Далалық қолданбаларда жылдам талшықты сілтемелерді сынауға арналған портативті оптикалық уақыт доменінің рефлектометрі (OTDR)

Қолмен жүретін оптикалық уақыт доменінің рефлектометрі (OTDR) оптикалық талшықты байланыстарды сипаттауға және ақауларды жоюға арналған портативті, жоғары дәлдіктегі құрал болып табылады. Үстелдік OTDR құрылғыларынан айырмашылығы, оның ықшам өлшемі және батареямен жұмыс істеуі оны талшықты үйге (FTTH) орнатудан бастап телекоммуникациялық желіге техникалық қызмет көрсетуге дейін дала жұмыстарында таптырмас етеді. Оның өнімділігі оның талшық ұзындығын өлшеу, ақауларды табу (мысалы, үзілістер, жалғаулар) және сигнал жоғалуын талдау мүмкіндігін анықтайтын техникалық параметрлер жиынтығымен анықталады. Төменде оптикалық өнімділікті, өлшеу мүмкіндіктерін, пайдалану мүмкіндіктерін және қоршаған ортаға бейімделуді қамтитын қол OTDR құрылғыларының негізгі параметр сипаттамаларының жан-жақты талдауы берілген.

1、Оптикалық өнімділік параметрлері: дәл тестілеудің негізі

Оптикалық өнімділік параметрлері OTDR оптикалық сигналдарды жіберу, қабылдау және интерпретациялау мүмкіндігін тікелей анықтайды. Бұл параметрлер талшықты байланыстардағы ұсақ бөлшектерді шешу үшін өте маңызды, әсіресе ұзақ жол немесе жоғары жоғалту сценарийлерінде.

Толқын ұзындығын қолдау

Қолданылатын OTDR қолданбалардағы әмбебаптылықты қамтамасыз ету үшін талшықты желілерде қолданылатын ең көп таралған толқын ұзындығын қамтуы керек:

Мультимододы талшықтар (MMF): Әдетте қысқа қашықтықтағы деректер орталығы немесе кампус желілері үшін стандартты толқын ұзындығы 850нм және 1300нм қолдайды. Төменгі модальды дисперсияға байланысты ені жоғары MMF (мысалы, OM4) үшін 850 нм таңдалады, ал 1300 нм ұзағырақ MMF сілтемелері үшін (2 км-ге дейін) төмен әлсіретуді ұсынады.

Бір режимді талшықтар (SMF): 1310 нм және 1550 нм қолдау, ұзақ қашықтыққа телекоммуникация және метро желілерінің жұмыс күші. 1550нм әлсіреуі 1310нм (≈0,35дБ/км) қарағанда төмен (≈0,2дБ/км) бар, бұл оны 100 км-ден асатын аралықты сынау үшін тамаша етеді. Жетілдірілген үлгілер белсенді OLT сигналдарына (1490нм/1550нм) кедергі жасамай пассивті оптикалық желілерді (PON) сынау үшін 1625нм қосады.

Қазіргі заманғы портативті OTDR жиі толқын ұзындығы бойынша жоғалту сипаттамаларын салыстыру үшін қос толқын ұзындығын бір мезгілде сынақтан өткізеді (мысалы, 1310нм/1550нм).

Динамикалық диапазон

Динамикалық диапазон OTDR-ның ең жоғары іске қосу қуаты мен оның ең аз анықталатын сигналы арасындағы айырмашылық (дБ) ретінде анықталған ең маңызды оптикалық параметр болып табылады. Ол OTDR сипаттай алатын максималды талшық ұзындығын анықтайды:

Бір режим (SM): Бастапқы деңгей үлгілері FTTH (≤20км) және метро желілері үшін жеткілікті 1310нм-де 28–32дБ және 1550нмде 30–34дБ ұсынады. Кәсіби үлгілер 35–40дБ жетеді, бұл ұзақ қашықтықты (100–160 км) сынауға мүмкіндік береді.

