OTDR คือ อะไร

0
292
OTDR
OTDR

OTDR ย่อมาจาก optical time-domain reflectometer เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการตรวจจับความผิดพลาดได้อย่างแม่นยำในลิงก์ไฟเบอร์ออปติกของเครือข่ายการสื่อสาร ฟังก์ชั่นนี้รวมถึงการสร้างและการส่งสัญญาณของชุดของออพติคอลบวกความเร็วสูงภายในไฟเบอร์ ซึ่งเป็นเครื่องมือ Optoelectronic ที่ใช้ในการอธิบายลักษณะของใยแก้วนำแสง ถือได้ว่าเทียบเท่าแสงของอิเล็กทรอนิกส์ OTDR จะทำการฉีดพัลส์ออพติคอลแบบอนุกรมเข้าไปในเส้นใยภายใต้การทดสอบ นอกจากนี้ยังแยกแสงจากปลายเส้นใยเดียวกันทำให้แสงที่กระจัดกระจายหรือสะท้อนกลับจากจุดตามแนวเส้นใยมายังเครื่อง ความแข็งแรงของพัลส์กลับถูกวัดและรวมเป็นฟังก์ชั่นของเวลาและถูกพล็อตเป็นฟังก์ชั่นของความยาวเส้นใย

OTDR อาจถูกใช้สำหรับการประเมินความยาวของเส้นใยและการลดทอนโดยรวม รวมไปถึงการสูญเสียรอยต่อและตัวเชื่อมต่อ มันอาจถูกใช้เพื่อค้นหาข้อบกพร่องเช่นการแตกหักและการวัดการสูญเสียแสงกลับ ในการวัดการลดทอนของเส้นใยหลาย ๆ เส้นขอแนะนำให้ทดสอบจากปลายแต่ละด้านแล้วเฉลี่ยผลลัพธ์ อย่างไรก็ตามงานพิเศษจำนวนมากนี้ตรงกันข้ามกับข้อเรียกร้องทั่วไปที่การทดสอบสามารถทำได้จากปลายด้านเดียวเท่านั้น

นอกเหนือจากออพติกและอิเล็กทรอนิกส์เฉพาะที่จำเป็น OTDR ยังมีความสามารถในการคำนวณที่สำคัญและการแสดงผลแบบกราฟิก ดังนั้นจึงอาจมีการทดสอบอัตโนมัติที่มีความสำคัญ อย่างไรก็ตามการใช้เครื่องมือที่เหมาะสมและการแปลความหมายของ OTDR ยังคงต้องการการฝึกอบรมทางเทคนิคและประสบการณ์พิเศษ

OTDR ทำงานอย่างไร?

เครื่องทดสอบไฟเบอร์ OTDR ทำงานทางอ้อมโดยใช้ปรากฏการณ์ที่เป็นเอกลักษณ์ของไฟเบอร์ในการบ่งบอกถึงการสูญเสียซึ่งแตกต่างจากแหล่งกำเนิดแสงใยแก้วนำแสงและเครื่องวัดกำลังไฟฟ้าซึ่งวัดการสูญเสียของโรงงานสายเคเบิลใยแก้วนำแสงโดยตรงโดยทำซ้ำ มันทำงานได้เหมือนเรดาร์ ก่อนอื่นให้ส่งสัญญาณสำหรับไฟเบอร์ออปติกจากนั้นสังเกตสิ่งที่ส่งคืนจากจุดหนึ่งไปยังข้อมูล กระบวนการนี้จะเกิดขึ้นซ้ำจากนั้นผลลัพธ์จะถูกเฉลี่ยและจะแสดงในรูปแบบของแทร็ก ซึ่งแทร็กจะอธิบายภายในระยะเวลาทั้งหมดของใยแก้วนำแสง (สถานะ) ของไฟเบอร์ต่อความแรงของสัญญาณ

ในขณะที่แสงเดินทางไปตามเส้นใยสัดส่วนเล็ก ๆ ของมันจะหายไปโดยการกระเจิงของ Rayleigh การกระเจิงของ Rayleigh เกิดจากสัญญาณกระเจิงที่ผิดปกติไปตามเส้นใยที่ผลิต กำหนดพารามิเตอร์ตัวรับส่งสัญญาณใยแก้วนำแสงกำลังการกระเจิงของ Rayleigh สามารถทำเครื่องหมายได้ หากทราบความยาวคลื่นก็จะเป็นสัดส่วนกับสัญญาณของความกว้างของพัลส์ยิ่งการกระจายกลับที่ยาวขึ้นหมายถึงพลังที่แข็งแกร่งกว่า พลังงานกระเจิงของ Rayleigh เกี่ยวข้องกับความยาวคลื่นของสัญญาณการปล่อยความยาวคลื่นที่สั้นกว่าพลังงานที่แรงกว่า กล่าวคือเส้นทางสัญญาณ 1310nm ของการกระจายแสงแบบเรย์ลีห์สูงกว่า 1,650 นาโนเมตรการกระจายแสงแบบเรย์ลีห์

