Znalost

Ztráta spojení vláken je část výkonu optického signálu, která neprojde bodem, kde jsou dvě vlákna spojena. I malá ztráta na jednom spoji se může v síti spojit s desítkami nebo stovkami bodů spoje, což spotřebovává rezervu spoje a snižuje celkový výkon. Proto je ztráta spoje důležitá pro každého, kdo navrhuje, instaluje nebo udržujeoptický kabelinfrastruktura.

Tato příručka popisuje, co je ztráta spoje, proč k ní dochází, jak ji správně měřit, jaké hodnoty jsou přijatelné v různých scénářích a jak odstraňovat problémy se spoji, které nespadají do specifikací.

Co je ztráta spoje vláken?

Spojení vláken je trvalé nebo semi{0}}permanentní spojení, kde se dva konce vláken spojí a vytvoří souvislou optickou cestu. Ztráta spoje je snížení optického výkonu na tomto spoji, měřeno v decibelech (dB). Ztráta spoje představuje optický výkon, který není úspěšně přenášen přes bod spoje a místo toho je vyzařován z vlákna.

Pomáhá rozlišit ztrátu spoje od dvou úzce souvisejících pojmů. Ztráta vložení je širší měření, které zachycuje celkovou redukci signálu způsobenou přidáním jakékoli součásti - konektoru, spojky nebo spojky - do optické cesty. Celkový útlum vláken je odpovědný za každý zdroj ztrát na celém spoji, včetně samotného kabelu, konektorů, spojů, ohybů a pasivních zařízení. Spojení může vypadat dobře samo o sobě, ale když se jeho ztráta zkombinuje s každým dalším přispěvatelem podél odkazu, celkový počet by mohl přesáhnoutztrátový rozpočeta způsobit problémy s přenosem.

Co způsobuje ztrátu spoje vláken?

Ztráta spoje pochází ze dvou kategorií faktorů: vnitřních a vnějších.

Vnitřní příčiny

Vnitřní faktory jsou zabudovány do samotných vláken a nelze je během procesu spojování měnit. Nejvýznamnější je nesoulad v průměru pole režimu (MFD) mezi dvěma spojovanými vlákny. Když mají dvě vlákna různé hodnoty MFD - i vlákna stejného nominálního typu z různých výrobních šarží -, určité světlo se při přechodu ztrácí. Mezi další vnitřní přispěvatele patří rozdíly v průměru jádra, soustřednosti jádra, numerické apertuře a profilu indexu lomu. Tyto odchylky jsou obvykle malé u vláken stejné specifikace, ale stávají se významnějšími při spojování různých typů vláken, jako je spojováníjednovidové-vláknokompatibilní s G.652.D pro ohyb-necitlivé vlákno G.657.

Vnější příčiny

Vnější faktory pocházejí ze samotného procesu spojování a jsou z velké části pod kontrolou instalačního technika. Nejčastějšími vnějšími příčinami jsou kontaminace na koncové ploše vlákna, špatná kvalita štěpení (úhel, břit nebo třepení), boční nebo úhlová nesouosost jader vláken a deformace jádra způsobená nesprávnými parametry fúze. Podmínky prostředí - teplotní extrémy, vítr, prach a vibrace - mohou také snížit kvalitu spoje při práci v terénu.

Ve většině situací v reálném{0}}světě je vysoká ztráta spoje způsobena chybami při přípravě a manipulaci spíše než exotickou fyzikou vláken. Znečištěný konec vlákna nebo špatné zalomení zničí jinak dokonalé nastavení spoje. To je důvod, proč zkušení technici investují většinu svého úsilí do přípravy vláken, nikoli do úpravy pokročilého nastavení svářečky.

Fusion Splicing vs. Mechanical Splicing: Ztrátový výkon ve srovnání

Existují dva primární způsoby spojování optických vláken, které produkují velmi odlišné ztrátové charakteristiky.

Fusion Splicing

Fúzní spojovánítrvale spojuje dva konce vláken jejich roztavením dohromady přesně řízeným elektrickým obloukem. Moderní svářečky využívají aktivní vyrovnání jádra a automatickou kalibraci oblouku, aby bylo dosaženo trvale nízké ztráty při spojování. PodleAsociace optických vláken (FOA)je typická plánovací hodnota pro jednorežimové fúzní ztráty 0,15 dB na spoj a zkušení technici běžně dosahují výsledků výrazně pod 0,1 dB. Spojování fúzí také vytváří minimální zpětný odraz, což je důležité v systémech citlivých na ztrátu odrazu, jako je analogové video nebo vysokorychlostní koherentní přenos-.