Мультимодия (ММ): әдетте 850нм/1300нм жиілікте 22–26дБ, жоғары модальды шу төмен динамикалық диапазонды, бірақ жоғары ажыратымдылықты қажет ететін деректер орталығының сілтемелерін (≤2км) қамтиды.

Үлкен динамикалық диапазон OTDR-ге алыстағы оқиғалардан (мысалы, 100 км-дегі қосылыс) әлсіз шағылысуларды шуды басып қалмай анықтауға мүмкіндік береді. Мысалы, 1550 нм-дегі 34 дБ динамикалық диапазон ~ 160 км стандартты SMF (0,2 дБ/км әлсіреуді ескере отырып) сынай алады.

Қуатты іске қосыңыз

Іске қосу қуаты (дБм) - OTDR шығаратын оптикалық импульстің күші. Жоғары іске қосу қуаты динамикалық диапазонды кеңейтеді, бірақ сезімтал құрамдастарға (мысалы, PON ONU) зақым келтірмеу үшін теңестірілуі керек:

Бір режим: Әдетте -5 пен +2 дБм (1310нм/1550нм). Жоғары қуат (+2дБм) ұзақ қашықтықты сынауға пайдалы, ал төмен қуат (-5дБм) PON желілері үшін қауіпсіз.

Көп режим: -10-нан -3dBm (850nm/1300nm), өйткені MMF жоғары модальды дисперсиясы төтенше қуат қажеттілігін азайтады.

Іске қосу қуатының тұрақтылығы да маңызды — 8 сағаттағы ≤±0,5дБ ауытқулар өріс жағдайында дәйекті өлшемдерді қамтамасыз етеді.

Қабылдағыш сезімталдығы

Қабылдағыштың сезімталдығы (дБм) OTDR жоғары шуды анықтай алатын ең аз сигнал болып табылады. Ол динамикалық диапазонды анықтау үшін іске қосу қуатымен жұмыс істейді:

1550нм 34дБ динамикалық диапазон үшін сезімталдық әдетте ≤-36дБм болады (себебі динамикалық диапазон = іске қосу қуаты – сезімталдық).

Сезімталдық интеграция уақытының ұзағырақ болуымен (мысалы, 10 секундқа қарсы 1 секунд) жақсарады, бірақ жылдамдықты сынау құнына байланысты — уақыт шектеулі дала жұмыстары үшін өте маңызды.

2、Өлшеу диапазоны және дәлдігі: Тестілеу мүмкіндіктерін анықтау

Бұл параметрлер OTDR қаншалықты сынай алатынын, оқиғаларды қаншалықты дәл анықтай алатынын және жоғалтуды қаншалықты дәл анықтай алатынын анықтайды — ақауларды жою және желі құжаттамасы үшін кілт.

Ең үлкен сынақ қашықтығы

Ең үлкен сынақ қашықтығы динамикалық диапазонмен және талшықты әлсіретумен анықталады. Қолдық OTDR өрістерге ыңғайлы диапазондар үшін оңтайландырылған:

Көп режим: 80 км-ге дейін (теориялық), бірақ MMF жоғары әлсіреуіне байланысты практикалық шектеулер 5–20 км (850 нм кезінде 2–3 дБ/км).

Бір режим: 1550 нм (34–38 дБ динамикалық диапазон) кезінде 160–200 км, метро және аймақтық телекоммуникациялық байланыстардың көпшілігін қамтиды.

Бұл диапазон портативті пайдалану мен өнімділікті теңестіре отырып, қолмен пайдаланудың нақты қажеттіліктерінен асып түседі (далалық техниктер 100 км-ден аса сирек сынақтан өтеді).

Қашықтық дәлдігі

Қашықтық дәлдігі OTDR талшықтың сыну көрсеткішін (RI) пайдаланып қашықтыққа түрлендірілетін оптикалық импульстердің ұшу уақытын (TOF) өлшеу мүмкіндігіне байланысты. Негізгі көрсеткіштер:

Абсолютті дәлдік: Әдетте ±(1м + өлшенген қашықтықтың 0,005%). 100 км байланыс үшін бұл ±5,1 м-ге аударылады, бұл ақаулық орнын дәл анықтауды қамтамасыз етеді.

