Новости и публикации компании

Приборы для работы с ВОЛС

(Сергей Черноус, компания «ОПТОКОН УКРАИНА», http://www.optokon.ua)

Волоконно-оптический кабель обладает высокой емкостью передачи, относительно малыми размерами и весом, что делает его привлекательным с технической точки зрения для построения сетей связи. Оптический кабель предназначен для долговременного использования. Срок службы оптического кабеля, гарантируемый многими производителями около 20 лет. В тоже время партнер компании «OPTOKON Co., Ltd.» чешский производитель кабельной продукции «KDP» (http://www.optokon.ua/news.php?id=107) дает 30-летнюю гарантию на кабели своего производства. Важнейшую роль при этом играет надлежащая процедура его эксплуатации, как в ходе инсталляции, так и после ее завершения. Для обслуживающего персонала чрезвычайно необходимым является наличие знаний о кабельных характеристиках – так как при монтаже или эксплуатации волоконно-оптического кабеля, практически всегда, возникает необходимость в проведении определенного ряда измерений, таких как затухание, уровни мощности сигнала на входе и выходе систем передачи, идентификация волокон, целостности патчкордов, правильности кроссировки и т.д. Обнаружение, каких либо неисправностей на первом этапе измерений, может потребовать применения оптического рефлектометра. Набор измеряемых параметров зависит от конкретного вида выполняемых работ. Нормирование параметров ВОЛС, определяется рядом стандартов и требований. Обычно необходимо измерить следующие параметры максимальное погонное затухание; максимальное затухание, вносимое механическим соединителем (сплайсом) или сваркой. Применение некоторых видов приложения, которые реализуются на основе ВОЛС, могут потребовать реализации дополнительных норм: минимальной полосы пропускания, максимальных затухания и длины канала на основе ВОЛС.

Все измерения, проводимые на волоконно-оптических линиях связи можно разделить на такие группы:

• Профилактические – предназначены для контроля технического состояния оптического кабеля;
• Аварийные – предназначены для быстрого определения места и характера повреждений;
• Контрольные – осуществляются после ремонта и предназначены для определения качества выполнения ремонтно-восстановительных работ.

Параметры, измеряемые в процессе строительства и эксплуатации:

• Коэффициент затухания
• Затухание
  • оптических сростков
  • кабельной трассы
• Расстояние до места повреждения и/или неоднородности
• Уровни оптической мощности
  • на выходе излучателя
  • на входе приемника

При сдаче трассы в эксплуатацию:

• Рабочие чертежи, откорректированные в процессе строительства.
• Заводские паспорта на оптический кабель.
• Протоколы входного контроля параметров кабеля
• Укладочная ведомость.
• Паспорт трассы или регенерационного участка.
• Протокол электрических измерений медных жил и защитного пластмассового покрова.
• Схема участка.
• Схема распайки муфт и боксов.

В паспорт трассы или регенерационного участка входят:

• Номер или условное обозначение трассы или участка.
• Начальный и конечный пункт трассы или участка.
• Длина трассы или участка (измеряется рефлектометром).
• Общее затухание сигнала на длинах волн1310 и 1550 нм (измеряется оптическим тестером).
• Наличие неоднородностей, их местонахождения и затухание сигнала (измеряется рефлектометром).
• Схема прокладки кабеля с привязкой к местности.

Вот как регламентирует проведение измерений и протоколирование результатов измерений «Инструкция по монтажу подвесного кабеля»:

Пункт 7. Измерения и документация.

Для будущего обслуживания системы важно иметь надлежащую документацию.

1. Чертёж-схема маршрута на карте с отмеченными пунктами сварки.
2. Каждая опора должна обладать маркировкой/идентификационным номером (ID) и каждая длина пролёта между опорами должна быть отмечена в таблице (или на карте).
3. Необходимо задать каждой муфте собственное обозначение/идентификационный номер (ID) и занести все обозначения на карту.
4. Измерить маршрут при помощи OTDR (оптического рефлектометра). Измерить расстояние между муфтами, потерю в месте сварки в каждом стыке и затухание для всех волокон между стыками. Рекомендуется измерить потерю в месте сварки с двух направлений и использовать среднее значение.
5. Подготовить протокол. Протокол должен включать в себя следующее:

• Обозначения кабеля между стыками.
• Затухание и длину между стыками во всех волокнах.
• Потерю в месте сварки во всех стыках и во всех волокнах.

Протокол должен быть подготовлен с учётом обоих оконечных точек, как начальной, так и конечной. Чертёж-схема поперечного сечения типов кабеля в системе должна быть также приложена к данному протоколу.

6. Хранить протоколы в соответствующем месте с возможностью их использования в будущем.