Mechanické spojování

Mechanické spojování zarovná dva konce vláken uvnitř přesného pouzdra a drží je na místě pomocí svorky nebo západky pomocí indexu -gelu pro snížení odrazů a ztrát ve vzduchové mezeře. Nedochází k trvalému spálení skla. Norma EIA/TIA 568 umožňuje maximální ztrátu spoje 0,3 dB a typická ztráta mechanického spoje se pohybuje od 0,2 dB do 0,75 dB v závislosti na typu spoje a dovednostech instalačního technika. Mechanické spojování vyžaduje levnější vybavení a méně školení, takže je praktické pro nouzové obnovení, dočasná spojení nebo scénáře, kdefúzní svářečkanení k dispozici.

Jakou metodu zvolit

Pro trvalé instalace, kde je prioritou výkon a dlouhodobá{0} spolehlivost -vnější odkazy závodunebo vysokorychlostní{0}}propojení datových center - fúzní spojování je standardní volbou. Mechanické spojování zůstává užitečné pro rychlé opravy v terénu, dočasné záplaty a aplikace, kde vyšší ztráty na spoj mohou být absorbovány v rámci rozpočtu spoje. Mnoho telekomunikačních operátorů používá fúzní spojování pro páteřní a{5}}traťové trasy, přičemž mechanické spojovací sady jsou k dispozici pro nouzové obnovení.

Jak se měří ztráta spoje vláken?

K vyhodnocení ztráty spoje se používají dva hlavní nástroje, které odpovídají na různé otázky.

Testování OTDR pro spojovací události

Reflektometr optické časové domény (OTDR) vysílá krátké pulsy světla do vlákna a analyzuje jezpětně rozptýlený signálcharakterizovat události podél odkazu. Dokáže identifikovat jednotlivá místa spojů, odhadnout ztrátu spojů při každé události a detekovat problémy, jako je nadměrné ohýbání nebo zlomení. U sítí s mnoha spoji napříč dlouhými rozpětími je OTDR zásadní pro ověření, že každý spoj splňuje specifikaci.

Jedno{0}}měření OTDR však poskytuje pouze odhad ztráty spoje, nikoli skutečné měření. Když mají dvě vlákna různé koeficienty zpětného rozptylu -, k čemuž dochází vždy, když se spojí vlákna s různými hodnotami MFD -, jedno-odčítání OTDR může výrazně nadhodnotit nebo podhodnotit skutečnou ztrátu. V některých případech může dokonce vykazovat zdánlivý „zisk“, který vypadá jako negativní ztráta v bodě sestřihu. JakCommScope vysvětlujeTento efekt je optická iluze způsobená změnami úrovně zpětného rozptylu, nikoli skutečné zesílení signálu.

Proč na obousměrném průměrování záleží

Standardním průmyslovým postupem pro přesné měření ztráty spoje-založené na OTDR je obousměrné testování. PodleŘešení VIAVI, měření stejného spoje z obou konců a zprůměrování těchto dvou výsledků eliminuje chybu související-se zpětným rozptylem. Norma TIA-FOTP-61 vyžaduje tento obousměrný přístup pro spolehlivé posouzení ztráty spoje. Bez něj technici riskují, že buď přijmou spoje, které jsou horší, než se zdá, nebo zbytečně přepracují spoje, které jsou ve skutečnosti v pořádku.

Praktický příklad ilustruje, proč na tom záleží: spoj mezi vláknem G.652.D a G.657 může vykazovat ztrátu 0,35 dB při testování z jednoho směru, což vyvolává obavy. Při testování z opačného směru může stejný spoj vykazovat zesílení -0,10 dB. Obousměrný průměr - přibližně 0,12 dB - představuje skutečnou ztrátu spoje a je v přijatelných mezích. Bez testování v obou směrech by technik mohl ztrácet čas znovu{10}}spojováním dokonale dobrého spoje.

Testování ztráty vložení pomocí OLTS

Pro testování přijatelnosti na{0}}úrovni odkazu měří sada testů optické ztráty (OLTS) - skládající se z kalibrovaného zdroje světla a měřiče výkonu - celkovou ztrátu vložení v celém kabelovém závodě. Tento test zachycuje každého přispěvatele ztráty na jednom konci-k{5}}měření: útlum vlákna, ztrátu konektoru a ztrátu spoje dohromady. Mnohotestování optických kabelůstandardy vyžadují test ztráty vložení jako primární kritérium vyhovění/neúspěchu, přičemž testování OTDR se používá jako doplňkový nástroj pro diagnostiku na-úrovni událostí.