RI параметрі: 0,0001 қадаммен реттелетін (SMF үшін 1,46–1,48; MMF үшін 1,48–1,50). Қате RI қателерді енгізеді (мысалы, 0,001 RI қатесі ~0,1% қашықтық қатесін қосады).

Заманауи OTDR құрылғылары өріс параметрлеріндегі пайдаланушы қатесін азайта отырып, белгілі талшық түрлерін пайдаланып RI автоматты калибрлейді.

Шығындарды өлшеу дәлдігі

Жоғалту дәлдігі (қосылулар, қосқыштар немесе талшықтар сегменттері үшін) желіні сертификаттау үшін өте маңызды:

Қосылу жоғалуы: ITU-T G.652 стандарттарына сәйкестікті қамтамасыз ететін ±0,05дБ (≤0,3дБ жоғалтулар үшін) (бір режимдегі жалғау жоғалуы ≤0,1дБ).

Талшықты әлсірету коэффициенті: ±0,02дБ/км, байланыс жоғалту бюджеттерін дәл есептеуге мүмкіндік береді (мысалы, 0,2дБ/км әлсіреуі бар 50км байланыста жалпы шығын ≤10дБ болуы керек).

Дәлдік ұзағырақ орташалау уақыттары мен кеңірек импульс енімен жақсарады, бірақ портативті модельдер тасымалдануды сақтау үшін 10-30 секундтық сынақ терезесіне оңтайландырылады.

3、Ажыратымдылық параметрлері: ұсақ мәліметтерді анықтау

Ажыратымдылық OTDR бір-біріне жақын оқиғаларды ажырату мүмкіндігін анықтайды (мысалы, патч панеліндегі бір-бірінен 5 м қашықтықта орналасқан екі қосқыш). Ол импульс ені мен сынама алу тығыздығына бағынады.

Импульстік ені

Импульс ені (нс) – OTDR шығаратын оптикалық импульстің ұзақтығы. Ол тікелей әсер етеді:

Кеңістіктік ажыратымдылық: тар импульстар (10ns–100ns) тығыз байланыстары бар деректер орталықтары үшін өте маңызды шағын қашықтықтарды (1–10м) шешеді. Мысалы, 10 нс импульс (SMF-де ≈1м) бір-бірінен 2м қашықтықта екі оқиғаны ажыратады.

Динамикалық диапазон: кең импульстар (1μs–10μs) динамикалық диапазонды кеңейтетін, бірақ ажыратымдылықты азайтатын көбірек энергияны тасымалдайды. 10μс импульс (SMF-де ≈1км) ұзақ қашықтықты сынауға жарайды, бірақ 2км-ден жақын оқиғаларды бұлдыратады.

Қол OTDR құрылғылары қажеттіліктерді теңестіру үшін реттелетін импульс ендерін (10нс–10мкс) ұсынады: патч-панельдер үшін тар импульстар, ұзақ аралықтар үшін кең импульстар.

Оқиға соқыр аймағы және әлсірету соқыр аймағы

Соқыр аймақтар - OTDR күшті шағылысудан кейін жаңа оқиғаларды анықтай алмайтын кезеңдер (мысалы, қосқыш):

Оқиғаның соқыр аймағы (EBZ): Жаңа оқиғаны анықтауға болатын шағылысудан кейінгі ең аз қашықтық. Тығыз сілтемелер үшін өте маңызды (мысалы, FTTH тарату нүктелері). Тасымалдалатын OTDR құрылғылары 10 ns импульстермен EBZ ≤5 м жетеді.

Өңдеу соқыр аймағы (ABZ): шағылысудан кейінгі жоғалтуды дәл өлшеу үшін қажетті қашықтық. Әдетте ≤30 м (10 нс импульс) коннекторлардың жанындағы қосылыстардың жоғалуының дұрыс өлшенгенін қамтамасыз етеді.

