Как проверить работает ли оптический кабель

Обзор методов тестирования оптических кабелей рефлектометром: что выбрать для проверки новых ВОЛС?

Модернизация базовых сетей 100/400G и подготовка к развертыванию 5G требуют качественной проверки волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Выбор правильных методик и подходящих приборов имеет решающее значение при тестировании оптоволокна, так как ошибки могут обойтись крайне дорого.

О каких бы современных оптических сетях ни шла речь, физическая целостность волокна и качества соединения оптических линий все еще имеют решающее значение. Модернизация существующих сетей предполагает проверку их состояния, а прокладка новых ВОЛС — контроль качества соединений. Чем выше скорости ВОЛС, тем более строгие требования к качеству их диагностики. И здесь возникает проблема выбора методики тестирования, например, всегда ли «проверка по максимуму» с применением двунаправленных тестов — лучший вариант?

Двунаправленное тестирование ВОЛС рефлектометром: панацея или новые проблемы?

Важно понимать, что оптоволоконная связь тесно связана с рефлектометрией. Без качественного рефлектометра OTDR невозможно создать надежно работающую ВОЛС. Поэтому решение проблемы сводится к правильному первоначальному выбору оборудования и определению наиболее подходящих методик тестирования.

Существует два основных метода рефлектометрии: односторонний (к одному концу линии подключается одна компенсационная катушка), двусторонний (с компенсационной катушкой на ближнем конце и такой же на дальнем).

Направление движения света может повлиять на результаты тестирования. В любом волокне существует разница коэффициентов обратного отражения и в одном направлении потери света могут быть больше.

При одностороннем тестировании OTDR можно пропустить множество аномалий. Так, места соединения волокон с разными коэффициентами отражения в одном из направлений могут компенсировать потерю тестового сигнала, а в другом — существенно его ослаблять. Кроме того, существуют мертвые зоны, в которых рефлектометр не регистрирует события.

На рисунке ниже показан пример разницы в потере уровня сигнала в зависимости от направления измерений. С одной стороны, тестирование даже показывает отрицательные потери в -0,3 дБ, что, конечно, невозможно. В данном случае наблюдается эффект усиления, связанный с разницей в коэффициенте обратного рассеяния в месте соединения двух кабелей.

Поэтому одностороннее тестирование оптических кабелей рефлектометром лучше подходит для простых тестов, например, для поиска и локализации мест разрыва, излома волокна, а также оценки общего затухания сигнала в волокне, проверки коннекторов и т. д. В таком случае нет необходимости тратить время на двунаправленное тестирование. Главным преимуществом односторонней диагностики ВОЛС является то, что нужно выполнять всего одну процедуру инспекции и очистки оптоволокна на каждую линию. Это важно, поскольку вносимые загрязнения коннекторов могут привести к выходу из строя ВОЛС, которая до тестирования работала исправно. Иногда клиенты настаивают на двустороннем «полном тестировании», но это может быть избыточным и даже вредным решением хотя бы из-за большего риска неудачной процедуры очистки оптических разъемов.

Двунаправленная проверка оптоволокна без беготни

Односторонние тесты не подходят при прокладке новых сетей и мониторинге производительности ВОЛС. В таких случаях отраслевые стандарты требуют двунаправленной проверки оптических кабелей рефлектометром (Bi-dir OTDR) с замером сигнала с обоих концов линии. Это нужно, чтобы выявить аномалии, которые не видны при обычной односторонней рефлектометрии. Также, бывают уникальные случаи, когда в линии используются кабели с волокном разного диаметра, при этом двустороннее тестирование может оказаться полезным. Тестирование Bi-dir OTDR дает возможность усреднить параметры измерений и дать четкую оценку качества ВОЛС. В итоге можно однозначно определить, поддерживает ли тестируемая линия высокоскоростную передачу данных. Это сэкономит время и деньги, которые клиент может потерять в случае запуска неисправной кабельной системы.

Традиционная двунаправленная проверка ВОЛС предполагает сначала замер с одной стороны:

А потом тестирование оптической линии с другой стороны:

После чего определяются средние параметры. Это трудоемкая работа, требующая ручной обработки данных. Ее можно ускорить, используя одновременно два аналогичных прибора с двух сторон кабельной трассы (методика bi-directional OTDR), но это требует дополнительных расходов на оборудование.

Ещё одной из наиболее эффективных методик является тестирование оптическим рефлектометром с замкнутой цепью (loopback). Данный метод предполагает применение рефлектометра на одном конце линии и эталонной петли оптоволокна на другом. Таким образом можно проверить две оптические линии по двум направлениям, поочередно меняя местами кабели. Это наиболее эффективный способ с точки зрения экономии средств и трудозатрат, так как требуется лишь один рефлектометр, коммутация петлёй и две компенсационные катушки.

Серьезным недостатком тестирования OTDR-loopback являются трудоемкие процессы записи и объединения данных тестирования. Зачастую ручная работа с данными приводит к ошибкам и нужны повторные тесты. Эта проблема решена в современных оптических рефлектометрах, таких как VIAVI T-BERD/MTS-4000 V2.

