مشکلات اندازه گیری در OTDR

هنگامی که یک فیبر قطع و یا بریده شود، ممکن است انتهای آن به صورتی شکسته شود که نوری که به انتها برخورد می‌کند دارای بازتاب نباشد. هم چنین ممکن است انتهای فیبر در روغن یا ژله غوطه‌ور شود که باعث می‌شود بازتاب فرنل نیز از بین برود. زمانی که این اتفاق رخ می‌دهد، سطح منحنی تا حد سطح نویز سقوط می‌کند. در این حالت تعیین محل شکستگی مشکل خواهد بود. بهترین روش برای تعیین محل، استفاده از روش دو نقطه‌ای است. نشانگر سمت چپ را در نزدیکی محل برده و دقت نمایید که نشانگر هنوز بر روی منحنی نور بازگشتی باشد.نشانگر سمت راست را به آن نزدیک کرده تا جایی که افت بین دو نشانگر به dB 5/0 کاهش یابد. نقطه واقعی شکستگی بسیار نزدیک محل نشانگر سمت راست است. برای کسب اطمینان بیشتر می‌توانید همین آزمون را از طرف دیگر فیبر نیز انجام دهید. البته باید در نظر داشت که ممکن است فیبر در چند نقطه شکسته باشد. گاهی اوقات، زمانی که دو فیبر به هم متصل می‌شوند، سطح نور برگشتی در نقطة اتصال به جای پایین رفتن، بالا می‌آید. در نگاه اول، به نظر می‌رسد افزایش توان در اتصال اتفاق افتاده باشد. OTDR ممکن است حتی یک اتلاف منفی (تقویت توان) در اتصال را نشان دهد که این خود از مشکلات اندازه گیری در OTDR است. آنچه اتفاق افتاده است این است که فیبرها دارای عدم تطابق بوده‌اند: فیبر دوم دارای یک ضریب پس پراکنشی بیشتری نسبت به فیبر اول و مقدار نور برگشتی در آن بیشتر است.حسگر OTDR آن را به عنوان یک سطح بالاتر نسبت به انتهای فیبر اول می‌خواند و نقاط داده متناظر را بالاتر از سطح مربوط به فیبر قبلی در منحنی نشان می‌دهد. اگر همان اتصال از جهت مخالف آزمايش شود، OTDR اتلاف بیشتری از سطح نرمال (واقعی) را نشان خواهد داد که این از مشکلات اندازه گیری در OTDR است. در این مورد، مقدار اتلاف اتصال صحیح میانگین این دو قرائت خواهد بود. به این ترتیب اگر دستگاه در یک جهت افت منفی ۰/۲۵db- بخـواند و در جهت مخـالف 0/45db- را اندازه گیری نماید، اتلاف اتصال واقعی ۰/۱db خواهد بود.میانگین همه اتصالات در یک اسپن فیبر (اسپـن یک یا چنـد فیبر به هم متصل شده برای ساخت یک لینک فیبر پیوسته از یک کانکتور به انتهای کانکتور دیگر است) معمولا معیار استفاده شده در ساخت یک سیستم است. اگر میانگین برابر و یا بهتر از مقدار تعیین شده باشد، آنگاه با بودجه تضعیف برنامه‌ریزی شده تطابق خواهد داشت. اتصالات با تقویت ظاهری از آن جا که معمولا به صورت اتلاف منفی بر روی OTDR نمایش داده می‌شوند و خود از مشکلات اندازه گیری در OTDR بوده که می‌توانند در تعیین اتلاف اتصال میانگین مناقشه برانگیز باشند. جهت تعیین مقدار افت اتصال میانگین برای یک رشته از اتصاالت در یک اسپن فیبر، لازم است مقادیر اتصال با تقویت ظاهری به همراه مقادیر تلفات نرمال در نظر گرفته شوند.