Төмен соқыр аймақтар оқиғалар (бөлгіштер, қосқыштар) тығыз оралған FTTH және деректер орталығының сынағы үшін өте маңызды.

Іріктеу аралығы

Іріктеу аралығы (OTDR ізіндегі деректер нүктелері арасындағы қашықтық) іздің егжей-тегжейін анықтайды:

0,1 м-ден (жоғары ажыратымдылық үшін) 10 м-ге дейін (ұзақ аралықтар үшін) диапазондар.

0,1 м аралық ұсақ бөлшектерді (мысалы, 10 м талшықтағы микробүктемелер) түсіреді, ал 10 м 200 км іздер үшін файл өлшемін азайтады.

Тасымалдалатын OTDR құрылғылары импульс еніне негізделген іріктеуді автоматты түрде реттейді, бұл шамадан тыс деректерді сақтаусыз оңтайлы егжей-тегжейлерді қамтамасыз етеді.

4、Операциялық және дисплей параметрлері: өріс жағдайларында пайдалану мүмкіндігі

Қолмен тасымалданатын OTDR құрылғылары жылдамдыққа, көрінуге және пайдаланудың қарапайымдылығына бағытталған параметрлері бар дала жұмыстарын жеңілдету үшін пайдаланушыға ыңғайлы дизайнға басымдық береді.

Сынақ жылдамдығы

Сынақ жылдамдығы (бір із үшін уақыт) дәлдік пен тиімділікті теңестіреді:

Жылдам сынақ: әр толқын ұзындығына 5–10 с (қысқа импульстар және төмен орташа мәнді пайдалану), ақауды бастапқы локализациялау үшін өте қолайлы.

Сертификаттау сынағы: TIA-568 немесе ITU стандарттарына сәйкес келетін жоғалтуларды егжей-тегжейлі талдау үшін толқын ұзындығына 30–60 с (ұзын импульстар, жоғары орташа мән).

Заманауи үлгілер «бейімделуші тестілеуді», импульс ендерін автоматты түрде таңдауды және талшық ұзындығына негізделген орташалауды ұсынады, бұл пайдаланушы енгізуін азайтады.

Дисплей және интерфейс

Дисплей жарқын күн сәулесіндегі немесе күңгірт қоршаулардағы іздерді талдау үшін өте маңызды:

Экран өлшемі: 5–7 дюйм, үлкейтілген сегменттері бар 100 км жолдарды көру үшін жеткілікті үлкен.

Ажыратымдылық: 1280×720 (HD) немесе одан жоғары, сыртта көріну үшін жарқырауға қарсы жабыны және артқы жарығы (1000+ нит) бар.

Сенсорлық экран: суға және қолғапқа төзімді, ылғалды жағдайлар үшін резервтік көшірме ретінде физикалық түймелері бар.

Интерфейс мүмкіндіктеріне бір рет түрту арқылы автоматты талдау (оқиғаларды белгілеу, жоғалтуларды есептеу), бақылау қабатын (жөндеуге дейін/жөндеуден кейінгі салыстыру) және теңшелетін шектерді (мысалы, сәтсіз деп белгіленетін >0.3dB жалғау жоғалуы) қамтиды.

Батареяның қызмет ету мерзімі

Батареяның қызмет ету мерзімі литий-ионды батареяларды пайдаланатын қол OTDR құрылғыларымен өріс автономиясын анықтайды:

Әдеттегі орындалу уақыты: 8–12 сағат (100+ жылдам сынақ немесе 30+ сертификаттау сынағы).

Жылдам зарядтау: 1 сағатта 50% зарядтау, 30 минуттық күндізгі зарядтау арқылы күні бойы пайдалануға мүмкіндік береді.

Қуатты үнемдеу режимдері: 5 минут әрекетсіздіктен кейін автоматты түрде өшіру, қызмет ету мерзімін ұзарту үшін күңгірттелетін дисплей.