Как видно из приведенного выше, что проведения такого ряда измерений потребует наличия нескольких видов приборов. Как показывает практика, большинство организаций, стараются укомплектовать, хотя бы по минимуму, персонал, работающий с ВОЛС, необходимым парком измерительных приборов. И как это очень часто бывает, исходя из минимального бюджета. Как ни странно, сделать это практически не сложно – вполне реально подобрать такой комплект приборов, который перекроет все основные потребности в необходимых измерениях.

Одной из самых распространенных задач при эксплуатации являются коммутационные работы. Для того чтобы облегчить обслуживающему персоналу жизнь компания «ОПТОКОН УКРАИНА» предлагает на телекоммуникационном рынке Украины прибор, позволяющий произвести визуализацию дефектов оптического волокна и патчкордов. Помимо этого, визуальный индикатор поможет обнаружить целый ряд проблем:

• определение неисправностей на небольших дистанциях;
• изгибы малого радиуса как в одномодовых так и многомодовых кабелях и патчкордах;
• просветка ОВ для проверки их целостности и визуализации.

Техническая справка:

VSP – 05

Визуальный индикатор

Описание:

Визуальный индикатор используется для проверки одномодовых (SM) и многомодовых (ММ) оптических волокон и компонентов. Сертифицированный универсальный адаптер подходит для всех 2,5 мм оптических соединителей. Небольшой, компактный и удобный для ежедневного пользования.

Спецификация:

Применение:

В местах, где волокно имеет трещины или сколы, излучение хорошо заметно на поверхности. Прибор можно включать и выключать нажатием кнопки. Лазер излучает свет из выхода. С помощью кнопки на боковой стороне устройства, можно выбрать излучение света в режиме пульсации 3 Гц или постоянного излучения.

Однако на много удобнее и безопаснее произвести проверку целостности оптических волокон или идентификацию окончаний оптического кабеля с помощью оптического тестера или комплекта приборов состоящего из источника излучения и измерителя оптической мощности (по отдельности), которые позволят убедиться, что уровень вносимого ВОЛС затухания находится в допустимых пределах.

Оптические тестеры – или измерители оптических потерь, предназначены для измерения среднего уровня мощности оптического излучения на рабочих длинах волн волоконно-оптических линий связи и определения сигнала в кабельной системе и отдельных ее компонентах.
В состав оптического тестера входят два основных прибора:

• измеритель оптической мощности (Power meter);
• источник излучения (Light source).

Как пример данного типа приборов можно привести оптический тестер OFT620.

Техническая справка:

Описание:

Линейка приборов такого класса, выпускаемых компанией «OPTOKON Co., Ltd.» довольно широка. Достаточно привести в качестве примера следующие:

• тестер для пластикового волокна OFT 620/ OFT-420-POF indicator;
• оптический тестер OFT 820;
• оптический тестер Set OFT 920;
• набор для тестирования ВОЛС OFT 600 Series (состоит из 2 оптических тестеров, один из приборов ведущий, второй - ведомый).

Одним из основных видов измерений, проводимых на волоконно-оптических линиях связи, является определение затухания. Существует несколько методов измерения этой величины, отличающихся технологией калибровки и точностью измерения – это:

Метод вносимого затухания - под вносимым затуханием понимается разность уровней оптической мощности на входе приемника при непосредственном подключении к источнику и через измеряемый объект.

Метод обрыва - в процессе реализации этого метода световод армируется наконечником, подключается к источнику и фиксируется уровень выходного сигнала на другом конце кабеля. Затем на передающей стороне отрезается кусок волокна длиной 1 – 1,5 м, оконечивается и снова замеряется уровень сигнала, который принимается за входной уровень. Разность полученных значений дает искомое затухание. Для увеличения точности рекомендуется произвести сколку несколько раз, а за уровень входного сигнала принять среднее из измеренных значений.

В любом случае, для выполнения измерения необходимы – источник излучения (Light source) и измеритель оптической мощности (Power meter). Процесс измерений заключается в определении разности мощности сигнала, поданного с одной стороны в ВОЛС, и мощности сигнала, полученного на выходе линии. При этом надо учитывать различия условий распространения излучения в волоконно-оптической линии в различном направлении, в связи с чем, измерение необходимо проводить в обе стороны.

Существует несколько способов, которыми могут быть выполнены такие измерение:

• на одном волокне в одном направлении двумя людьми с помощью одного источника излучения и одного измерителя оптической мощности.
• на паре волокон, соединенных на обратном конце перемычкой (физический заворот), в одном направлении одним человеком, использующим один источник и один измеритель или один содержащий их прибор (оптический тестер).
• на паре волокон в обе стороны двумя людьми с парой источников и парой измерителей или парой содержащих их приборов.
• на одном или двух волокнах в обе стороны двумя людьми, которые применяют пару приборов, обеспечивающих автоматическое двухстороннее тестирование одного или двух волокон.