به این ترتیب، از هر دوی مقادیر مثبت و منفی نمایش داده شده بر روی OTDR، در محاسبه مجموع کل مقادیر تلفات اتصال استفاده نمایید. آنگاه این مجموع را بر تعداد اتصالات تقسیم نمایید. صحیح‌ترین روش تعیین مقادیر افت اتصال در یک اسپن فیبر، تهیه یک اندازه‌گیری دو طرفه از هر اتصال است، به این ترتیب، اتصال فیبر AB به فیبر BC را اول از انتهای فیبر A و سپس از انتهای فیبر C اندازه‌گیری کنید. برای هریک از اتلاف اتصال میانگین را به دست آورده، آنگاه میانگین کل اسپن را محاسبه نمایید. این روش زمان بر بوده و معمولا تنها زمانی قابل انجام است که کل سیستم به هم متصل باشد. بهترین روش بعدی، میانگین گرفتن یک طرفه از تمام اتصالات در یک اسپن با استفاده از مقادیر اتصال اندازه‌گیری شده از تنها همان جهت است.به طور معمول، زمانی که در یک اتصال تقویت ظاهری اتفاق می‌افتد، در اتصال بعدی بیشتر انتظار افت نرمال را خواهیم داشت. دلیل آن نیز این است که فیبری که دارای دارای سطح نور برگشتی بیشتری است افت بیش از معمول را در فیبر بعدی باعث می‌شود، و بنابراین اثرات دو اندازه‌گیری اتصال خنثی خواهند شد. در یک اسپن از محاسبه افت‌های یک طرف مربوط به اتصالات مختلف که از جهات مختلف اندازه‌گیری شده‌اند، پرهیز کنید.بازتاب شبحگاهی اوقات شما یک بازتاب فرنل را در مکانی که انتظار ندارید معمولا بعد از انتهای یک فیبر، مشاهده خواهید کرد. زمانی این پدیده اتفاق می‌افتد که بازتابی بزرگ در یک فیبر کوتاه رخ دهد. در حقیقت نور بازتاب شده در فیبر به جلو و عقب می‌پرد، و سبب می‌شود یک یا تعداد بیشتری بازتاب در چندین فاصله از بازتاب بزرگ اولیه به صورت اشتباهی نشان داده شود. یعنی اینکه اگر یک بازتاب بزرگ در 1325 فوت رخ دهد ممکن است یک بازتاب غیر منتظره در 2650 فوت (دو برابر فاصله اولیه) و دیگری در 3975 فوت (سه برابر فاصله اولیه) اتفاق بیفتد. دومین و سومین بازتاب شبح خواهند بود. نوع دیگری از شبح زمانی رخ می‌دهد که شما در اندازه‌گیری فیبری با طول بالا برای مشاهده جزئیات، دستگاه را برای محدوده کوتاه‌تری از طول واقعی فیبر تنظیم نمایید. با این کار دستگاه قبل از دریافت نور برگشتی، پالس‌های نوری بیشتری به درون فیبر ارسال كرده و نور برگشتی مربوط به اولین پالس کل طول فیبر را طی کرده باشد.وقتی در یک زمان بیش از یک پالس را دریافت نمایید در واقع سیستم به صورتی تنظیم شده است که نورهای برگشتی از پالس‌های مختلف در یک لحظه به OTDR می‌رسند و نتایج غیر قابل پیشبینی حاصل می‌شود و ممکن است در یک ناحیه از فیبر انعکاس‌های مختلف به صورت نویز نشان داده شوند که مشکلات اندازه گیری در OTDR محسوب می‌شود. در زیر روش‌هایی مطرح شده که با استفاده از آنها می‌توانید مشخص نمایید آیا در بازتاب شبح اتفاق افتاده و تا در این صورت احتمالا بتوانید آن را حذف نمایید:فاصله تا بازتاب مشکوک را اندازه بگیرید. آنگاه یک نشانه‌گر را در نصف این فاصله بر روی فیبر قرار دهید. اگر بازتاب