Refletômetro óptico no domínio do tempo - Optical time-domain reflectometer

Um OTDR

Um refletômetro óptico no domínio do tempo ( OTDR ) é um instrumento optoeletrônico usado para caracterizar uma fibra óptica . Um OTDR é o equivalente óptico de um refletômetro eletrônico no domínio do tempo . Ele injeta uma série de pulsos ópticos na fibra em teste e extrai, da mesma extremidade da fibra, a luz que é espalhada ( retroespalhamento de Rayleigh ) ou refletida de volta a partir de pontos ao longo da fibra. A luz espalhada ou refletida que é recolhida é usada para caracterizar a fibra óptica. Isso é equivalente à maneira como um medidor eletrônico no domínio do tempo mede as reflexões causadas por mudanças na impedância do cabo em teste. A força dos pulsos de retorno é medida e integrada em função do tempo e plotada em função do comprimento da fibra.

Confiabilidade e qualidade do equipamento OTDR

A confiabilidade e a qualidade de um OTDR são baseadas em sua precisão, faixa de medição, capacidade de resolver e medir eventos próximos, velocidade de medição e capacidade de desempenho satisfatório sob vários extremos ambientais e após vários tipos de abuso físico. O instrumento também é avaliado com base em seu custo, recursos fornecidos, tamanho, peso e facilidade de uso.

Alguns dos termos frequentemente usados ​​na especificação da qualidade de um OTDR são os seguintes:

Exatidão : Definida como a exatidão da medição, ou seja, a diferença entre o valor medido e o valor real do evento que está sendo medido.
Faixa de medição : Definida como a atenuação máxima que pode ser colocada entre o instrumento e o evento sendo medido, para o qual o instrumento ainda será capaz de medir o evento dentro de limites de precisão aceitáveis.
Resolução do instrumento : É uma medida de quão próximos dois eventos podem ser espaçados e ainda assim serem reconhecidos como dois eventos separados. A duração do pulso de medição e o intervalo de amostragem de dados criam uma limitação de resolução para OTDRs. Quanto menor for a duração do pulso e quanto menor for o intervalo de amostragem de dados, melhor será a resolução do instrumento, mas menor será o intervalo de medição. A resolução também é frequentemente limitada quando reflexos poderosos retornam ao OTDR e sobrecarregam temporariamente o detector. Quando isso ocorre, algum tempo é necessário antes que o instrumento possa resolver um segundo evento de fibra. Alguns fabricantes de OTDR usam um procedimento de “mascaramento” para melhorar a resolução. O procedimento protege ou “mascara” o detector de reflexos de fibra de alta potência, evitando a sobrecarga do detector e eliminando a necessidade de recuperação do detector.

Os requisitos da indústria para a confiabilidade e qualidade de OTDRs são especificados nos Requisitos Genéricos para Equipamento Tipo Reflectômetro Ótico no Domínio do Tempo (OTDR).

Tipos de equipamento de teste semelhante ao OTDR

Os tipos comuns de equipamentos de teste semelhantes a OTDR são:

  1. OTDR de recursos completos :
    OTDRs com recursos completos são refletômetros ópticos tradicionais no domínio do tempo. Eles são ricos em recursos e geralmente maiores, mais pesados ​​e menos portáteis do que o OTDR portátil ou o localizador de quebra de fibra. Apesar de serem caracterizados como grandes, seu tamanho e peso são apenas uma fração dos OTDRs da primeira geração. Freqüentemente, um OTDR completo possui um quadro principal que pode ser equipado com unidades plug-in multifuncionais para realizar muitas tarefas de medição de fibra. Telas maiores em cores são comuns. O OTDR de recursos completos geralmente tem uma faixa de medição maior do que os outros tipos de equipamentos do tipo OTDR. Freqüentemente, é usado em laboratórios e no campo para medições difíceis de fibras. A maioria dos OTDRs com todos os recursos são alimentados por CA e / ou bateria.
  2. OTDR portátil e localizador de quebra de fibra :
    OTDRs portáteis (anteriormente mini) e localizadores de ruptura de fibra são projetados para solucionar problemas de redes de fibra em um ambiente de campo, geralmente usando energia da bateria. Os dois tipos de instrumentos cobrem o espectro de abordagens à planta de fibra óptica adotadas pelos provedores de comunicação. OTDRs portáteis e baratos destinam-se a ser OTDRs sofisticados, leves e fáceis de usar que coletam dados de campo e executam análises de dados rudimentares. Eles podem ser menos ricos em recursos do que OTDRs completos. Freqüentemente, eles podem ser usados ​​em conjunto com software baseado em PC para realizar coleta de dados e análise de dados sofisticada. OTDRs portáteis são comumente usados ​​para medir links de fibra e localizar quebras de fibra, pontos de alta perda, alta refletância, perda de ponta a ponta e Perda de retorno óptico (ORL).
    Os localizadores de quebra de fibra devem ser instrumentos de baixo custo projetados especificamente para determinar a localização de um evento catastrófico de fibra, por exemplo, quebra de fibra, ponto de alta refletância ou alta perda. O localizador de quebra de fibra é uma fita métrica optoeletrônica projetada para medir apenas a distância até eventos catastróficos de fibra.
    Em geral, os OTDRs portáteis e os localizadores de ruptura de fibra são mais leves e menores, mais simples de operar e mais propensos a empregar energia da bateria do que os OTDRs com todos os recursos. A intenção com OTDRs portáteis e localizadores de ruptura de fibra é ser barato o suficiente para que os técnicos de campo sejam equipados com um deles como parte de um kit de ferramentas padrão.
  3. RTU em RFTSs :
    A RTU é o módulo de teste do RFTS descrito em Requisitos genéricos para sistemas de teste de fibra remota (RFTSS). Um RFTS permite que a fibra seja testada automaticamente a partir de um local central. Um computador central é usado para controlar a operação de componentes de teste do tipo OTDR localizados em pontos-chave na rede de fibra. Os componentes de teste examinam a fibra para localizar problemas. Se for encontrado um problema, sua localização é anotada e o pessoal apropriado é notificado para iniciar o processo de reparo. O RFTS também pode fornecer acesso direto a um banco de dados que contém informações históricas dos traços de fibra OTDR e quaisquer outros registros de fibra para a planta de fibra física.
    Como os OTDRs e equipamentos semelhantes a OTDRs têm muitos usos na indústria de comunicações, os ambientes operacionais variam amplamente, tanto internos quanto externos. Na maioria das vezes, no entanto, esses conjuntos de teste são operados em ambientes controlados, acessando as fibras em seus pontos de terminação em quadros de distribuição de fibra. Os ambientes internos incluem áreas controladas, como escritórios centrais (COs), cabanas de equipamentos ou cofres de ambiente controlado (CEVs). O uso em ambientes externos é mais raro, mas pode incluir o uso em um poço de inspeção, plataforma aérea, trincheira aberta ou veículo de emenda.