Техническая справка:

Источник излучения (Light source)	Измеритель оптической мощности (Power meter)

К особенностям приборов этого класса следует отнести:

• Малые размеры, малый вес;
• Измерение разных длин волн одновременно (в зависимости от модели);
• Технология сквозного тестирования;
• Абсолютное и относительное измерение мощности;
• Большой объем памяти для хранения данных;
• Порт USB;
• Питание от трех батарей типа АА;
• Встроенное зарядное устройство;
• Автоматическое выключение;
• Индикатор состояния аккумулятора;
• Простота в использовании.

Линейка приборов такого класса, выпускаемых компанией «OPTOKON Co., Ltd.» довольно широка. Достаточно привести в качестве примера следующие:

• измеритель оптической мощности серии PM 800;
• измеритель оптической мощности серии PM-920;
• источники излучения серии LS 800 в комплекте с адаптерами;
• источник излучения серии LD650.

Не взирая на то, что затраты на проведение измерений с одной стороны линии ниже, качественное тестирование линий требует проведения двухсторонних измерений. В противном случае может возникнуть вероятность того, что придется вернуться к решению необнаруженных при одностороннем тестировании проблем в будущем.

В качестве излучателя в источниках может применяться как светодиод, так и лазер. Естественно, что наименьшую стоимость имеют источники излучения на основе светодиодов. В основном они используются для тестирования многомодового волокна. Светодиодные источники излучения отличаются невысокой выходной мощностью и точностью в спектральной области. Однако, благодаря достаточно стабильной мощности и невысокой стоимости, они очень широко применяются в источниках излучений. Лазерные источники излучения стоят дороже, но пригодны для тестирования одномодового волокна. Они имеют более высокую, чем светодиодные излучатели, мощность и точность.

Простейшие источники излучения работают только на одной длине волны (660, 780, 850, 980, 1300, 1310, 1480, 1550 или 1625 нм), более сложные – имеют несколько выходов с разной длиной волны или один с возможностью выбора ее необходимого значения (например, 850/1300 для многомодового, 1310/1550 и 1550/1650 для одномодового волокна).

При выборе источника излучения, прежде всего, следует учитывать тип волоконно-оптического кабеля, который будет использоваться, а также задействованные в используемом оборудовании длины волн. Однако стоит учитывать еще и дополнительный параметры, например, на источники излучения для тестирования многомодового волокна налагаются определенные ограничения (согласно стандарта TIA/EIA568): светодиодные источники могут быть использованы только с модовым фильтром; нельзя применять некоторые лазерные источники излучения (850 нм VCSEL лазеры и лазеры, работающие на длине волны 1300 нм).

При этом если коснуться вопроса о функциональном наборе измерителей мощности вопрос оказывается намного сложнее и интереснее, относительно источников излучения. Начать следует с: точность измерений, диапазона рабочих длин волн (один измеритель оптической мощности при работе может применяться с несколькими источниками излучения), ширина спектра от 5 нм (точные приборы) до 100 нм (простые приборы), возможность одновременного проведения измерений на двух длинах волн (обычно это 850/1300 и 1310/1550 нм). Следующее – это средства управления (функциональные кнопки, клавиатура), обработки и отображения (дисплей) – система меню для выбора режимов работы прибора, калибровка и автоматический учет вносимого патчкордами затухания, возможность пересчета результатов измерения в другие единицы (мкВт, дБ, дБм). А также возможность сохранения результатов измерений и их вывода на печать или в компьютер – фактически возможности «залитого» в прибор программного обеспечения (ПО).

Особое внимание стоит обратить на самый маленький на телекоммуникационном рынке измеритель оптической мощности РМ-212.

Техническая справка:

• Малые размеры, малый вес ()
• Шесть рабочих длин волн
• Абсолютное и относительное измерение мощности оптического
• Внутренний двухуровневую структуру памяти
• Производительность до 100 измерений
• SmartProtocol SW - формирование протоколов измерений
• Порт USB для:
  • Зарядка аккумулятора
  • Загрузки данных на ПК
  • Обновление прошивки
• Встроенный перезаряжаемый NiMH аккумуляторы
• Автовыключение
• Индикатор состояния аккумулятора

Технические характеристики:

• Фотоприемник 1 мм InGaAs
• Рабочие длины волн 850, 1300, 1310, 1490, 1550, 1625 нм
• Точность ± 5%
• Разрешение 0,01
• Динамический диапазон -60 дБм до 10 дБм, -53 ДБм до 17 дБм
• Размеры 24 х 47 х 71 мм
• Вес 90 г
• Диапазон рабочих температур от -10 до 50 ° C
• Хранение от -40 до 70 ° C
• Влажность (без конд.) 0 - 95%
• Время работы аккумулятора > 100 часов
• Срок службы батарей> 5 лет

Из всего вышеприведенного становится понятным, что выбор измерителей оптической мощности очень широк. Зачастую у одного производителя имеется целый ряд или линейка таких приборов. Очень часто, чтобы снять с пользователя определенный инженерный риск при выборе приборов такого класса, многие производители предлагают комплекты приборов (измеритель оптической мощности и источник излучения) заранее подобранные для проведения определенного вида измерений.

