвержденной схемой дистанционного тестирования. Повторите испытание в аналогичных условиях.

Шаг 6: Сопоставьте одинаковые физические события

Номера событий могут измениться. “Событие 6” из варианта A может не остаться “Событием 6” в варианте B.

Для подтверждения совпадения используйте расстояние от каждой конечной точки, общую длину линии, схему сращивания и известные события, произошедшие поблизости.

Шаг 7: Вычислить среднее значение показаний со знаком

Для каждого парного неотражающего соединения:

Средняя потери = (знаковые потери A→B + знаковые потери B→A) ÷ 2

При вычислении сохраняйте отрицательные знаки.

Шаг 8: Сравнение с критериями приемки

Следует руководствоваться указанным в проекте предельным значением и методом испытаний. Если среднее значение в обоих направлениях превышает предельное значение, необходимо проверить место сращивания, изгиб, совместимость волокон и настройку измерительной установки.

Когда следует заново соединить усилитель OTDR?

Не следует проводить повторное сращивание только потому, что показатель отрицателен в одном направлении или высок в другом.

Проводить повторное сращивание или проводить исследование в следующих случаях:

• Среднее значение двунаправленного сигнала превышает проектное ограничение.
• В обоих направлениях наблюдается чрезмерный положительный убыток.
• На графике виден изгиб, отражение или нестандартная форма события.
• Показания изменяются после перемещения кабеля или воздействия внешних факторов.
• В записи о сращивании указаны поврежденные или несовместимые волокна.
• Потери на вставку по всей длине линии выходят за пределы бюджета канала.
• Данные устройства Splicer указывают на загрязнение, некачественное расщепление или проблемы с выравниванием.

Многократное повторное сращивание участка с несовпадением обратного рассеяния может привести к получению практически одинаковых показаний в одном направлении. Характеристики волокна не изменились, поэтому картина «усиления/ослабления» может сохраняться даже после качественного сращивания.

Распространенные ошибки при настройке коэффициента усиления в OTDR

Рассмотрение отрицательной потери как фактического усиления

Пассивный сварной стык не увеличивает оптическую мощность. Скачок вверх обусловлен эффектом обратного рассеяния, регистрируемым прибором OTDR.

Удаление знака «минус» перед вычислением среднего значения

Если -0,20 дБ заменяется на +0,20 дБ, коррекция направленного обратного рассеяния перестает работать.

Подсчёт среднего количества мероприятий вместо количества реальных мероприятий

В таблицах событий с обратным направлением может использоваться иной порядок. Группируйте по физическому расположению, а не только по номеру строки.

Использование различных длин волн или ширины импульсов

Различные настройки влияют на разрешение, уровень шума и количество пропущенных событий. Следует обеспечить сопоставимость результатов сбора данных.

Игнорирование наклона кривой

Участок с заметно отличающимся наклоном или уровнем обратного рассеяния является признаком того, что соединенные волокна различаются. Автоматический анализ может скрыть этот контекст.

Использование потерь, измеренных с помощью однонаправленного OTDR, в качестве общих потерь в линии связи

Для измерения прямых сквозных потерь на входе следует использовать откалиброванный источник света и измеритель мощности или OLTS. Анализ событий с помощью OTDR и измерение потерь на входе позволяют ответить на разные вопросы.

Усилитель OTDR против действительно некачественного сращивания

Проверить	Типичная пара «победитель/проигравший»	Скорее всего, это действительно сращивание с большими потерями
Чтение A→B	Отрицательный или необычно низкий	Положительный и высокий
Сравнение значений B→A	Положительный и необычайно высокий	Положительный и высокий
Двунаправленное среднее	Намного меньше, чем максимальное значение в одном направлении	Остаётся выше предела
Обвести контур события	Изменения уровня обратного рассеяния между участками волокна	В обоих направлениях по-прежнему наблюдается явный убыток
Влияние респлайсинга	Различия в направлениях могут сохраниться	Ситуация может улучшиться
Потери на всем протяжении линии связи	Возможно, это всё-таки в норме	Возможно, это чрезмерно

Данная таблица представляет собой диагностическое руководство и не заменяет техническое задание на испытания проекта.

Выбор подходящей конфигурации для тестирования LuLeey

Если первый или последний сплайс скрыт, перед интерпретацией сигнала «гейнер» необходимо устранить проблему, связанную с эталонным кабелем и мёртвой зоной.

LuLeey’s Корпус для запуска кабеля одномодового OTDR Предлагается широкий выбор разъемов и длин. Перед оформлением заказа уточните тип порта OTDR, сетевой разъем, степень полировки, тип волокна, длину волны и необходимое расстояние.

Пользователи, которые впервые знакомятся с этим методом измерения, могут сначала ознакомиться с Что такое TDR и OTDR? чтобы узнать об основном различии между тестированием медных линий в временной области и тестированием с использованием оптического обратного рассеяния.

Окончательный ответ

Усилитель OTDR, как правило, представляет собой кажущееся Потери при отрицательном сращивании вызванное различиями в уровне обратного рассеяния в волокнах по обе стороны от события. Это не является настоящим оптическим усилением.

Правильный ответ:

1. Проверьте соединение с обоих концов при сопоставимых настройках.
2. Сопоставьте одинаковые физические соединения на обоих трассах.
3. Сохраните знаки «плюс» и «минус».
4. Вычислите среднее арифметическое двух значений, выраженных со знаком, для событий и потерь.
5. Сравните результат двунаправленного анализа с установленным в проекте пределом.
6. Используйте испытания на вносимые потери, когда необходимо подтвердить общие потери в линии связи.

Проводите повторный анализ только в том случае, если исправленный результат или другие данные указывают на наличие реальной проблемы. Одного лишь одностороннего увеличения или уменьшения по себе недостаточно.