دیگر در نیمه اول فیبر مشاهده نمودید، بازتاب مشکوک، احتمالا یک ”شبح“ است.2 -مقدار نور بارگشتی از انعکاس حقیقی را کاهش دهید. با کاهش توان این نور، شبح نیز کاهش یافته و یا از بین خواهد رفت. برای این کار انتهای فیبر را درون مواد ژل‌های که برای تطبیق ضریب شکست استفاده می‌کنید قرار دهید و یا با استفاده از پالس‌های کوتاه‌تر توان کمتری به درون فیبر منتقل نمایید و در ناحیه‌ای قبل از انتهای فیبر به نوعی تضعیف آن را بالا ببرید.3 -محدوده فاصله (محدوده نمایش) OTDR را تغییر دهید. در برخی از OTDRها، یک شبح هنگامی به وجود می‌آید که محدوده فاصله، بیش از حد کوتاه باشد. نتظیم محدوده را افزایش دهید، ممکن است شبح ناپدید شود.4 -اگر به نظر رسد که یک شبح در یک فیبر به وجود آمده است، تلفات محل بازتاب مشکـوک را اندازه‌گیری کنید. اگر در محـل بازتاب افتی اتفاق نیفتاده باشد، بازتاب مزبور شبح خواهد بود.انتخاب یک OTDRدر انتخـاب یک OTDR، باید فاکتــورهای متعــددی را مـورد توجه قرار دهید. از افراد دیگری که از OTDR استفاده می‌کنند توصیه‌هایی بخواهید. از خودتان این سوالات را بپرسید:چه نوع فیبرهایی و با چه طول موج‌هایی آزمايش خواهید کرد؟سینگل مود، مولتی مود، یا هر دو. نیازهای کوتاه مدت و بلند مدت خود را در نظر بگیرید. اگر ممکن است نیاز داشته باشید تا بعداً انواع و یا طول موج‌های گوناگون را آزمايش کنید، به دنبال سیستم‌های ماژوالار باشید که بتوانید درصورت نیاز با ماژولهای مورد نظر، OTDR خود را مجدداً پیکربندی نمایید. در هر حال، اگر شما باید روی یک پروژة سینگل مود و مولتی مود به طور همزمان کار کنید، عاقالنه‌تر است که یک OTDR مستقل برای هر یک از انواع فیبر تهیه کنید. این به شما اجازه می‌دهد تا دو کار را در یک زمان انجام دهید. در غیر این صورت باید اندازه‌گیری را بر روی یک نوع کامل نموده و سپس نوع دیگر فیبر را اندازه‌گیری نمایید.چه اندازه‌گیری‌هایی را انجام خواهید داد - تلفات، مسافت، قابلیت بازتاب، و یا تطبیق فیبرهای برای اتصال؟اطمینان حاصل کنید که OTDRای که انتخاب کرده‌اید قادر است تمامی اینها را به سادگی، به سرعت و با دقت انجام دهد. اگر نیاز دارید تا آزمون‌های ”زنده“ انجام دهید (مثل اتصال فیبرهای شکسته در یک کابل زیر بار) به دستگاهی نیاز دارید که بتواند اندازه‌گیری تلفات اتصال را به صورت فعال در زمان واقعی انجام دهد. در کمال تعجب، تعداد کمی از OTDRها قادرند این اندازه‌گیری اکتیو را انجام دهند.هم چنین به دنبال پنل کنترل سادهای باشید که به شما اجازة کنترل پارامترهای مورد آزمون را داده و همچنین نمایشگری که به سادگی بتوان منحنی نشان داده شده را تفسیر كرد.هرچند وقت یکبار از OTDR استفاده می‌کنید؟