คำศัพท์บางคำที่ใช้ในการระบุคุณภาพของ OTDR มีดังนี้

Accuracy (ความแม่นยำ) : กำหนดเป็นความถูกต้องของการวัด เช่น ความแตกต่างระหว่างค่าที่วัดได้กับมูลค่าที่แท้จริงของเหตุการณ์ที่วัด

Measurement range (ช่วงการวัด) : กำหนดเป็นค่าการลดทอนสูงสุดที่สามารถวางระหว่างเครื่องมือและเหตุการณ์ที่วัดได้ซึ่งเครื่องมือจะยังสามารถวัดเหตุการณ์ได้ภายในขอบเขตความแม่นยำที่ยอมรับได้

Instrument resolution : เป็นการวัดว่าสามารถเว้นระยะห่างของเหตุการณ์สองเหตุการณ์ได้อย่างไรและยังคงรับรู้เป็นเหตุการณ์สองเหตุการณ์แยกกัน ระยะเวลาของพัลส์การวัดและช่วงเวลาการสุ่มตัวอย่างข้อมูลสร้างข้อ จำกัด ความละเอียดสำหรับ OTDR ยิ่งระยะเวลาพัลส์สั้นลงและช่วงเวลาการสุ่มตัวอย่างข้อมูลสั้นลงเท่าใดความละเอียดของเครื่องมือก็จะดีขึ้น แต่ช่วงการวัดจะสั้นลง

ความละเอียดยังมีข้อจำกัดบ่อยครั้งเมื่อการสะท้อนกลับที่มีประสิทธิภาพกลับไปที่ OTDR และทำให้เครื่องตรวจจับมีน้ำหนักเกินชั่วคราว เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นต้องใช้เวลาสักครู่ก่อนที่เครื่องมือจะสามารถแก้ไขเหตุการณ์เส้นใยที่สองได้ ผู้ผลิต OTDR บางรายใช้กระบวนการ“ กำบัง” เพื่อปรับปรุงความละเอียด

ขั้นตอนนี้จะป้องกันหรือ “มาสก์” ของเครื่องตรวจจับจากการสะท้อนกลับของไฟเบอร์กำลังสูงป้องกันการโอเวอร์โหลดของเครื่องตรวจจับและไม่จำเป็นต้องเรียกคืนเครื่องตรวจจับ

ข้อกำหนดอุตสาหกรรมสำหรับความน่าเชื่อถือและคุณภาพของ OTDR ระบุไว้ในข้อกำหนดทั่วไปสำหรับอุปกรณ์ประเภท Optical Time Domain Reflectometer (OTDR)

OTDR ใช้การกระเจิงของ Rayleigh เพื่อแสดงถึงลักษณะของใยแก้วนำแสง การวัด OTDR กลับไปเป็นส่วนหนึ่งของแสงกระเจิงไปยังพอร์ต OTDR เมื่อแสงกระจัดกระจายไปทั่วทุกทิศทางบางส่วนเพิ่งกลับมาตามเส้นใยไปสู่แหล่งกำเนิดแสง แสงที่คืนมานี้เรียกว่า backscatter ดังที่แสดงด้านล่าง

พลังงานแบบกระจายกลับเป็นสัดส่วนคงที่ของกำลังไฟฟ้าขาเข้าและเมื่อความสูญเสียรับพลังงานจากกำลังไฟฟ้าขาเข้าพลังงานที่คืนจะลดลงตามที่แสดงในภาพ

OTDR ใช้แสงสะท้อนกลับเพื่อทำการวัด มันส่งพัลส์กำลังแรงสูงออกมาและวัดแสงที่กลับมา มันสามารถวัดระดับกำลังไฟฟ้าที่ส่งคืนอย่างต่อเนื่องและสามารถลดการสูญเสียที่พบในเส้นใยได้

การสูญเสียเพิ่มเติมใด ๆ เช่นตัวเชื่อมต่อและตัวต่อฟิวชั่นมีผลในการลดการส่งพลังงานบนเส้นใยและทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกันในพลังงานแบบกระจายแสง ตำแหน่งและระดับของการสูญเสียสามารถตรวจสอบได้ เมื่อใดก็ตามที่เวลาใดก็ตามแสงที่ OTDR เห็นคือแสงที่กระจัดกระจายจากพัลส์ที่ผ่านบริเวณหนึ่งของเส้นใย