Не является в этом плане исключением и компания «OPTOKON Co., Ltd.» - достаточно посмотреть на перечень выпускаемого измерительного оборудования, чтобы понять, что чешский производитель занял и не собирается сдавать позиций среди мировых лидеров по производству относительно простых, но надежных измерительных приборов для ВОЛС. К тому же, в начале 2009 г. «OPTOKON Co., Ltd.» купил патент у канадской компании «EXFO» на производство оптических приборов. Данный шаг позволил компании взять все самое лучшее из своей линейки измерительной техники и измерительных систем «EXFO» - это надежность, простота эксплуатации, точность и эффективность применения. Сочетание таких качеств делает измерительное оборудование, производства «OPTOKON Co., Ltd.», для волоконно-оптических линий связи одними из лучших на сегодняшний день по соотношению цена/качество на мировом и отечественном телекоммуникационном рынках.

Несмотря на то, что затраты на проведение односторонних измерений ниже (особенно, если нет возможности использовать прибор, обеспечивающий двухсторонние измерения), качественное тестирование линий требует двухсторонних измерений. Иначе существует вероятность того, что в последствие придется вернуться к решению необнаруженных при одностороннем тестировании проблем.

Также рекомендуется обратить внимание на наличие в источнике излучения такой встроенной функции, как источник видимого излучения. Иными словами, наличие в измерительном приборе функции визуализатора неисправностей.

Учитывая достаточно высокую стоимость приборов и условия их эксплуатации (за частую «полевое» использование), не стоит забывать о важности и необходимости таких аксессуаров, как резиновая защитная оболочка или прорезиненный корпус прибора, сумка или кейс для транспортировки приборов, комплект надежных патчкордов (учитывая наш опыт можем рекомендовать применение армированных патчкордов), набор переходников для использования с коннекторами различного типа.

Конечно же, если речь идет об относительно небольшом объеме выполняемых работ, то стоит отказаться от универсальности прибора и приобрести пусть и недорогой, но минимальный комплект измерительной техники.

Отдельное внимание стоит уделить также прибору, который скорее относится к инструменту для работы с ВОЛС. Даже не столько с самим кабелем, сколько с пачкордами или пигтейлами, точнее с коннекторами. Речь идет о микроскопах, с помощью которых проверяется качество полировки коннекторов.

Техническая справка:

Микроскоп OFT-700.

Микроскоп предназначен для проверки (контроля) торцов коннекторов. Данный вид микроскопов обладает отличной и производительностью и удобством в работе. Микроскоп позволяет произвести увеличение в 200 или 400 раз, что значительно облегчает проведение оценки полировки торца волокна. Микроскоп оснащен жидкокристаллическим LCD монитором с разрешающей способностью в 220 тысяч пикселей. Различные типы используемых адаптеров могут удовлетворить требования по проверке различных коннекторов. Таких как FC, SC, ST, E2000, LC, MU и Тоsа/Rosa. Аккумуляторная батарея на 12 В обеспечит бесперебойную работу в течение 6 часов. Помимо этого, микроскоп OFT-700 имеет возможность подключения к персональному компьютеру для отображения на мониторе (при установке соответствующего ПО) и хранения результатов измерений для их последующего анализа, оценки и использования в протоколах измерений.

Применение:

• инсталляционные работы на ВОЛС;
• проверка SFP, XFP, Тоsа/Rosa;
• проверка полировки на коннекторах.

Спецификация:

• увеличение: 200/400 раз;
• видеосигнал: PAL;
• Дисплей: жидкокристаллический 3,5’ с разрешающей способностью 220 тысяч пикселей;
• потребляемая мощность – 3 Вт;
• размеры: 205х94х25 мм, диам. 160 х 23 мм;
• вес: 250 г вместе с батареей;
• рабочая температура: от -10 до 50° C;
• температура хранения: от -20 до 60° C;
• влажность: 0-95%;
• время работы без подзарядки: 6 часов.

Понятно, что в данной статье мы рассмотрели далеко не все приборы, используемые при проведении измерений на ВОЛС, но хотя бы охватили некоторые важные аспекты.

Более подробно ознакомиться с перечнем измерительного оборудования для ВОЛС можно на нашем сайте в разделе, посвященном измерительной технике: http://www.optokon.ua/products.php?cat_id=50