15 апреля 2020 г.
В оптоволоконной связи и фотоэлектрических системах все зависит от света. Возможность правильного приема сигнала полностью определяется оптической мощностью. Измеритель оптической мощности (OPM) — это самый простой инструмент для измерения мощности оптического сигнала. Без него тестирование оптоволоконных линий похоже на ощущение пульса в темноте.
В волоконно-оптической связи и фотоэлектрических системах вся передача сигналов зависит от света. И сила этого света напрямую определяет, можно ли правильно принять сигнал. Измеритель оптической мощности (OPM) — это самый простой инструмент для измерения мощности оптического сигнала. Без него тестирование оптоволоконных линий равносильно завязыванию глаз и догадкам.
Основной принцип не сложен: фотодетектор (обычно InGaAs или германиевый фотодиод) преобразует падающие оптические сигналы в электрические сигналы, а схема преобразует их в показания мощности, выраженные в дБм (децибел-милливатты) или мкВт (микроватты). дБм — логарифмическая единица: 0 дБм = 1 мВт, -10 дБм = 0,1 мВт, -30 дБм = 0,001 Вт. Ценность дБм заключается в том, что он сохраняет показания читаемыми, даже когда оптическая мощность варьируется на несколько порядков — оптоволоконная линия с мощностью передачи 0 дБм и мощностью приема -25 дБм имеет затухание 25 дБ, что означает в 300 раз меньшую мощность на приемнике, но выражается одним числом: 25.
OPM является скорее обязательным, чем необязательным, поскольку он выполняет три непреодолимые функции. Во-первых, он измеряет выходную мощность на стороне передачи, чтобы убедиться, что источник света работает в соответствии со спецификациями. Во-вторых, он измеряет входную мощность на стороне приема, чтобы убедиться, что сигнал превышает порог чувствительности приемника. В-третьих, вычитание этих двух значений дает потери на линии связи — единственный наиболее важный показатель для оценки качества оптоволоконной линии. Вместе эти три функции представляют собой полную физическую проверку каждого оптоволоконного канала.
Распространенным заблуждением является то, что ОПМ предназначены только для лабораторий. На самом деле инженеры на местах используют их ежедневно — для приемки оптоволоконных линий на базовых станциях телекоммуникаций, тестирования волоконно-оптических соединений в центрах обработки данных и проверки волоконно-оптических линий связи на фотоэлектрических станциях. PK56A разработан специально для использования в полевых условиях и сочетает в себе точность лабораторного уровня и портативность.
При выборе ОПМ решающее значение имеют три параметра. Если вы ошибетесь, результаты теста станут недействительными.
Во-первых: длина волны. Свет в оптоволокне — это не белый свет, а лазерный или светодиодный свет определенной длины волны. Обычные длины волн оптоволоконной связи включают 850 нм (многомодовый), 1310 нм (одномодовый), 1550 нм (одномодовый) и 1625 нм (для тестирования систем DWDM). OPM должен быть откалиброван на правильной длине волны, поскольку чувствительность детектора зависит от длины волны — один и тот же детектор может быть в два раза чувствительнее при длине волны 850 нм, чем при 1550 нм. Использование калибровочной кривой 850 нм для измерения света с длиной волны 1550 нм может привести к отклонению показаний на 20% и более. PK56A поддерживает семь настроек длины волны, охватывающие диапазон от 850 до 1625 нм, что соответствует основным длинам волн связи — в полевых условиях не нужно беспокоиться о несоответствии длин волн.
Второе: диапазон мощности. Диапазон определяет, насколько сильный световой сигнал может измерить OPM. Слишком малый диапазон может привести к разрушению детектора сильным светом; слишком большой диапазон не позволяет измерить слабый свет. Оптическая мощность при полевых испытаниях обычно находится в диапазоне от -70 дБм до +10 дБм. -70 дБм — нижний предел чувствительности большинства приемников; +10 дБм — максимальная мощность большинства источников света. Диапазон PK56A охватывает от -70 дБм до +10 дБм, что соответствует большинству полевых сценариев.
Третье: точность. Точность OPM обычно выражается как от ±0,1 дБ до ±0,3 дБ. ±0,1 дБ означает погрешность в пределах 2% — премиум-класс. ±0,3 дБ означает погрешность около 7 %, что достаточно для большинства инженерных приемок. Точность имеет значение, поскольку если OPM имеет точность ±0,3 дБ, а технические характеристики требуют погрешности потерь в канале в пределах ±0,5 дБ, то на один только OPM приходится 60 % допустимого бюджета ошибок, оставляя небольшой запас для самого канала.
Традиционное тестирование оптоволокна требовало нескольких устройств: OPM для питания, красная лампочка для определения места повреждения и источник света для подачи тестового сигнала. PK56A объединяет все три в одном портативном устройстве, и его основная ценность — универсальность.
Основной корпус PK56A представляет собой OPM, поддерживающий семь длин волн и диапазон от -70 дБм до +10 дБм. Кроме того, он имеет встроенный источник красного света (650 нм), который подает красный свет в волокно через адаптеры FC/UPC или SC/UPC. Красный свет служит для визуализации: когда красный свет вводится в волокно, и если в середине есть разрыв, красный свет просачивается из места разрыва и становится видимым невооруженным глазом. Это особенно полезно для устранения неполадок оптоволоконных перемычек — нет необходимости в рефлектометре (оптическом рефлектометре во временной области, устройстве стоимостью в десятки тысяч юаней). Всего один ПК56А быстро определяет, исправна ли перемычка.