Co je přijatelná ztráta spoje vláken?

Neexistuje jediný univerzální práh. Přijatelná ztráta spoje závisí na typu vlákna, metodě spojování, aplikaci a celkovém rozpočtu ztráty spoje.

Plánování hodnot podle typu vlákna a spoje

FOA poskytuje široce odkazované plánovací hodnoty pro výpočty ztrátového rozpočtu. Pro jednorežimové fúzní spoje je doporučená plánovací hodnota0,15 dB na spoj. Pro vícevidové mechanické spoje je hodnota 0,3 dB na spoj. Norma TIA-568 stanovuje maximální povolenou ztrátu spojení 0,3 dB. Tyto hodnoty jsou konzervativní odhady určené pro výpočty ve fázi návrhu, nikoli absolutní limity vyhovění/neúspěchu pro jednotlivé spoje v terénu.

V praxi jsou moderní svářečky dobře-připravenéjednovidové-vláknopravidelně produkují ztráty ve spoji pod 0,05 dB. Navícevidové vlákno, výsledky mají tendenci být mírně vyšší, ale stále obvykle klesají pod 0,15 dB s fúzním zařízením.

Přijatelná ztráta v kontextu: přístup ke ztrátovému rozpočtu

Spoj, který měří 0,20 dB, může být naprosto přijatelný na krátkém kampusovém spoji se spoustou rezervy, ale stejná hodnota by mohla být nepřijatelná na dlouhé-cestě mimo trasu závodu, kde desítky spojů nechávají jen velmi malý prostor ve ztrátovém rozpočtu. Správný přístup je vypočítat celkový rozpočet ztráty propojení -útlum vláken, ztráty konektorů, ztráty spojů a jakékoli pasivní součástky - a poté ověřte, že naměřená koncová-ztráta{2}}spadá do tohoto rozpočtu s přiměřenou rezervou na stárnutí a budoucí opravy.

Obecně se doporučuje rezerva spoje alespoň 3 dB, aby se zohlednilo stárnutí součástí, degradace konektoru opakovaným spojováním a možné budoucí spoje potřebné pro opravy kabelů.

Kdy Resplice

Spoj by měl být vyšetřen a případně přepracován, pokud platí některá z následujících podmínek: jeho naměřená ztráta je výrazně vyšší než u ostatních spojů na stejném spoji; způsobí, že se celková ztráta spojení přiblíží nebo překročí rozpočet; při opakovaném testování se jeví jako anomální; nebo samotný sestřihovač odhadl neobvykle vysokou ztrátu během procesu fúze. Pokud jediné opětovné{1}}přerušení a opětovné{2}}spojení nesníží ztrátu, problém pravděpodobně spočívá v kompatibilitě vláken, kontaminaci nebo kalibraci zařízení než ve smůle.

Jak snížit vysoké ztráty spojů vláken: Postup při odstraňování problémů-za{1}}krokem

Pokud spoj způsobí vyšší ztráty, než se očekávalo, postupujte podle této sekvence, nikoli rovnou na pokročilá nastavení nebo změny vybavení.

Krok 1: Vyčistěte a zkontrolujte konce vláken

Kontaminace je jedinou nejčastější příčinou zvýšené ztráty spoje. Prachové částice, oleje z manipulace, zbytky pufrovacího gelu a úlomky ve vzduchu mohou bránit správnému vyrovnání vláken a způsobit rozptyl v místě spoje.Vyčistěte odizolované vláknopřed každým štěpením důkladně -ubrousky nepouštějícími vlákna a vysoce čistým- isopropylalkoholem. Pokud je k dispozici mikroskop nebo inspekční dalekohled, použijte jej - kontaminace neviditelná pouhým okem často stačí k tomu, aby způsobila špatný spoj.

Krok 2: Znovu-odřízněte před obviňováním svářeče

Špatné štěpení - s nadměrným úhlem, lemem nebo rýhou - vytvoří vysoce-ztrátový spoj bez ohledu na to, jak dobře si svářečka vede. Pokud je ztráta neočekávaně vysoká, nejrychlejší opravou je obvykle sundat pár dalších centimetrů, znovu{4}}odštípnout a zkusit to znovu. Ujistěte se, že čepel sekačky je v dobrém stavu a správně umístěná. Opotřebované nebo poškozené čepele sekaček jsou častou hlavní příčinou opakujících se spojů s vysokými -ztrátami. Ideální je úhel štěpení pod 1 stupeň; úhly nad 2 stupně znatelně zvýší ztrátu spoje.