اگر شما فقط هنگامی که یک مشکل در فیبر رخ داده باشد یا برای ارزیابی‌های نگهداری نیمه سالانه، از وسیله استفاده می‌کنید، به دستگاهی ساده و با کنترل‌های محدود بر روی پنل نیازمندید که دارای دستورالعمل‌های کمکی داخلی بوده تا اطلاعات شما را درباره اصول اولیه به روز نمایـد. در صـورتی که از دستگاه به صورت مکرر استفاده می‌نمایید، نیازمند کنترل‌های مختلف برای عملیات جزئی‌تری مثل، تعیین مقیاس عمودی و افقی منحنی، طول پالس‌های ارسالی، حرکت نشانگرها، دکمه حالت افت اندازه‌گیری، دکمه برای تغییرات طول موج و تنظیمات نمایشگر هستيد.این کنترل‌ها باید به راحتی در دسترس باشند تا برای کنترل آنها نیازی به استفاده از لایه مختلف منو در برنامه نداشته باشید.چند اپراتور از OTDR استفاده خواهند کرد، و سطح آموزش آنها چه خواهد بود؟اگر انتظار می‌رود که افراد زیادی از دستگاه استفاده کنند، دستگاه باید کاربرپسند بوده و قادر به تولید نتایج پایدار باشد. برای مثال، اگر یک گروه از OTDR برای ساختن یک سیستم نوری استفاده نمایند، و گروه دیگر از OTDR برای نگهداری از سیستم استفاده کنند، می‌توان هر فیبر را با شرایط نصب یکسان آزمايش نمود تا بتوان نتایج را با اطلاعات اولیه مقایسه کرد. امکان ذخیره اطلاعات بر روی دستگاه امکان مقایسه سریع نتایج را فراهم می آورد.چه مستنداتی ضروری خواهد بود؟اگر شما نیازمندید تا سوابق آزمون‌هاي فیبر را به صورت دائمی نگهدارید، آنگاه دستگاه باید دارای چاپگر و پالتر بوده و توانایی ذخیره سازی بر روی دیسک داشته باشد. هم چنین امکان اتصال به پرینتـرها و پالتـرهای مجزا با مدل‌های متفاوت که توسط دستگاه شناسایی شوند را باید مد نظر قرار داد. یک OTDR باید به شما این توانایی را بدهد که بتوانید اطلاعات منحنی را بر روی یک دیسک ذخیره کرده، آن را از یک پالتر یا چاپگر، چاپ بگیرید، و یا از یک برنامه رايانه‌اي و استفاده از چاپگر رایانه نسبت به ترسیم آن اقدام نموده و چاپ بگیرید.آیا از رايانه برای ذخیره یا تحلیل اطلاعات استفاده می‌کنید؟یکی از کارآمدترین اهداف برای نگهداری اطلاعات اثر در یک فایل، ذخیره اطلاعات در یک رايانه است. این به شما اجازه می‌دهد تا منحنی‌های تضعیف را در هر زمانی برای مقایسه و تحلیل فراخوانید. برخی سازندگان از برنامه‌هایی استفاده می‌کنند که یک OTDR را بر روی رايانه شبیه سازی می‌کند، در نتیجه شما می‌توانید همان اندازه‌گیری تلفات و فاصله را بر روی یک لپ تاپ یا رايانه انجام دهید دقیقا همان طور که بر روی یک OTDR انجام می‌دهید. نرم افزار همچنین باید قادر به تحلیل اطلاعات منحنی به جهت ساختن جدول‌های رخدادهای فیبر و جدول تلفات کابل برای مستندات کامل باشد. اگر این گزینه برای عملیات شما سودمند به نظر می‌رسد، اطمینان حاصل نمایید که برنامه بر روی رايانه‌اي که شما استفاده می‌کنید اجرا خواهد شد.چه مقدار نیاز به پشتیبانی از طرف فروشنده دارید؟آزمون‌هاي فیبر نوری بعضی اوقات ممکن است گیج کننده شوند و شما احتمالا به پاسخ‌هایی سریع از جانب فردی که قبال با این مشـکل روبه‌رو شده است نیاز خواهید داشت. بررسـی کنید که آیا امکان تماس با تأمین کننده OTDR برای فراهم کردن اطلاعات فنی هست یا خیر. آیا نماینده محلی از لحاظ فنی واجد شرایط و به اندازه کافی باتجربه است تا در طی مشکلات به شما کمک کند؟ سابقه و شهرت تولیدکننده در صنعت و در منطقه شما چیست؟ در پایان، معمول‌ترین آزمون انجام شده بر روی فیبرهای نوری در ارتباط با راه دور شرح داده می‌شود.1 .تعیین پیوستگی تا انتهای مسیرفیبر باید قادر به عبور دادن نور از فرستنده به گیرنده باشد. این آزمون تعیین میکند که آیا نور مسیر را از یک انتها به انتهای دیگر طی می‌کند یا خیر. این پایه‌ای‌ترین و ساده‌ترین آزمون است. شما می‌توانید از یک فرستنده و گیرنده توان نوری ساده برای این کار استفاده نمایید و یا یک OTDR برای بررسی طول سراسری فیبر بکار بگیرید و در واقع از مشکلات اندازه گیری در OTDR جلوگیری کنید.2 .تعیین مکان شکست در کابل فیبرنورییافتن مکانی که یک فیبر در آن شکسته است، اولین گام برای تعمیر یک سیستم و به کار انداختن دوباره آن است. از آنجایی که کابل فیبر عموما دور از دید است، یک شکست معمولا باید به وسیله تجهیزات آزمون مورد جستجو قرار گیرد. استفاده از یک منبع پرتو لیزری برای یافتن شکستکی در فیبر در نزدیکی انتهای آن سودمند است. از یک OTDR می‌توانید به عنوان یک خطایاب در تعیین شکستگی‌های فیبر در خارج از سایت تجهیزات استفاده کنید.3 .تعیین فیبر مورد نظر برای اتصالگاهی تشخیص اینکه کدام دو فیبر باید به هم متصل شونده بسیار مشکل خواهد بود. در بسیاری مواقع فیبرها با رنگ‌های مختلف را باید به هم متصل نمود و کد رنگ دیگر کمکی به شما نخواهد کرد. سیستم نوری نامرئي بوده و تنها استفاده از OTDR است که شما را قادر خواهد كرد تا فیبرهای درست را جهت اتصال تعیین كنيد. آشكار است برای کاهش زمان لازم است هر دو نفری که وظیفه اتصال فیبرها و آزمون آنها را برعهده دارند همزمان بر روی یک فیبر کار کنند.4 .تعیین پیوستگی در اتصال دو فیبردر برپا نمودن یک سیستم مخابراتی لازم است از کیفیت اتصال فیبرها اطمینان حاصل شود تا نور بدون تلفات از یک فیبر به فیبر دیگر منتقل شود. پیوستگی اتصال را می‌توان با مشاهده منحنی OTDR در محل اتصال کنترل نمود. البته از دستگاه‌های دیگر مثل قلم نوری نیز می‌توان برای این کار استفاده کرد.5 .تعیین افت نقطه اتصالکیفیت اتصال با اندازه‌گیری مقدار افت آن سنجیده می‌شود. مقدار افت نقطه جوش باید آن قدر پایین باشد تا اطمینان حاصل شود نور به قدر کافی در انتها به گیرنده برسد. مقدار افت دائم در نقاط اتصال معمولا کمتر از ۰/۱db در نظر گرفته می‌شود. در اتصالات موقت این حساسیت، کمتر بوده و فقط لازم است نور از نقطه اتصال منتقل گردد. اندازه‌گیری واقعی افت فقط زمانی انجام می‌گیرد که اختلاف توان نقطه قبل و بعد از اتصال اندازه‌گیری شده باشد.6 .