Технические публикации

Сертификация оптических линий связи. Часть 4

Оптика
Установка эталонного значения
Для того, чтобы корректно выполнить сертификационные измерения параметров волоконно-оптической линии связи, необходимо произвести несколько операций:

  1. Выбор и установка пределов тестирования
  2. Подготовка к тестированию
  3. Установка эталона

В этой статье мы расскажем, какие бывают методы установки эталона, как выбрать правильный под конкретную задачу, и как избежать ошибок во время самой процедуры установки эталона. Неправильно выбранный метод или нарушение процедуры оказывают существенное влияние на результаты тестирования. Для того, чтобы производить установку эталона корректно и осмысленно, желательно понимать принцип измерения затуханий во время тестирования.
Вносимое затухание определяется, как разность между начальной мощностью излучения и мощностью, измеренной после прохождения сигнала по тестируемому волокну:

IL = P1 - P1


Таким образом для того, чтобы иметь возможность измерить вносимое затухание, необходимо точно знать мощность сигнала, который мы подаём на вход волокна, то есть мощность источника оптического излучения. Чтобы её измерить, необходимо физически подключить его к измерителю мощности. Для этого используется эталонные тестовые шнуры (Test reference Cords, TRC). Они отличаются от «обычных» более жесткими требованиями к затуханию на состыкованной паре коннекторов, точной центровкой волокна в феруле и изготавливаются из волокна, восприимчивого к изгибам (не bend-insensitive).

Важно: при подключении эталонного тестового шнура к источнику излучения возникает физическое соединение торцов волокон. Его параметры учитываются при измерении мощности источника. Отключать шнуры от источника после установки эталонного значения категорически запрещено – при повторном подключении параметры этого соединения изменятся, и эталон придется устанавливать заново. В приёмнике физического соединения волокон нет.

При проведении сертификационного тестирования волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) принцип измерения затухания в линии не меняется. Однако, для сертификации по методу Tier I необходимо измерять не только затухание, но и длину. Для этого используются приборы типа OLTS – Optical Loss Test System. Эти приборы состоят из двух пар «источник-приёмник», располагаемых с разных сторон тестируемой дуплексной (двухволоконной) линии, и проводят измерения по обоим волокнам одновременно.
Такая конфигурация позволяет не только измерить затухание по каждому из волокон, но и путем замера времени прохождения сигнала определить длину тестируемых волокон. Прежде, чем читать дальше, рекомендуем ознакомиться с публикацией «Подготовка к тестированию оптики» - при рассмотрении существующих методик установки эталона мы предполагаем, что эталонные шнуры и порты излучателей являются идеально чистыми, а оптические измерительные модули – прогретыми.

Важно: Тип порта на приёмнике тестера должен совпадать с типом коннекторов тестируемой линии. Иначе не получится использовать.

Метод одной перемычки


Данный метод применяется при тестировании дуплексных линий в конфигурации «порт-порт», когда нам необходимо измерить не только параметры волокна, но и параметры оконечных коннекторов. В медных линиях связи такая модель называется «постоянная линия».

Перед установкой эталона с использованием метода одной перемычки необходимо убедиться, что эталонные тестовые шнуры имеют подходящие разъемы. Например, мы собираемся тестировать линию с коннекторами LC. Для того, чтобы иметь возможность установить эталон, а потом и протестировать такую линию, понадобится следующий набор аксессуаров:

  • Сменный порт приемника с интерфейсом LC (установлен на приборе)
  • Эталонные тестовые шнуры для подключения к источникам и установки эталона FC-LC (2 шт.)
  • Эталонные тестовые шнуры для проведения тестирования LC-LC (2 шт.)

Соответственно, если мы планируем тестировать линию с коннекторами SC, FC или ST, понадобятся соответствующие сменные порты приемника и тестовые шнуры – два «переходных» с FC на тестируемые интерфейсы и два с такими же, как у линии, коннекторами для подключения тестируемой линии к приёмникам.
Процедура установки эталона методом одной перемычки выполняется в два этапа. На первом этапе необходимо соединить источники излучения с соответствующими приёмниками. Эталонные тестовые шнуры при этом должны быть распрямлены, изгибы радиусом менее 7,5 см не допускаются. При этом на «схеме тестирования при помощи OLTS» явно видно, что эталонные тестовые шнуры используются с обеих сторон тестируемой линии, и кажется логичным использовать для установки эталона четыре шнура через проходной адаптер. Это довольно распространенное заблуждение.
Важно помнить: Если вы устанавливаете эталон методом одной перемычки, но при этом используете обе пары эталонных тестовых шнуров, как показано на схеме выше, результаты измерений будут недостоверными. В некоторых случаях вы будете получать нулевое или отрицательное затухание!!!

