Przewodnik po testowaniu światłowodów: Podstawy OLTS i OTDR

Wraz ze skokowym wzrostem zapotrzebowania na dane, światłowody stały się kamieniem węgielnym nowoczesnej infrastruktury sieciowej. Od centrów danych po sieci szkieletowe i nowe zastosowania, takie jak 5G i FTTX, światłowody szybko zastępują kable miedziane ze względu na ich dużą przepustowość, niskie opóźnienia i odporność na zakłócenia. Badania rynku przewidują, że globalny rynek światłowodów osiągnie 13,26 miliarda dolarów do 2033 roku. Wraz z coraz szerszym wdrażaniem światłowodów, jak możemy zapewnić optymalną wydajność i zmaksymalizować satysfakcję klienta? Odpowiedź tkwi w opanowaniu dwóch kluczowych narzędzi do testowania światłowodów: zestawów testowych strat optycznych (OLTS) i reflektometrów optycznych w dziedzinie czasu (OTDR).

Te dwa niezbędne instrumenty do testowania światłowodów oceniają wydajność sieci z różnych perspektyw, dostarczając jednocześnie uzupełniających się informacji:

• OLTS: Mierzy całkowitą stratę sygnału świetlnego w łączu światłowodowym z niezrównaną dokładnością. Poprzez wstrzykiwanie światła na jednym końcu i pomiar mocy odebranej na drugim, kwantyfikuje utratę energii transmisji. Normy branżowe (TIA i ISO) nakazują stosowanie OLTS jako testu „Tier 1”.
• OTDR: Analizuje odbicia i rozpraszanie w celu oceny jakości światłowodu. Emituje impulsy świetlne i mierzy odbicia w celu identyfikacji złączy, spawów, przerw i ich lokalizacji. Zalecany jako test „Tier 2” (TIA) lub „rozszerzony” (ISO), OTDR jest szczególnie istotny w przypadku nowych zastosowań krótkiego zasięgu w trybie jednomodowym.

Chociaż oba mierzą straty, ich metodologie zasadniczo się różnią. OLTS zapewnia całkowitą stratę łącza, podczas gdy OTDR szczegółowo opisuje straty poszczególnych zdarzeń. Współpracują synergicznie, a nie konkurencyjnie, aby zapewnić integralność sieci.

W przeciwieństwie do pomiaru end-to-end OLTS, OTDR ocenia łącza, analizując światło powracające do źródła. Oblicza stratę, porównując różnice odbicia na bliskim i dalekim końcu.

Instrument emituje impulsy o dużej mocy za pośrednictwem specjalistycznych diod laserowych. Większość światła rozchodzi się do przodu, podczas gdy czuły detektor mierzy odbicia rozproszone wstecznie. Dwa zjawiska ujawniają charakterystykę łącza:

• Rozpraszanie wsteczne: Światło rozproszone przez mikroskopijne niedoskonałości szkła
• Odbicia Fresnela: Ostre odbicia spowodowane zmianami współczynnika załamania na połączeniach, przerwaniach lub końcach włókien

Odbicie (wartości ujemne w dB) kwantyfikuje jakość połączenia, przy czym wartości bliższe zeru wskazują na gorszą wydajność. Odzwierciedla to stratę odbiciową (wartości dodatnie), kolejną krytyczną metrykę.

OLTS pozostaje definitywnym narzędziem branżowym do pomiaru strat, składającym się ze źródła światła i miernika mocy działających w tandemie. Normy określają limity strat specyficzne dla danej aplikacji, które pomiary OLTS muszą spełniać.

Kluczowe zalety OLTS obejmują:

• Obowiązkowe do weryfikacji zgodności
• Najdokładniejszy pomiar całkowitej straty
• Niezbędne do testowania multimodu z kontrolą trybu
• Metoda odniesienia z jednym przewodem preferowana w przypadku realistycznych pomiarów

Zastosowania krótkiego zasięgu w trybie jednomodowym (takie jak 100GBASE-DR4) sprawiają, że odbicie staje się coraz ważniejsze. W przeciwieństwie do nadajników-odbiorników wielomodowych, urządzenia jednomodowe są bardzo wrażliwe na odbicia, które mogą faktycznie uszkodzić lasery dużej mocy.

Nowe normy określają teraz limity strat wtrąceniowych w oparciu zarówno o liczbę połączeń, jak i poziomy odbicia. Podczas gdy OLTS może mierzyć stratę odbiciową (wartości dodatnie), OTDR mierzy bezpośrednio odbicie (wartości ujemne) zgodnie z normami IEEE.

OTDR wyświetla wykresy odległość-moc pokazujące:

• Początkowy impuls wejściowy (odbicie połączenia startowego)
• Stopniowo opadająca linia (strata rozpraszania wstecznego)
• Nagłe odchylenia (zdarzenia połączenia/spawu)
• Końcowy pik (odbicie końca włókna)
• Impulsy po zakończeniu (odbicia „duchów”)

Testowanie dwukierunkowe jest niezbędne, ponieważ strata złącza/spawu różni się w zależności od kierunku pomiaru. Zaawansowane OTDR upraszczają interpretację dzięki automatycznemu mapowaniu zdarzeń i wyświetlaczom graficznym.

Chociaż OLTS pozostaje obowiązkowy w celu zapewnienia zgodności ze standardami, OTDR zapewnia nieocenione możliwości weryfikacji instalacji i rozwiązywania problemów. Najlepsze praktyki obejmują:

• Przeprowadzanie charakterystyki OTDR przed testowaniem OLTS
• Korzystanie z obu narzędzi w celu kompleksowej dokumentacji
• Zawsze czyszczenie i sprawdzanie połączeń przed testowaniem

Zintegrowane wyniki testów z obu instrumentów tworzą pełny obraz wydajności, chroniąc instalatorów i ułatwiając przyszłą konserwację. Wraz z zaostrzaniem się budżetów strat i zaostrzaniem wymagań dotyczących odbicia, to podwójne podejście metodologiczne okazuje się coraz bardziej niezbędne dla zapewnienia niezawodności sieci światłowodowej teraz i w przyszłości.