Предыдущие выпуски «Инструментария для ВОЛС» были посвящены вопросам прокладки, разделки, сращивания и оконцовки волоконно-оптического кабеля. В следующих выпусках будут рассмотрены приборы для тестирования и диагностики оптических линий.
Как при монтаже, так и при обслуживании ВОЛС невозможно обойтись без проведения ряда измерений. Конкретный набор параметров зависит от выполняемых работ. Самыми типичными для этапа монтажа являются измерения затухания сростков, выполненных с помощью сварки или механических сплайсов, или всей ВОЛС. На этапе пуско-наладочных работ или эксплуатации измеряются уровни мощности оптического излучения на выходе передатчика и входе приемника, определяется коэффициент ошибок. В случае обнаружения каких-либо проблем производится диагностика ВОЛС с помощью оптического рефлектометра. При проведении кроссовых работ встает задача идентификации ВОЛС и их окончаний, проверки исправности коммутационных шнуров и правильности кроссировки (просветка или аналог "прозвонки" на металлических кабелях).
Стандарты, нормирующие параметры ВОЛС, определяют требования к максимальному погонному затуханию; максимальному затуханию, вносимые соединителем или сростком; максимальным длинам ВОЛС и ее сегментов. Некоторые приложения, реализуемые на основе ВОЛС, могут потребовать реализации дополнительных норм: минимальной полосы пропускания, максимальных затухания и длины канала на основе ВОЛС. Очевидно, что для такой широкой гаммы измерений и тестов потребуется несколько приборов. Очевидно и то, что приборы эти стоят весьма и весьма недешево, как и весь связанный с волоконной оптикой инструментарий. Тем не менее, даже обладая ограниченной суммой, сегодня можно подобрать комплект приборов, который закроет все основные потребности в измерениях.
Самая распространенная задача при эксплуатации – коммутационные работы. И для ее упрощения выпускается целый ряд простых и недорогих приборов. Пожалуй, самым полезным из них является прибор, позволяющий визуализировать дефекты оптоволокна, коммутационных шнуров и некоторых типов ВОК. Визуализатор может оказаться полезным для обнаружения целого ряда проблем: неисправностей на небольшой дистанции (до нескольких сотен метров), обрывов и изгибов малого радиуса в многомодовых коммутационных шнурах и кабелях, изгибов малого радиуса в одномодовых кабелях. Еще одно приложение визуализатора – просветка ВОЛС (до 5 км одномодовых и до 2 км многомодовых), может с успехом применяться для контроля их целостности и идентификации кабельных окончаний.
Производится визуализатор в нескольких вариантах, самыми удобными из которых являются "фонарик" или брелок. Сам прибор содержит источник хорошо заметного излучения красного цвета (длина волны около 650 нм) и элементы питания. Суть его применения довольно проста - в местах, где волокно имеет трещины или сколы, излучение хорошо заметно на поверхности. Поскольку наблюдать за этим излучением иногда приходится при ярком свете, в некоторых приборах излучение модулируется низкой частотой (около 1 Гц) для улучшения различимости.
Еще удобнее и безопаснее проверка целостности ВОЛС или идентификация окончаний ВОК может быть выполнена с помощью источника и приемника оптического излучения или оптического тестера. Кроме того, эти приборы позволяют убедиться, что уровень вносимого ВОЛС затухания находится в допустимых пределах.
Определить наличие излучения в волокне и его направление, а также оценить его мощность позволяет детектор излучения на основе изгибного ответвителя. И все это без нарушения связи и выполнения коммутаций. Оптоволокно вкладывается в паз ответвителя и изгибается с определенным радиусом. Вышедшее наружу из-за нарушения условий распространения излучение фиксируется и обрабатывается. Детекторы излучения рассматриваемого вида могут также иметь не только световой, но и звуковой индикатор. В некоторые модели, которые рассчитаны на использование вместе с источником тестовых сигналов в виде модулированного определенной частотой излучения, встроен детектор, позволяющий определить наличие или значение частоты модуляции.