Вторая пара тестовых шнуров нам действительно понадобится, но исключительно с целью их проверки. Первый шаг для установки эталонного значения методом одной перемычки – соединить приборы, используя ОДНУ пару эталонных тестовых шнуров:
Итак, после соединения приборов способом, показанным на схеме выше, в меню «инструменты» выбираем «установка эталона» и «одна перемычка».
При нажатии кнопки «установка эталона» прибор запоминает измеренную приёмником абсолютную мощность. Это значение содержит оптическое излучение с поправкой на затухание в точке подключения TRC к источнику. Там есть физический контакт волокон, то есть фактически в этой точке присутствует состыкованная пара коннекторов со своим затуханием. Именно поэтому после установки эталона отключать шнуры от портов источника категорически запрещено – при повторном подключении параметры соединения изменятся, и эталонное значение станет недействительным. Рекомендованные эталонные значения зависят от модели тестера. В случае TestPro CV100 рекомендованные эталонные значения составляют:

  • для многомодовых линий >= -24 дБм
  • для одномодовых линий >= -4 дБм

После того, как прибор установил эталон и отобразил измеренную мощность источника излучения для обеих длин волн, приступаем к проверке второй пары эталонных тестовых шнуров. Для этого отключаем эталонные шнуры от приёмников – там нет физического контакта, следовательно, это безопасно для достоверности результатов будущих измерений. Далее собираем схему, представленную на рисунке ниже.
После того, как всё подключено, запускаем автотест. Таким образом мы измеряем дополнительное затухание, вносимое второй парой тестовых шнуров. Стандарты регламентируют следующие предельно допустимые в полевых условиях значения затухания для состыкованной пары коннекторов TRC:

  • Для многомодовых TRC: <= 0,15 дБ
  • Для одномодовых TRC: <= 0.25 дБ

Параметры данного соединения будут включаться в результаты будущих измерений. За счет этого параметры разъемов, с которыми сопрягаются TRC при тестировании, так же войдут в эти результаты. Измеренное при проверке второй пары TRC затухание рекомендуется сохранить в память прибора – в случае возникновения спорных ситуаций это измерение послужит дополнительным подтверждением того, что измерения производились «по инструкции» и измерительное оборудование на момент проведения измерений было полностью исправно. Установленные эталонные значения попадают в протоколы измерений автоматически.

После выполнения всех вышеперечисленных операций можно приступать к тестированию,
либо читать дальше, про
Метод установки эталона двумя перемычками

Данный метод обычно не используется. Он применим только в случае, когда нужно исключить одно из крайних соединений из результатов тестирования. Установка эталона с использованием данного метода выполняется путем соединения приборов двумя парами эталонных шнуров через проходной адаптер, как показано на схеме ниже.
Поскольку параметры соединения эталонных тестовых шнуров входят в эталонное значение, параметры одного из соединений в тестируемой линии не войдут в результаты измерений.
«Классический» способ установки эталонного значения методом двух перемычек весьма прост – прогреть, почистить, подключить, выставить. Однако, с целью дополнительного контроля состояния тестовых шнуров мы рекомендуем использовать расширенную методику:

Шаг 1. Выставить эталон методом одной перемычки:
Шаг 2. Проверить вторую пару тестовых шнуров. Для этого подключить их к прибору и выполнить автотест. Измеренное затухание не должно превышать 0,15 дБ для многомода и 0.25 дБ для одномода. Результаты сохранить:
Шаг 3. Ничего не отключая, зайти в меню «инструменты», выбрать «установка эталона» и выполнить установку эталона 2-мя перемычками. Прибор автоматически будет включать в протоколы измерений последнее установленное эталонное значение:
После выполнения всех этапов установки эталона методом двух перемычек самое время перейти к вопросу «как тестировать MPO / MTP»? В этом нам поможет
Метод установки эталона тремя перемычками