Платформа обладает возможностью аппаратного расширения (через подключение сменных модулей) и большим набором программного обеспечения для автоматизации рабочих процессов. С прибором VIAVI T-BERD/MTS-4000 V2 операции при любом методе тестирование сводятся к минимуму: выбор конфигурации тестовых настроек из готового списка и запуск серии двунаправленных тестов нажатием одной кнопки. Специальные программные алгоритмы контролируют правильность тестирования. Результаты измерений можно передать в облачный сервис и получить удалённый доступ ко всем отчетам для дальнейшего анализа.

При использовании таких совершенных приборов, как VIAVI T-BERD/MTS-4000 V2, задача специалистов сводится к качественному выполнению процедур очистки загрязнений оптических коннекторов и односторонней проверке компенсационных катушек перед началом двунаправленного тестирования.

Таким образом, модульная платформа предлагает возможность выбора любой методики диагностики оптического кабеля с максимальной автоматизацией. И этот выбор можно делать исходя из потребности, а не возможностей имеющегося оборудования. В конечном счете, такой подход снижает вероятность сбоев в работе ВОЛС.

Источник

Тестирование оптических кабелей с коннектором MPO: полное руководство!

Несмотря на то, что MPO-кабели (ленточные кабели с многоволоконным MPO разъемом, Multi-fiber Push On) используются уже в течение длительного времени, в существующих стандартах тестирования отсутствуют испытания, рассчитанные на технологию MPO, поскольку эти стандарты направлены на тестирование одинарного или дуплексного волокна с одиночными оптоволоконными соединителями. Данные стандарты трудно применить к тестированию ленточного волокна с MPO-разъемами. В качестве ответа на необходимость применения стандартов к MPO-коннекторам, IEC SC 86C WG1 был выпущен технический отчет IEC 61282-15/TR по тестированию оптических кабелей, имеющих многоволоконный MPO-connector. Ожидается приведение в соответствие стандартов ISO/IEC и стандартов TIA, что обеспечит единый подход к тестированию MPO независимо от страны или региона мира.

Если заглянуть в стандарты для тестирования линий и каналов, там указаны два уровня сертификации. Тестирование уровня 1 (которое в IEC называется Basic) связано с потерями, длиной и полярностью установленных волоконных систем. Уровень 2 (которое в IEC называется Extended ) – это тестирование с использованием оптического рефлектометра. Важно отметить, что тесты уровня 2 (расширенного) являются дополнением к базовым испытаниям уровня 1, но сами по себе не являются достаточными. Кроме того, важным моментом в рамках этих стандартов является требование осмотра торцевой поверхности волокна в соответствии со стандартом IEC 61300-3-35. Это позволит гарантировать перед соединением, что торцевая поверхность волокна не имеет мусора и каких-либо дефектов.

Анатомия MPO-разъема

12-волоконный MPO-connector имеет приблизительно тот же размер, что и дуплексный разъем LC. Но на этом их сходство и заканчивается.

Одноволоконный соединитель содержит только одно волокно, которое смонтировано в белом керамическом наконечнике. В многожильном соединителе используется полимерный наконечник, который содержит несколько волокон в форме массива, проходящего через его середину. Существуют варианты MPO-соединителей на 4, 8, 12 и 24 волокна.

Также определяется «пол» разъема – штекер (male) или гнездо (female). Штекеры и гнезда позволяют выровнять торцы волокон и совместить их сердцевины в разъеме.

Сквозная полярность

В стандарте TIA-568.3 представлены три метода конфигурации системы для обеспечения правильных соединений: типы полярности A, B и C.

Кроме «пола» разъемов ленточные кабели MPO имеют определенную полярность. Полярность определяет подключение отдельных волокон. Выбор полярности имеет решающее значение для соединения передатчиков с приемниками и наоборот.

Разъемы и адаптеры MPO имеют ключи. Эти ключи задают сквозную полярность системы MPO. Выше на иллюстрации показана полярность кабелей. Обратите особое внимание на положение ключа (вверх или вниз) на любом из концов кабеля. Немного облегчает жизнь то, что на корпусе большинства разъемов MPO имеется белая точка, указывающая на волокно 1. Также на полярность влияют адаптеры. На них слот для ключа располагается спереди и сзади. Адаптеры с полярностью А имеют «ключ вверху и ключ внизу», а адаптеры полярности B имеют «ключ вверху и ключ вверху».

В стандарте TIA-568.3 представлены три метода конфигурации системы для обеспечения правильных соединений. Тип A – это прямое соединение. Волокно в позиции 1 на одной стороне соединяется с позицией 1 на другой стороне. Тип B – это обратное подключение. Волокно в позиции 1 на одной стороне соединяется с позицией 12 на другой стороне. Это обеспечивает переворот волокон, который необходим для соединения передатчика 40/100G с приемником 40/100G. В конфигурации типа C волокна переворачиваются попарно (волокно 1 соединяется с позицией 2, а волокно 2 соединяется с позицией 1 и т.д.). Данная конфигурация используется для систем, в которых конечные соединения являются дуплексными, как правило, для поддержки 1/10G. Обратите внимание, что существуют также нестандартные подключения (пользовательские или собственные стандарты).

