Втрати у ВОЛЗ неминучі. Як виявити їхню величину?

Магазин Gtest® пропонує широку номенклатуру кабельних тестерів за посиланням наприкінці цього розділу, а також рекомендовані прилади для тестування кабельних та мережевих інфраструктур і статті для подальшої самоосвіти.

§11. Розподіл втрат у лінії зв'язку

Вимірювання втрат проводяться з метою оцінки якості ВОЛЗ. У більшості випадків втрати випромінювання, а не дисперсія, є основним фактором, що обмежує довжину ретрансляційної ділянки лінії зв'язку.

Нині широко використовується вимірювальна апаратура, що дозволяє визначати як величину повних втрат у лінії за допомогою мультиметрів, так і розподіл втрат уздовж лінії за допомогою оптичних рефлектометрів. Такі вимірювання мають специфіку, характерну для волоконно-оптичних систем зв'язку.

Повні втрати α, що вносяться лінією зв'язку довжиною L, складаються з втрат у будівельних довжинах оптичного кабелю, втрат у зварних з'єднаннях волокон та втрат у роз'ємних з'єднаннях пігтейлів на кінцях лінії.

α(дБ) = q_вL + (N+1)α_св + 2α_р (1.7)

де q_в - погонні втрати у волокні (дБ/км), N = L/L_ст - кількість будівельних довжин кабелю, L_ст - будівельна довжина кабелю.

Рис. 1.12. Схема розподілу втрат у ретрансляційній ділянці лінії

Найбільш жорсткі вимоги пред'являються до втрат в оптичному кабелі та зварних з'єднаннях волокон. До втрат у роз'ємних з'єднаннях вимоги менш суворі, оскільки вони оцінюються відносно загальних втрат лінії.

Для магістральної лінії довжиною 80 км при типовому загасанні волокна та якісному монтажі повні втрати виявляються близькими до розрахункових значень. Якщо є впевненість у дотриманні технології монтажу, можна обмежитися вимірюванням повних втрат за допомогою мультиметра. В іншому випадку необхідно використовувати оптичний рефлектометр.

Таблиця 1.2. Розподіл номінальних втрат у лінії зв'язку

Робоча довжина хвилі	Втрати в оптичному кабелі	Втрати у зварних з'єднаннях	Втрати у роз'ємних з'єднаннях	Повні втрати лінії
1550 нм	0.2 × 80 = 16 дБ	0.05 × 17 = 0.85 дБ	0.3 × 2 = 0.6 дБ	17.45 дБ
1310 нм	0.33 × 80 = 26.4 дБ	0.05 × 17 = 0.85 дБ	0.3 × 2 = 0.6 дБ	27.85 дБ

§12. Втрати у зварних з'єднаннях волокон

Зварювання одномодових волокон виконується автоматизованими зварювальними апаратами, які не лише виконують зварювання, а й оцінюють величину втрат у місці з'єднання. При якісному юстуванні середні втрати можуть становити близько 0.02 дБ.

Для отримання таких показників необхідне точне налаштування режимів зварювання, використання якісного сколювача та ретельне очищення поверхні волокон. У польових умовах дотримання всіх вимог не завжди можливе.

Рис. 1.13. Типові дефекти зварних з'єднань волокон

На втрати впливає також різниця діаметрів модових плям волокон. Навіть при якісному з'єднанні волокон різних виробників можливі додаткові втрати через відмінності геометричних параметрів.

Остаточну оцінку якості зварного з'єднання можна отримати лише після прямого вимірювання втрат за допомогою рефлектометра або мультиметра.

Рис. 1.14. Гістограма розподілу діаметра модових плям у волокнах Hitachi

§13. Втрати у роз'ємних з'єднаннях волокон

У роз'ємах типу PC та APC торцеві поверхні волокон мають сферичну форму та забезпечують оптичний контакт при механічному стисканні наконечників.

Рис. 1.15. Схема утворення оптичного контакту у роз'ємах PC та APC

У роз'ємах APC контактна поверхня нахилена під кутом 8°, що дозволяє досягати коефіцієнта відбиття менше -60 дБ.

Основною причиною втрат у роз'ємних з'єднаннях є зміщення серцевин волокон відносно одна одної через ексцентриситет елементів конструкції.

Рис. 1.16. Неконцентричність елементів наконечника роз'єму

Рис. 1.17. Розташування серцевини волокна у типовому та зразковому роз'ємах

Рис. 1.18. Втрати при з'єднанні некаліброваних роз'ємів

Рис. 1.19. Налаштування роз'ємів за допомогою еталонного роз'єму

Рис. 1.20. Втрати при з'єднанні каліброваних роз'ємів

Таблиця 1.3. Втрати при з'єднанні роз'ємів

Параметр	Некалібровані роз'єми		Калібровані роз'єми
Втрати при з'єднанні зі зразковим роз'ємом	Середнє	0.20	Середнє	0.14
	94%	< 0.30	95%	< 0.30
	97%	< 0.40	99%	< 0.40
Втрати при з'єднанні «будь-який з будь-яким»	Середнє	< 0.30	Середнє	0.15
	60%	< 0.30	94%	< 0.30
	85%	< 0.50	98%	< 0.40
	Макс.	1.2	Макс.	0.71

§14. Похибки при вимірюванні втрат за допомогою рефлектометра

Показання оптичного рефлектометра залежать не лише від втрат у лінії, але й від коефіцієнта зворотного розсіювання світла у волокні. Через це можуть виникати систематичні похибки вимірювання.

Варіації діаметра модової плями волокна призводять до появи додаткових похибок і можуть маскувати реальні втрати в місцях з'єднання волокон.

Для виключення цих похибок рефлектограми вимірюють з обох кінців лінії та обробляють спеціальними методами.

Рис. 1.21. Обробка рефлектограм, отриманих з обох кінців лінії

§15. Похибки при вимірюванні втрат за допомогою мультиметрів

Для вимірювання повних втрат у ВОЛЗ широко використовуються оптичні мультиметри та джерела випромінювання.

Рис. 1.22. Вимірювання втрат у волоконно-оптичній лінії за допомогою мультиметрів

Основними джерелами похибок при таких вимірюваннях є нестабільність джерела випромінювання, нелінійність шкали мультиметра, відмінність чутливості фотоприймачів та невизначеність втрат у роз'ємних з'єднаннях.

Найбільшу похибку зазвичай створюють саме втрати у роз'ємах. Для некаліброваних роз'ємів похибка може досягати 0.4 дБ, а для каліброваних - близько 0.2 дБ.

Для підвищення точності вимірювання рекомендується проводити вимірювання втрат в обох напрямках поширення світла та усереднювати отримані результати.

купити кабельний тестер в Україні