Установка эталона методом трех перемычек позволяет проводить тестирование линий с разъемами, которых нет на тестере. Как правило, это относится к претерминированным сборкам:
В случае, если волоконно-оптическая линия связи, построенная на претерминированной оптике, оканчивается кассетами, либо производитель СКС допускает применение кассет при тестировании, при установке эталона следует применять метод одной перемычки. Если же разъемы по краям тестируемой линии не совпадают с разъемами прибора, для проведения сертификационных испытаний применяются эталонные переходные шнуры (в нашем примере – «гидры»):
В данной конфигурации задача, решаемая при помощи установки эталонного значения, заключается в исключении из результатов тестирования не только эталонных тестовых шнуров, но и крайних коннекторов эталонных переходных шнуров. Длиной переходных шнуров можно пренебречь – как правило, она составляет один метр, что никак не сказывается на результатах измерений. Наихудший случай погонного затухания – 3,5 дБ / км для многомодового кабеля при длине волны 850 нм, что составляет 0,007 дБ для двух метров волокна, или для обоих эталонных переходных шнуров.

Для установки эталона с использованием метода трех перемычек нам понадобится три пары эталонных тестовых шнуров:
При этом рекомендуется действовать поэтапно, обеспечивая верификацию состояния каждой пары тестовых шнуров:

Шаг 1. Выставить эталон методом одной перемычки:
Шаг 2. Проверить вторую пару тестовых шнуров. Для этого подключить их к прибору и выполнить автотест. Измеренное затухание не должно превышать 0,15 дБ для многомода и 0.25 дБ для одномода. Результаты сохранить:
Шаг 3. Ничего не отключая, зайти в меню «инструменты», выбрать «установка эталона» и выполнить установку эталона 2-мя перемычками:
Шаг 4. Проверить третью перемычку. Для этого подключить третью пару эталонных тестовых шнуров МЕЖДУ уже подключенных к прибору, и выполнить автотест. Измеренное затухание не должно превышать 0,15 дБ для многомода и 0.25 дБ для одномода. Результаты сохранить:
Шаг 5. Ничего не отключая, зайти в меню «инструменты», выбрать «установка эталона» и выполнить установку эталона 3-мя перемычками:
При тестировании прибор автоматически будет использовать последнее установленное эталонное значение.

После этого, если есть такая техническая возможность, желательно убедиться в надлежащем качестве эталонных переходных шнуров. В нашем примере такую возможность могут обеспечить коннекторы MPO / MTP с возможностью изменения пола. Дело в том, что коннекторы MPO / MTP обладают не только полярностью, но и полом, а проходной адаптер для этих коннекторов не отвечает за соосность волокон – она обеспечивается самими коннекторами.
Таким образом, соединять через проходной адаптер можно только разнополые коннекторы. Как правило, при тестировании для подключения к линии коннекторы MPO / MTP на эталонных переходных шнурах должны иметь одинаковый пол. В случае, если возможность смены пола коннектора MPO / MTP присутствует, после установки эталона желательно собрать следующую схему:
Для верификации эталонных тестовых шнуров необходимо выполнить автотест для всех шести пар волокон и убедиться, что вносимое затухание не превышает 0,25 дБ. В данной конфигурации измеряются только параметры соединения коннекторов MPO / MTP – остальное уже вошло в эталонное значение, а затуханием на 2-х метрах кабеля мы можем пренебречь, как было описано выше. Эти результаты так же желательно сохранить.

Данная процедура финализирует проверку оборудования, применяющегося при тестировании волоконно-оптических линий связи с эталонным значением, устанавливаемым по методу трех перемычек.
Выводы

Правильный выбор метода установки эталона и четкое следование рекомендациям – залог достоверных результатов измерений параметров волоконно-оптических линий связи.

Диапазон эталонных значений для TestPro CV100:

  • для многомодовых линий >= -24 дБм
  • для одномодовых линий >= -4 дБм

Состыкованная пара коннекторов эталонных тестовых шнуров (TRC) должна иметь затухание:

  • Для многомодовых TRC: <= 0,15 дБ
  • Для одномодовых TRC: <= 0.25 дБ

В подавляющем большинстве случаев при тестировании линий с одноволоконными коннекторами (LC, SC, FC, ST) используется метод одной перемычки.

Для тестирования линий связи с многоволоконными коннекторами применяется метод трех перемычек

Сохраненные результаты верификации эталонных шнуров являются дополнительным аргументом в вашу пользу в спорных ситуациях

Установку эталона и последующее тестирование линии с коннекторами разных типов на концах мы рассмотрим в одной из следующих публикаций.