Ыстық ауыстырылатын батареялар қашықтағы орындарда үзіліссіз тестілеуге мүмкіндік беретін премиум мүмкіндік болып табылады.

5、Қоршаған орта және ұзақ мерзімділік параметрлері: қатал жағдайлардан аман қалу

Далалық жұмыстар OTDR-ларды қоршаған ортаның сенімді параметрлерін қажет ететін төтенше температураға, ылғалға және физикалық стресске ұшыратады.

Жұмыс температурасы және ылғалдылығы

Температура диапазоны: -10°C - 50°C (коммерциялық) немесе -20°C - 60°C (өнеркәсіптік), сақтау температурасы -40°C - 70°C дейін созылады. Бұл шөл немесе қысқы жағдайларда функционалдылықты қамтамасыз етеді.

Ылғалдылық: 5%-95% конденсацияланбайды, тропиктік немесе жағалаудағы аймақтарда тұман немесе коррозияға жол бермейді.

Ingress Protection (IP) рейтингі

IP рейтингі шаң мен суға төзімділікті анықтайды:

IP54: Шаңға төзімді, шашырауға суға төзімді (жалпы далалық пайдалану үшін жиі кездеседі).

IP65/67: Шаң өткізбейтін, төмен қысымды ағындарға (65) немесе уақытша суға (67) төзімді, жаңбырлы немесе шаңды құрылыс алаңдарына жарамды.

Механикалық төзімділік

Құлап кетуге төзімділік: Бетонға 1,2 м тамшыдан аман қалады (IEC 60068-2-32 бойынша), баспалдақтардан немесе қосалқы тіректерден кездейсоқ құлау үшін өте маңызды.

Дірілге төзімділік: 10–500Гц тербелістерге (10G жеделдету) төтеп береді, бұл көлік құралдарын тасымалдауда сенімділікті қамтамасыз етеді.

Бұл мүмкіндіктер қызмет көрсету топтары үшін негізгі шығындарды ескеретін өріс зақымдануынан тоқтау уақытын азайтады.

6、Деректерді басқару және қосылу: жұмыс процестерін оңтайландыру

Тасымалданатын OTDR құрылғылары сақтауға, экспорттауға және біріктіруге бағытталған параметрлері бар есеп беруді және деректерді ортақ пайдалануды жеңілдету үшін қосылымды біріктіреді.

Сақтау сыйымдылығы

Ішкі жад: 32 ГБ–128 ГБ, 10 000+ ізді сақтайды (әрқайсысы ~5 МБ).

microSD (256 ГБ дейін) арқылы кеңейтуге болады, бұлтқа кірусіз көп күндік жобалар үшін пайдалы.

Қосылу опциялары

Сымсыз: телефондарға/планшеттерге жолдарды синхрондауға немесе есептерді басып шығаруға арналған Wi-Fi (802.11ac) және Bluetooth 5.0.

Сымды: USB-C (деректерді тасымалдау, зарядтау) және HDMI (топтық шолулар үшін мониторға іздерді проекциялау).

NFC: деректерді бір рет түрту арқылы тасымалдау үшін смартфондармен жылдам жұптастыру.

Есеп беру мүмкіндіктері

Стандарттардың сәйкестігі: TIA-568, ISO/IEC 11801 немесе ITU-T G.650 талаптарына сәйкес келетін PDF есептерін, соның ішінде оқиғалар кестелерін, шығын бюджеттерін және бақылау кескіндерін жасайды.

Теңшеу: фирмалық үлгілер, өту/сәтсіздік критерийлері және клиентті куәландыруға арналған сандық қолтаңбалар.

Автоматтандырылған есеп беру қағазбастылықты азайтады, бұл далалық командалар үшін үлкен тиімділік.

