Кабельные тестеры / OTDR. Тестирование обратных потерь в медных кабелях и оптоволокне

Магазин Gtest® предлагает широкую номенклатуру кабельных тестеров по ссылке в самом конце настоящего раздела, а также рекомендуемые приборы для тестирования кабельных и сетевых инфраструктур. Также рекомендуются статьи для последующего самообразования.

Что такое возвратные потери?

Возвратные потери - это отношение мощности сигнала, введенного от источника, к количеству мощности, которое возвращается или отражается обратно к источнику. Это критически важный параметр производительности как для медных витых пар, так и для волоконно-оптических кабельных систем, поскольку он может влиять на передаваемый сигнал и способствовать увеличению вносимых потерь.

Если больше мощности отражается обратно к источнику, на дальнем конце кабеля остается меньше полезного сигнала. В некоторых волоконно-оптических системах возвратные потери могут даже повредить лазерный источник приемопередатчика.

Формула расчета возвратных потерь

Измеряемые в децибелах (дБ) возвратные потери рассчитываются путем сравнения падающей мощности с отраженной мощностью по следующей формуле:

Возвратные потери = 10 × log (мощность падающего сигнала / мощность отраженного сигнала), дБ

Результат всегда является положительным числом, и чем выше значение, тем лучше качество линии связи. Более высокие возвратные потери обычно означают меньшие искажения передаваемого сигнала.

Возвратные потери и отражение

Отражение является обратной величиной возвратных потерь. Вместо сравнения введенного сигнала с возвращенным отражение показывает отношение отраженного сигнала к падающему.

Коэффициент отражения = 10 × log (отраженная мощность / падающая мощность), дБ

Коэффициент отражения выражается отрицательным числом. Чем дальше значение от нуля, тем лучше результат.

Возвратные потери используются для оценки всей волоконно-оптической линии, тогда как отражение применяется для отдельных событий, например соединений или разъемов.

Возвратные потери в оптоволокне

Возвратные потери в волоконно-оптических кабельных системах значительно меньше, чем в медных линиях. Именно поэтому оптоволокно поддерживает передачу данных на значительно большие расстояния.

Типичные значения возвратных потерь находятся в диапазоне от 20 до 75 дБ в зависимости от типа волокна, длины волны, ширины импульса и коэффициента обратного рассеяния.

Отдельные точки соединения также имеют значение отражательной способности, которое измеряется с помощью оптического рефлектометра OTDR.

Причины возвратных потерь в оптоволоконных системах

Основными причинами являются:

• Загрязненные торцы оптических разъемов.
• Некачественная полировка торцевых поверхностей.
• Воздушные зазоры между разъемами.
• Несоосность сердцевины волокна.
• Трещины в волокне.
• Открытые концы волокон.
• Микро- и макроизгибы кабеля.
• Производственные дефекты волокна.

Формы торцов разъемов UPC и APC

Когда два разъема UPC соединяются, отраженный сигнал возвращается непосредственно через сердцевину волокна к источнику. В разъемах APC торец выполнен под углом 8°, что позволяет направить большую часть отраженного света в оболочку волокна и значительно уменьшить возвратные потери.

Требования к возвратным потерям

Хорошие показатели возвратных потерь обычно свидетельствуют и о хороших показателях вносимых потерь. Низкие значения могут привести к тому, что волоконно-оптическая линия не пройдет сертификационные испытания.

Особенно чувствительны к отражениям современные одномодовые приложения короткого радиуса действия, для которых стандарты IEEE устанавливают специальные требования.

Инструменты для тестирования возвратных потерь в оптоволоконных системах

Для измерения возвратных потерь используются оптические рефлектометры OTDR. Они позволяют определять количество света, отраженного обратно к источнику.

OTDR позволяет:

• Измерять возвратные потери всей линии.
• Определять отражательную способность отдельных событий.
• Находить повреждения и дефекты волокна.
• Проводить расширенное тестирование оптоволоконных линий.

Для полной сертификации рекомендуется использовать как OTDR, так и OLTS-тестирование, поскольку эти методы дополняют друг друга.

Примеры EventMap и трассировки результатов OTDR на приборе OptiFiber

Процедура тестирования возвратных потерь

Тестирование выполняется с использованием пусковых и приемных шнуров, которые позволяют корректно измерить отражательную способность первого и последнего разъемов линии.

Испытания выполняются в двух направлениях, поскольку отражательная способность отдельных соединений зависит от направления тестирования.

Современные OTDR автоматически анализируют трассу и формируют карту событий (EventMap), отображая местоположение разъемов, сварок и неисправностей.

Возвратные потери в медных кабельных системах

Возвратные потери также являются важным параметром производительности для медных витых пар. В отличие от оптоволокна, здесь значение существенно зависит от частоты сигнала.

Например:

• Для кабеля категории 5e на частоте 100 МГц допустимое значение составляет около 16 дБ.
• Для кабеля категории 6A на частоте 500 МГц допустимое значение составляет около 8 дБ.

Недостаточные возвратные потери могут вызывать перекрестные помехи, искажение сигнала и увеличение количества ошибок передачи данных.

Причины возвратных потерь в медных кабельных системах

• Несоответствие импеданса компонентов.
• Повреждение кабеля.
• Перекручивание кабеля.
• Неправильное оконцевание пар.
• Попадание влаги внутрь кабеля.

Как проверить возвратные потери в медных кабелях

Поскольку возвратные потери изменяются в зависимости от частоты, тестирование проводится во всем диапазоне рабочих частот конкретной кабельной системы.

Современные сертификационные кабельные тестеры автоматически проверяют каждую пару на всех необходимых частотах и формируют подробный отчет.

Примеры результатов тестирования медного кабеля на тестере DSX CableAnalyzer

Если отказ происходит только на одной частоте, это обычно указывает на локальную проблему кабеля. Если неисправность наблюдается по всем парам, возможной причиной может быть некачественный кабель или наличие влаги внутри него.

Какие кабельные тестеры и OTDR лучше подходят для измерения возвратных потерь?

Главным критерием выбора является точность измерений.

Для оптоволоконных сетей рекомендуется использовать современные OTDR, поддерживающие многомодовые и одномодовые волокна, автоматическую интерпретацию трасс и визуализацию событий.

Для сертификации медных линий следует выбирать кабельные тестеры, соответствующие требованиям стандартов TIA и IEC и поддерживающие тестирование всех современных категорий кабеля.

Если специалисты работают одновременно с медными и оптоволоконными сетями, наиболее удобным решением являются универсальные платформы тестирования с единым интерфейсом и централизованным управлением результатами измерений.

Магазин Gtest® - авторизованный поставщик кабельных тестеров в Украине:
купить кабельный тестер в Украине