Az OTDR mérés előkészítése és paraméterezése során fő szempont a holtzónák hosszának minimálisra csökkentése a maximális számú esemény felfedése érdekében. Általánosságban elmondható, hogy ez egyetlen módon, a legkisebb impulzusszélesség kiválasztásával érhető el. Azonban egyéb paraméterek is befolyásolják a közeli események megtalálását és kiértékelését. A következő szakmai cikkben bemutatásra kerül, hogy az impulzus szélességén túl, milyen egyéb tényezők vannak hatással a holtzóna hosszának alakulására.
Impulzus alakja
Mivel a mérés során alkalmazott impulzus formájára nem született egységes szabályozás, ezért az OTDR gyártók az impulzusszélességet eltérő módon értelmezik. Ahogy azt a bevezetőben láttuk a cél a minimális impulzusszélesség elérése, melyet a gyártók eltérő módon valósítanak meg. Az 1. ábrán egy időtartománybeli (lézerekre is jellemző felfutással és lefutással rendelkező) jelalakot láthatunk, melyen jelölésre került két különböző jelszinthez definiált impulzusszélesség:
- 1,5 dB-el a maximum jelszint (fmax) alatti szinthez tartozó impulzusszélesség
- FWHM (Full Width at Half Maximum), azaz 3 dB-el a maximum jelszint (fmax) alatti szinthez tartozó impulzusszélesség
A fentiekből következik, hogy egyforma impulzusszélesség beállítás esetén az 1,5 dB-hez definiált impulzus keskenyebb, mint 3 dB esetén.
A 2. ábrán egy konkrét példát is láthatunk. Egy EXFO és egy másik műszergyártó OTDR műszerének impulzusait vizsgálva a következő megállapításaink lehetnek:
- EXFO műszere – a -3 dB jelszinthez tartozó definíció értelmében – 5 ns beállítás esetén egy rendkívül keskeny, ténylegesen 5 ns-os impulzust bocsát ki magából
- A másik gyártó által választott lényegesen megengedőbb definíció értelmében, a műszer 3 ns beállítása esetén, az impulzust – hasonlóan EXFO-hoz – -3 dB-hez tartozó szinten vizsgálva, az impulzus hossza majdnem eléri a 10 ns-ot
Az EXFO által használt FWHM-ez tartozó impulzusszélesség definíció miatt, az alkalmazott impulzusok sokkal keskenyebbek, ezáltal műszereik sokkal pontosabb mérési eredményt biztosítanak.
OTDR-es mérések összehasonlítása
Kizárólag az impulzusok alakjának és szélességének vizsgálata nem elégséges az OTDR-es eredmények összehasonlításához. Fontos tényező a detektor sávszélessége és telítődésből történő regenerációs ideje, melyek az impulzusszélesség hosszával és alakjával kiegészítve együttesen határozzák meg az OTDR mérési pontosságát. Ezt a pontosságot a csillapítás holtzóna (CHZ) és esemény holtzóna (EHZ) paraméterekkel lehet számszerűsíteni. A csillapítás és esemény holtzóna számítása és mérése a 3. ábrán látható.
Szabvány szerint a gyártóknak -45 dB reflexiós esemény után szükséges eszközeik holtzónáit vizsgálniuk. Jelen esetben az összehasonlítás egyetlen fontos feltétele, hogy a mérésekkor megegyező nagyságú reflexiós eseményeket hasonlítsunk össze. Ez gyakorlatban ugyanazon a PC/PC csatlakozáson történő mérést jelenti.
Elméletben – azonos detektort feltételezve – a 3 ns-hoz tartozó CHZ és EHZ értékek alacsonyabbaknak kell lenniük, mint EXFO 5 ns impulzusához tartozó értékek, azonban az 5. ábrán egyértelműen látszik, hogy az EXFO műszer által szolgáltatott görbéken az eseményekhez tartozó lefutások meredekebbek, így a holtzónák hosszai rövidebbek.
Mérések kiértékelése
Néhány gyártó nem a -45 dB reflexióhoz tartozó CHZ és EHZ eredményeket publikálja műszereik adatlapjaiban, hanem egy alacsonyabb reflexióhoz tartozó, egyben kedvezőbb értékeket tesznek közzé azokban.
| EXFO | Másik gyártó | |||
| Adatlap |
Valós mérés | Adatlap | Valós mérés | |
| Impulzusszélesség [ns] | 5 | 5 (FWHM) | 3 | 5 (FWHM) |
| EHZ [m] | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 |
| CHZ [m] @ -55 dB | 3.5 | 3 | 4 | 3.9 |
| CHZ [m] @ -45 dB | 4.5 | 3.8 | N/A | 6.3 |
| 6. ábra – Mérési eredmények és adatlapok összehasonlítása | ||||
Az adott reflexiós esemény reflexiójának mértéke és az utána kialakult holtzónák hossza közötti összefüggés a következő: Tudjuk, hogy minél nagyobb egy esemény reflexiója (-45 dB nagyobb, mint -55 dB reflexió), annál nagyobb az adott eseményről a műszerhez visszaérkező energia, így annál tovább tart a telítésbe került detektornak a regenerálódás.
A 7. ábrán megfigyelhetjük, hogy mekkora energia reflektálódik vissza egy -45 dB és egy -55 dB reflexiójú eseményről. Ami ennél sokkal fontosabb, hogy a -45 dB reflexió esetén a detektor regenerálódásának ideje alatt a fény 0,8 m-el hosszabb utat tesz meg, mint amikor -55 dB reflexiójú eseményről beszélünk.
Így az OTDR adatlapok félrevezetőek abban az esetben, ha nem kerülnek feltüntetésre milyen reflexiós értékhez tartoznak a holtzóna hosszak.
Az alábbi esettanulmányban egy olyan optikai linket vizsgáltak, ahol két egymástól 6 m-re lévő csatlakozó helyezkedik el. Az első csatlakozó -45 dB reflexióval rendelkezik. Ahogy az a 8. ábrából egyértelműen kiderül az EXFO műszer detektora gyorsabban regenerálódik, így a rövidebb csillapítás holtzóna miatt pontosabban képes megállapítani az első csatlakozó csillapításának értékét.
Konklúzió
A szakmai cikkben kifejtésre került, hogy az impulzusszélesség definíciója és a tesztelésre használt esemény reflexiója hogyan és milyen mértékben befolyásolja a műszer pontosságát.
A lassú regenerálódási idő miatt megnövekedett holtzónák alakulnak ki, ami a közeli eseményekhez tartozó csillapítás értékek mérését ellehetetleníti. Az is előfordulhat, hogy egy hibátlan patch kábel cseréjét írják elő, holott az OTDR pontatlansága miatt jutott a mérőtechnikus erre a következtetésre.
EXFO műszerei esetén 5 ns impulzus került összehasonlításra az egyéb gyártók 3 ns impulzus szélességeivel. Láthattuk, hogy ennél – az EXFO számára előnytelen – összehasonlításnál is EXFO műszerei pontosabb mérési eredményeket tettek lehetővé. Fontos megjegyezni, hogy EXFO 3 ns-os megoldása tovább csökkenti a kialakult holtzónák hosszait.
OTDR kiválasztása esetén feltétlen javasolt a műszerek ugyanazon a hálózaton történő méréseinek összehasonlítása.
Források
Pulse Selection vs. Dead Zone – Martin Powers, Stephane Perron
A világ első optikai multimétere (EXFO OX1) Webex előadásunk:
További információkért keresse munkatársainkat!