اندازه گیری فیبر سر به سرنقطه انتهایی فیبر جایی است که نور وارد گیرنده می‌گردد. سیستم‌های نوری با بودجه افت مشخص طراحی می‌شوند تا از کارکرد مناسب اطمینان حاصل شود. برای مقدار مشخص توان که از فرستنده وارد فیبر می‌شود، بیشترین مقدار افت مجاز تعیین می‌شود. افت دقیق سر به سر را می‌توان با منبع توان پایدار اندازه‌گیری نمود. از OTDR نیز می‌توان برای اندازهگیری افت سر به سر استفاده کرد.7 .اندازه گیری تضعیف فیبر نوریکیفیت یک فیبر با پارامتر تضعیف سنجیده می‌شود. تضعیف افت فیبر به ازاي هر کیلومتر از آن است. هرچه مقدار تضعیف کمتر باشد، از سیستم‌های مخابراتی در طول بیشتری می‌توان استفاده کرد. تضعیف فیبرهای نوری برای فیبرهای سینگل مد معمولا ۰/۲db/m تا 0/5db/km بوده و فیبرهای مولتی مد دارای تضعیف ۱db/km تا 6km/db در طول موج‌های کاری آنها می‌باشد. برای اندازه‌گیری تضعیف افت در طول فیبر را به دست آورده و بر طول آن تقسیم می‌نمایند.8 .اندازه گیری نور منعکس شده در نقطه جوش و کانکتورمقدار انعکاس مقدار نوری است که در محل نقطه جوش دو فیبر و یا در یک کانکتور مکانیکی از انتهای آن منعکس می‌گردد. اگر توان نوری قابل ملاحظه‌ای به داخل فرستنده برگردد، ممکن است عملکرد سیستم را تحت تأثیر قرار دهد، به ویژه در سیستم‌های دیجیتال پرسرعت و در سیستم‌های آنالوگ ویدئویی. میزان انعکاس بر حسب دسی بل محاسبه شده و در جهت تضمین عملیات پردردسر باید 40db- یا کمتر باشد. انعکاس در نقاط اتصال و کانکتورها را تنها می‌توان به وسیله یک OTDR مشاهده کرد.9 .تلفات بازگشتی کلی (ORL)اتلاف بازگشتی کلی، که اتلاف بازگشت نوری و یا ORL نیز نامیده می‌شود، مقدار مجموع نور برگشتی از یک فیبر به ازای مقدار نور تزریق شده به آن است و شامل تمام بازتاب‌ها و نورهای برگشتی در یک فیبر می‌شود. این پارامتر مشخص می‌سازد چه مقدار نور به فرستنده باز می‌گردد. برگشت نوری بیش از حد، می‌تواند سبب مشکلاتی در CATV و سیستم‌های دیجیتال پر سرعت مثل SONET و یا SDH شود. دستگاه‌های اندازه‌گیری ORL شامل منبع نور و توان سنج نوری به همراه اجزاي تخصصی دیگر است.از OTDR با قابلیت اندازه‌گیری ORL نیز می‌توان این پارامتر را اندازه‌گیری کرد. اندازه‌گیر ORL مستقیما مقدار سیگنال بازگشتی را اندازه می‌گیرد، در حالی که OTDR، این پارامتر را از نور برگشتی حاصل از پس پراکنش و سطوح بازتابی که معمولا در یک فیبر اندازه می‌گیرد محاسبه می‌کند.10 .سند نتایج (چاپ بگیرید یا بر روی دیسک ذخیره کنید)برای نگهداری مناسب از یک سیستم فیبر، شما باید بدانید در بهترین شرایط، پارامترهای فیبر چگونه بوده است. به وسیله مقایسه نتایج روتین تعمیر و نگهداری با سوابق اصلی تلفات سر به سر، تلفات نقاط جوش و غیره، می‌توانید به زوال و کاهش کیفیت هر یک از قسمت‌های سیستم پی ببرید. مستندات از نوشتن نتایج بر روی تکه‌ای کاغذ تا گرفتن نسخه چاپی از مجموعه‌ای آزمون، تا ذخیره نتایج آزمون برای بررسی‌های آتی و یا تحلیل‌های بر روی رايانه را در بر می‌گیرد.