OTDR เป็นเสมือนแหล่งที่ทดสอบเส้นใยทั้งหมดระหว่างตัวเองและ OTDR ขณะที่มันเคลื่อนเส้นใยลงเนื่องจากเป็นไปได้ที่จะทำการปรับความเร็วของพัลส์เมื่อมันผ่านเส้นใยลง OTDR อาจสัมพันธ์กัน สิ่งที่เห็นในแสงสะท้อนกลับด้วยตำแหน่งจริงในเส้นใย ดังนั้นจึงสามารถสร้างการแสดงผลของปริมาณแสงสะท้อนกลับ ณ จุดใดก็ได้ในไฟเบอร์

มีการคำนวณบางอย่างที่เกี่ยวข้อง โปรดจำไว้ว่าแสงต้องออกไปและกลับมาดังนั้นคุณต้องคำนึงถึงสิ่งนั้นในการคำนวณเวลาตัดเวลาครึ่งหนึ่งและการคำนวณการสูญเสียเนื่องจากแสงเห็นการสูญเสียทั้งสองวิธี การสูญเสียพลังงานเป็นฟังก์ชันลอการิทึมดังนั้นกำลังวัดเป็นเดซิเบล

ปริมาณแสงที่กระจัดกระจายกลับไปที่ OTDR นั้นเป็นสัดส่วนกับการกระจายกลับของเส้นใยกำลังงานสูงสุดของพัลส์ทดสอบ OTDR และความยาวของพัลส์ที่ส่งออก หากคุณต้องการแสงสะท้อนกลับมากขึ้นเพื่อให้ได้การวัดที่ดีคุณสามารถเพิ่มกำลังไฟฟ้าสูงสุดของพัลส์หรือความกว้างของพัลส์ตามที่แสดงในภาพ

เหตุการณ์บางอย่างเช่นตัวเชื่อมต่อแสดงชีพจรขนาดใหญ่เหนือร่องรอยการกระจายกลับ นั่นคือภาพสะท้อนจากตัวเชื่อมต่อรอยต่อหรือจุดสิ้นสุดของเส้นใย สามารถใช้เพื่อทำเครื่องหมายระยะทางหรือแม้แต่คำนวณการสะท้อนกลับของตัวเชื่อมต่อหรือตัวต่อซึ่งเป็นอีกพารามิเตอร์หนึ่งที่เราต้องการทดสอบในระบบโหมดเดียว

โดยทั่วไปจะใช้ OTDR สำหรับการทดสอบด้วยสายเคเบิลเริ่มต้นและอาจใช้สายรับ สายเรียกใช้งานช่วยให้ OTDR สามารถปรับตัวหลังจากที่ชีพจรทดสอบถูกส่งไปยังไฟเบอร์และให้ตัวเชื่อมต่ออ้างอิงสำหรับตัวเชื่อมต่อแรกของสายเคเบิลภายใต้การทดสอบเพื่อตรวจสอบการสูญเสีย สายรับอาจใช้ที่ปลายด้านไกลเพื่อให้สามารถตรวจวัดขั้วต่อที่ปลายสายภายใต้การทดสอบได้เช่นกัน

การบำรุงรักษาระบบการสื่อสารไฟเบอร์ขึ้นอยู่กับเครื่องวัดการสะท้อนแสงของโดเมนเวลา OTDR เพียงแค่สร้างพัลส์ภายในไฟเบอร์เพื่อทดสอบข้อบกพร่องหรือข้อบกพร่อง เหตุการณ์ที่แตกต่างกันภายในไฟเบอร์สร้างการกระจายกลับของ Rayleigh พัลส์จะถูกส่งกลับไปยัง OTDR และจุดแข็งของพวกมันจะถูกวัดและคำนวณเป็นฟังก์ชันของเวลาและพล็อตเป็นฟังก์ชันของการยืดเส้นใย ความแรงและสัญญาณที่ส่งคืนจะบอกเกี่ยวกับตำแหน่งและความเข้มของความผิดปกติที่มีอยู่ ไม่เพียง แต่การบำรุงรักษาเท่านั้น แต่ยังรวมถึงบริการติดตั้งสายออพติคอลที่ใช้ OTDR นอกจากนี้การแลกเปลี่ยนโทรศัพท์และเสาทั่วประเทศภายในเครือข่ายใช้ OTDR เพื่อการทำงานที่ราบรื่น