Krok 3: Ověřte kompatibilitu vláken

Zkontrolujte, zda jsou dvě spojovaná vlákna kompatibilní. Spojení vláken s výrazně odlišnými hodnotami MFD -, například spojení standardního vlákna G.652.D na ohyb-necitlivé vlákno G.657 -, způsobí vyšší vnitřní ztráty bez ohledu na kvalitu přípravy. Když je třeba spojit různá vlákna, použijte svářečku s aktivním vyrovnáním jádra a počítejte s tím, že OTDR bude vykazovat směrové rozdíly, které vyžadujíobousměrné průměrovánísprávně interpretovat.

Krok 4: Zkontrolujte kalibraci oblouku a stav svářečky

Fúzní svářečky vyžadují pravidelnou kalibraci oblouku, zvláště když se změní podmínky prostředí. Posuny teploty, výškové rozdíly a opotřebení elektrod mohou ovlivnit výkon a dobu trvání oblouku. Spusťte ve svářečce-vestavěnou rutinu kalibrace oblouku. Pokud jsou elektrody opotřebované nebo znečištěné, vyměňte je. Ověřte také, že V-drážky jsou čisté. - úlomky v mechanismu zarovnání mohou způsobit systematické vychýlení.

Krok 5: Znovu-otestujte správně

Nepřijímejte ani neodmítejte spoj na základě jediného jednosměrného čtení OTDR. Pokud naměřená hodnota vypadá pochybně, otestujte ji z opačného směru a zprůměrujte oba výsledky. Porovnejte spojení se sousedními událostmi na stejném vláknu -, spojení, které je znatelně horší než jeho sousedé, si zaslouží prošetření, zatímco spojení, které je konzistentní se zbytkem spojení, je pravděpodobně přijatelné. Pokud spoj stále selhává i po opětovném testování, přepracujte jej, než abyste do něj zanesli skrytou ztrátudokončená síť.

Ztráta spoje vs. Ztráta vložení: Pochopení rozdílu

Tyto dva pojmy se někdy zaměňují, ale měří různé věci. Ztráta spoje je ztráta specificky při spojové události - optického výkonu, který nedokáže projít spojem mezi dvěma vlákny. Vložný útlum je celkový útlum způsobený jakýmkoli komponentem umístěným do optické cesty, který může zahrnovat spoj, konektor, spojku nebo útlumový člen.

Při hodnocení apropojovací kabel z optických vlákennebo ukončené kabelové sestavy, relevantní specifikací je vložný útlum, který zahrnuje ztrátu konektoru na obou koncích plus jakýkoli úbytek spoje nebo vlákna v sestavě. Při hodnocení kvality spoje pole uvnitř kabelového závodu je vhodnou metrikou ztráta spoje. Oba jsou důležité pro celkový rozpočet odkazů, ale odpovídají na různé otázky.

Běžné chyby, které vedou k vysoké ztrátě spoje

Několik opakujících se chyb odpovídá za většinu problémů se ztrátou spoje, kterým se lze v terénu vyhnout.

Důvěřovat jedinému směru OTDR.Považování jednosměrného čtení OTDR za konečnou odpověď - bez zohlednění efektů zpětného rozptylu nebo provádění obousměrného průměrování - vede k falešným poplachům i zmeškaným chybám. JakPoznámky společnosti Fluke Networks, gainery jsou falešně pozitivní, které mohou maskovat skutečné problémy, pokud jsou brány v nominální hodnotě.

Zanedbání přípravy konce vlákna.Spěchání odizolováním, čištěním a štípáním, abyste ušetřili několik minut na spoj, obvykle stojí více času při přepracování. Kvalita přípravy je jedním z největších kontrolovatelných faktorů ztráty spoje.

Míchání typů vláken bez kontroly kompatibility.Spojování vláken s různými specifikacemi MFD bez vědomí vnitřní ztráty ztráty a artefaktů měření OTDR, které vytváří, vede ke zmatkům a zbytečnému přepracování.

Ignorování celkového rozpočtu ztrát.Zaměření pouze na jednotlivé hodnoty sestřihové obrazovky a ignorování kumulativního efektu v celém rozsahunávrh kabelové elektrárnymůže vyústit v odkaz, který prochází událostmi -po{1}}událostmi, ale selže od konce{2}} do{3}}.

Vynechání údržby svářečky.Opotřebované elektrody, špinavé V-drážky a zastaralá kalibrace oblouku postupně zhoršují kvalitu spoje, takže je snadné je přehlédnout, dokud hodnoty ztrát nebudou trvale nízké.