PK56A также поддерживает универсальные оптоволоконные интерфейсы. FC, SC, ST, LC и другие типы интерфейсов поддерживаются за счет сменных адаптеров — нет необходимости в отдельных устройствах для каждого типа интерфейса. В полевых условиях разные системы используют разные интерфейсы — SC в телекоммуникациях, LC в центрах обработки данных, FC в кабельном телевидении — а поддержка нескольких интерфейсов PK56A означает, что одно устройство обрабатывает все сценарии.
На практике PK56A повышает ценность за счет простоты эксплуатации. На его дисплее одновременно отображаются показания как в дБм, так и в мкВт, а также напрямую указывается, соответствует ли результат теста техническим характеристикам (ПОДХОД / ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ / НЕ ПРОЙДЕН) — ручной поиск в таблице не требуется. Он сохраняет результаты испытаний для сравнения с историческими данными.
В практике тестирования оптоволокна несколько повторяющихся ошибок приводят к ненужным потерям. Их понимание предотвращает реальные проблемы. Первая ошибка – не проверить настройку длины волны перед измерением. Как уже говорилось, калибровочные кривые OPM различаются в зависимости от длины волны. Установка неправильной длины волны приводит к искажению показаний на 10–20%. Многие полевые сотрудники во избежание проблем используют одну и ту же длину волны для всех измерений — при измерении одномодового волокна 1310 нм и 1550 нм она может отклоняться от 10 до 20 %.
Вторая ошибка – игнорирование чистоты торца волокна. Пыль, масло или царапины на торце волокна (торце разъема) вызывают дополнительные вносимые потери и отражения, а результаты испытаний могут ошибочно отнести загрязнение торца к проблемам с качеством оптоволоконной линии. Простой метод самопроверки: перед проверкой осмотрите торец с помощью лупы. В случае загрязнения перед измерением очистите его специальной палочкой для чистки волокон и безводным спиртом. Многие сбои, связанные с потерей соединения, превышающие технические характеристики, устраняются самостоятельно после очистки торцевой поверхности.
Третья ошибка — тестирование только одного волокна. В оптоволоконной линии обычно имеется два волокна — одно для передачи (Tx), другое для приема (Rx). Потеря связи может различаться между ними. Тестируя только один и делая выводы, можно не заметить проблемы с другим. Правильный подход — протестировать оба варианта и сравнить разницу потерь. Если разница превышает 3 дБ, возможно, одно волокно имеет проблемы с изгибом, сдавливанием или оконцеванием.
Четвертая ошибка – отсутствие записи данных испытаний. Данные OPM — мощность передачи, мощность приема, потери в канале — представляют собой «запись о работоспособности» оптоволоконной линии. Если данные не записываются после тестирования, то при возникновении будущих проблем со связью невозможно определить, «раньше было хорошо» или «раньше были проблемы». Правильный подход — записывать все данные после каждого теста, архивируя их по номеру ссылки, создавая запись теста временного ряда.
Комплексное тестирование оптоволокна выходит за рамки простого измерения мощности. Полный рабочий процесс приемки оптоволоконной линии должен включать в себя: проверку мощности на передающей стороне (подтверждение соответствия выходной мощности источника света техническим характеристикам), проверку мощности на приемной стороне (подтверждение того, что сигнал превышает чувствительность приемника), расчет потерь в линии (вычитание двух и сравнение с расчетными значениями), проверку торцевой поверхности волокна (чистота и целостность) и проверку непрерывности красного света (быстро исключает неисправности перемычек).
При выборе испытательного оборудования цена сама по себе не должна быть решающим фактором. Интегрированное устройство с OPM и источником красного света (например, PK56A) дешевле, надежнее и занимает гораздо меньше времени, чем покупка OPM и ручки красного света по отдельности. Основная ценность такого устройства, как PK56A, заключается не в точности измерений, а в способности выполнить полную оценку оптоволоконной линии за 10 минут вместо того, чтобы носить с собой три устройства, менять три интерфейса и просматривать три таблицы.
Покупателям также следует обратить внимание на детали, которые легко упустить из виду в маркетинговых материалах: поддерживает ли устройство экспорт данных (для интеграции с системами инженерного управления); соответствуют ли оптоволоконные адаптеры типам интерфейсов, используемым в полевых условиях; поддерживаются ли длинные волны (1625 нм, для внеполосного тестирования системы DW); и соответствует ли срок службы батареи полному дню использования в полевых условиях. Эти детали определяют, действительно ли устройство будет использовано или окажется забытым в ящике стола. View the PV Test Instruments Collection
Сообщите нам сценарий применения и требования к производительности, и мы подберём подходящее решение и вышлем смету в течение 24 часов.
Получите бесплатную сметуPK56A optical power meter, PK56B-E integrated OPM + red light source (2mW/5mW/10mW/20mW) — five series covering the complete needs from basic optical power testing to long-distance red-light fault location. Seven-wavelength coverage, multi-interface compatibility, wide-temperature design — designed for field testing and acceptance at PV plants, telecom base stations, and data centers.
Explore the PV Test Instruments →