Рассмотренные выше простые приборы не только облегчают работу, но и обеспечивают безопасность – в их отсутствие возникает желание заглянуть в волокно, чтобы обнаружить там свет. А это верный путь травмировать глаз, если волокно окажется подключенным... При уважительном отношении к технике безопасности все коммутационные работы стоит выполнять в защитных очках, которые защищают глаз от применяемого в ВОЛС излучения (600-1700 нм). В крайнем случае, для обнаружения и идентификации излучения в волокне можно воспользоваться простейшими индикаторами. Фоточувствительный слой каждого из индикаторов преобразует невидимое инфракрасное излучение с определенной длиной волны в видимое излучение (ФИС 46 прав 3 сверху) и если поднести сердечник соединителя к индикатору, оно станет заметным.
Одно из основных измерений на ВОЛС – определения затухания. Существует несколько методов измерения этой величины, отличающихся технологией калибровки и точностью измерения. Но в любом случае для выполнения измерения требуется две вещи - стабилизированный источник излучения и измеритель оптической мощности. Измерение заключается в определении разности мощности сигнала, поданного на ВОЛС, и мощности сигнала, полученного с нее на другом конце. Причем ввиду различия условий распространения излучения в ВОЛС в различном направлении, измерение необходимо проводить в обе стороны. И если уж есть желание сэкономить время, то направление, в котором производится измерение, обязательно должно совпадать с направлением передачи оборудования, которое будет на этих ВОЛС установлено.
Можно предложить несколько способов, которыми будет выполняться измерение.
Во-первых, на одном волокне в одном направлении двумя людьми с помощью одного источника излучения и одного измерителя оптической мощности. Для того, чтобы провести измерение в обоих направлениях достаточно переместить приборы.
Во-вторых, на паре волокон, соединенных на обратном конце перемычкой, в одном направлении одним человеком, использующим один источник и один измеритель или один содержащий их прибор.
В-третьих на паре волокон в обе стороны двумя людьми с парой источников и парой измерителей или парой содержащих их приборов.
В-четвертых, на одном или двух волокнах в обе стороны двумя людьми, которые применяют пару приборов, обеспечивающих автоматическое двухстороннее тестирование одного или двух волокон.
В качестве излучателя в источниках может встречаться как светодиод, так и лазер. Дешевле всего источники излучения на основе светодиодов. Они пригодны для тестирования лишь многомодового волокна, так как в одномодовое не удается ввести излучение достаточной мощности. Светодиодные источники вообще отличаются невысокой выходной мощностью и точностью в спектральной области (ширина их спектра составляет 30–200 нм). Тем не менее, благодаря стабильной мощности и низкой стоимости, они широко используются как в источниках излучений, так и в другом оборудовании для работы по многомодовому волоконно-оптическому кабелю. Лазерные источники дороже, но пригодны для тестирования одномодового волокна. Для них характерна более высокая, чем у светодиодных, мощность и точность (ширина спектра 0,1–5 нм), но стабильность выходной мощности ниже. Кроме того, большинство лазерных источников чувствительнo к отраженному излучению, наличие которого может привести к нарушению системы регулирования выходной мощности. Наибольшую стоимость имеют лазерные источники излучения с различными усовершенствованиями для обеспечения более высокой входной мощности и ее стабильности, а также более узкого или настраиваемого спектра излучения.
Простейшие источники выдают излучение только с одной длиной волны (660, 780, 850, 980, 1300, 1310, 1480, 1550 или 1625 нм). Более сложные имеют несколько выходов с разной длиной волны или один с возможностью электронного выбора ее необходимого значения из пары (например, 850/1300 — для многомодового, 1310/1550 и 1550/1650 — для одномодового волокна). Такие источники отличаются друг от друга в основном конструкцией и набором органов управления. Они могут иметь и некоторые дополнительные функции. Например, возможность получить на выходе не только непрерывное, но и модулированное излучение (обычно с частотой 270, 1000 или 2000 Гц), что чрезвычайно удобно для идентификации оптических кабелей.
При выборе источника прежде всего следует учитывать тип оптических кабелей и задействованные в используемом оборудовании длины волн. Но свое влияние могут оказать и дополнительные факторы, о которых нужно помнить. Например, на источники излучения для тестирования многомодовых волоконно-оптических линий в соответствии со стандартом TIA/EIA568 налагаются определенные ограничения: светодиодные источники могут работать только с модовым фильтром, нельзя применять некоторые лазерные источники излучения (лазеры VCSEL с длиной волны 850 нм и все лазеры с длиной волны 1300 нм). Поэтому без анализа возможных приложений и технических описаний источников излучения не обойтись.