Очевидно, что полярность становится проблемой из-за наличия возможных вариантов. Если у вас четыре разных кабеля и три адаптера, важно проверить и задокументировать сквозную полярность системы, потому что именно так это будет выглядеть для оборудования.

На рисунке с адаптером показано гнездо соединителя внутри адаптера, подключенное к ленточному волокну. При подключении штекера (ключ направлен вниз) линия контактов создает физическое соединение для прохождения света через волокна. В волоконно-оптической сети это критическая точка соединения. Если чистый физический контакт отсутствует, путь передачи света будет нарушен и соединение будет некачественным.

Никогда не пытайтесь соединить два гнезда MPO (не будет достаточного выравнивания торцевых поверхностей для распространения света по волокнам) или два штекера MPO (взаимодействие выступающих штифтов может привести к повреждению соединителя).

Физические соединения с использованием адаптера MPO

MPO unpinned (female)

Гнездо соединителя MPO (без штифтов)

MPO pinned (male)

Штекер соединителя MPO (со штифтами)

Адаптер используется для соединения гнезда соединителя (ключ вверх) со штекером соединителя (ключ вниз), что обеспечивает выравнивание контактов для создания хорошего физического соединения.

Правила работы с MPO коннекторами: осмотрите, очистите, осмотрите

Перед соединением разъемов MPO важно, чтобы все торцевые поверхности волокон и наконечник были чистыми, действительно чистыми. Выравнивание 12 или 24 волокон требует высочайшей точности, особенно если учесть, что одномодовое волокно имеет сердцевину диаметром только 9 микрон. Если на торце одного из волокон или на наконечнике есть грязь, то при соединении она будет разнесена по всему разъему. Грязь создает воздушные зазоры, которые могут воспрепятствовать распространению света по некоторым волокнам, и будут создавать отражения и вносить потери на любом затронутом волокне.

Представьте ситуацию, в которой задействован описанный выше сценарий. Грязь и воздушные зазоры нарушили нормальную работу первых семи из 12 волокон в MPO-коннекторе. В таком случае тестирование волокон с 8 по 12 не покажет никаких проблем, и эти волокна могут быть введены в эксплуатацию. Однако если позже вы захотите увеличить трафик за счет использования волокон 1, 2, 3 и 4, испытания покажут слишком высокие потери или слишком сильное отражение, что потребует отсоединения разъема для очистки и прекращения передачи любого трафика на нижних волокнах.

Во избежание подобных проблем компания Viavi рекомендует применять метод «осмотра перед подключением», который соответствует стандартам IEC.

Рекомендация проста. Сначала осматриваются торцевые поверхности всех волокон. Если поверхность чистая, можно продолжать. Если же есть какие-либо загрязнения, нужно провести очистку. Затем повторите осмотр. Всегда проводите повторную проверку, потому что это единственный способ убедиться в эффективности процесса очистки. Никогда не подключайте разъем, пока торцевая поверхность волокна не станет чистой. Никогда не проводите очистку без предварительного осмотра. Нет никакого смысла в очистке того, что и так чистое, потому что не следует прикасаться к торцевой поверхности волокна больше, чем необходимо.

Чтобы вся система гарантированно не имела загрязнений, должны быть чистыми обе стороны каждого соединения. Патч-корды MPO легко доступны и их проще осмотреть по сравнению с волокном внутри проходного разъема, который часто упускается из вида. Обычно это происходит потому, что установщик не имеет подходящего инструмента. Но такие пропуски являются ошибкой. Проходной разъем может составлять только половину соединение, но с большой вероятностью более грязную и проблемную.

Требования к осмотру разъемов и обеспечению качества соединения установлены в стандарте IEC 61300-3-35. Они относятся как к симплексным разъемам, так и к MPO-connector, однако для последних важны только две зоны: сердцевина и оболочка.

Сегодня выпускается много устройств для очистки оптических коннекторов портов. Например, кликеры хорошо подходят для очистки поверхностей во время монтажа сетей, поскольку они эффективны как для кассет, так и для патч-кордов.

MPO-разъемы, как правило, более склонны к статическому накоплению, чем симплексные разъемы. По этой причине предпочтительным является метод влажной и сухой очистки.

Компания Viavi рекомендует нанести небольшое количество очищающей жидкости на салфетку для оптики, затем коснуться чистящим наконечником кликера влажного места на салфетке. Никогда не наносите чистящую жидкость непосредственно на чистящую ленту.

Как тестировать MPO кабели?

Если рассматривать систему MPO, важно знать что тестировать и какие процедуры тестирования использовать.

Источник