7、Мақсатты қолданбаларға арналған арнайы мүмкіндіктер

Тасымалданатын OTDR жиі тауашалық қажеттіліктерді қанағаттандыру үшін қолданбаға тән параметрлерді қамтиды:

PON сынағы

FTTH желілері үшін PON-арнайы мүмкіндіктер тірі OLT сигналдарына кедергі келтірмейді:

1625 нм сынау: 1490 нм (төменгі деректер) және 1550 нм (бейне) жолақтарын болдырмайды, PON сілтемелерін қызмет көрсетуді бұзбай қауіпсіз сынайды.

Бөлгіштерді анықтау: пассивті бөлгіштерді анықтайды (1:32, 1:64) және тұтынушы үзілістерінің ақаулықтарын жою үшін маңызды филиалдағы шығынды есептейді.

Қараңғы талшықты және тірі талшықты сынау

Тікелей талшықты тестілеу: белсенді сілтемелерден 1310/1550 нм сигналдарды сүзеді, трафикті үзбей OTDR сынауына мүмкіндік береді.

Қараңғы талшық режимі: жаңа желі қолдануларында жиі кездесетін жарықтандырылған талшықтар үшін динамикалық диапазонды барынша арттырады.

OTDR Trace Analysis бағдарламалық құралы

Қосымша бағдарламалық құрал (жұмыс үстелі/мобильді) функцияларды кеңейтеді:

Оқиғаның кеңейтілген талдауы (мысалы, макро иілулерді біріктірулерден ажырату).

Кең ауқымды желілік аудиттер үшін іздерді пакеттік өңдеу.

ГАЖ интеграциясы (ақаулардың орнын физикалық мекенжайларға салыстыру).

8, Benchtop OTDR-мен салыстыру: портативтілікке арналған айырбастар

Тасымалдағыш OTDR негізгі айырмашылықтары бар портативтілік үшін кейбір өнімділікті құрбан етеді:

Динамикалық диапазон: Үстелдік модельдер 45дБ+ жетеді (сынау 300+км), ал портативті құрылғылар максимум 38дБ (200км).

Салмағы: тіректерге өрмелеу немесе тар кеңістікте жұмыс істеу үшін өте маңызды.

Қуат: Үстелдіктер айнымалы ток қуатын пайдаланады; портативті құрылғылар батареяларға сүйенеді, бұл үздіксіз жоғары қуатты сынауды шектейді.

Бұл сауда-саттықтар қол құрылғыларын дала жұмыстарына өте ыңғайлы етеді, ал стендтер зертханалық сертификаттарға сәйкес келеді.

9, Қорытынды

Тасымалдалатын OTDR құрылғылары өріс жағдайларына бейімделген параметрлермен дәлдік пен тасымалданғыштықты біріктіреді. Динамикалық диапазон, соқыр аймақтар және батареяның қызмет ету мерзімі сияқты негізгі көрсеткіштер олардың қолданбаларға жарамдылығын анықтайды:

FTTH/қатынау желілері: төмен соқыр аймақтарға, PON тестілеуіне және 8 сағаттық батареяның қызмет ету мерзіміне басымдық беріңіз.

Телеком/метро байланыстары: жоғары динамикалық диапазон (34дБ+), 1550нм өнімділік және беріктік қажет.

Деректер орталықтары: жоғары ажыратымдылықты (0,1 м сынама алу), жылдам тестілеуді және тығыз оқиғаларды анықтауды талап етеді.

Оптикалық өнімділікті, ыңғайлылықты және ұзақ мерзімділікті теңестіре отырып, портативті OTDR техникалық мамандарға қалалық деректер орталықтарында немесе шалғайдағы ауылдық жерлерде болсын, талшықты желілерді тиімді жөндеуге, сертификаттауға және техникалық қызмет көрсетуге мүмкіндік береді. Талшықты жылдамдықтар артқан сайын (400G/800G), болашақта тасымалданатын OTDR құрылғылары оларды өрісте таптырмас ететін портативтілікті сақтай отырып, динамикалық диапазон мен сынақ жылдамдығын арттыруы мүмкін.