Formato de dados OTDR

No final da década de 1990, representantes da indústria de OTDR e a comunidade de usuários de OTDR desenvolveram um formato de dados exclusivo para armazenar e analisar dados de fibra de OTDR. Esses dados foram baseados nas especificações do GR-196, Requisitos genéricos para equipamentos do tipo refletômetro óptico no domínio do tempo (OTDR). O objetivo era que o formato de dados fosse verdadeiramente universal, no sentido de que deveria ser implementado por todos os fabricantes de OTDR. Os fornecedores de OTDR desenvolveram o software para implementar o formato de dados. À medida que prosseguiam, eles identificaram inconsistências no formato, juntamente com áreas de mal-entendido entre os usuários.

De 1997 a 2000, um grupo de especialistas em software de fornecedores de OTDR tentou resolver problemas e inconsistências no que era então chamado de formato de dados OTDR “Bellcore”. Este grupo, denominado OTDR Data Format Users Group (ODFUG), progrediu. Desde então, muitos desenvolvedores de OTDR continuaram a trabalhar com outros desenvolvedores para resolver problemas de interação individual e permitir o uso cruzado entre fabricantes.

Em 2011, a Telcordia decidiu compilar os comentários da indústria sobre este formato de dados em um documento intitulado Optical Time Domain Reflectometer (OTDR) Data Format. Este Relatório Especial (SR) resume o estado do Formato de Dados OTDR da Bellcore, renomeando-o como Formato de Dados OTDR da Telcordia.

O formato de dados é destinado a todos os equipamentos relacionados ao OTDR projetados para salvar dados de rastreamento e informações de análise. As implementações iniciais requerem que um software independente seja fornecido pelo fornecedor do OTDR para converter os arquivos de rastreamento OTDR existentes para o formato de dados SR-4731 e para converter os arquivos deste formato universal para um formato que seja utilizável por seus OTDRs mais antigos. Este software de conversão de arquivo pode ser desenvolvido pelo fornecedor do hardware, o usuário final ou um terceiro. Este software também oferece compatibilidade com versões anteriores do formato de dados OTDR com o equipamento existente.

O formato SR-4731 descreve dados binários. Embora as informações de texto estejam contidas em vários campos, a maioria dos números é representada como inteiros assinados ou não assinados de 16 bits (2 bytes) ou 32 bits (4 bytes) armazenados como imagens binárias. A ordem de bytes neste formato de arquivo é explicitamente uma ordem de bytes baixos, como é comum em máquinas baseadas no processador Intel . Os campos de string terminam com um byte zero “\ 0”. Os dados da forma de onda OTDR são representados como dados inteiros curtos e sem sinal, uniformemente espaçados no tempo, em unidades de decibéis (dB) vezes 1000, referenciados ao nível de potência máxima. O nível de potência máxima é definido como zero e todos os pontos de dados da forma de onda são considerados zero ou negativos (o bit de sinal está implícito), de modo que o nível de potência mínimo neste formato é -65,535 dB e a resolução mínima entre o nível de potência passos é 0,001 dB. Em alguns casos, isso não fornecerá faixa de potência suficiente para representar todos os pontos da forma de onda. Por esse motivo, o uso de um fator de escala foi introduzido para expandir a faixa de potência do ponto de dados.

Veja também

Referências