Вибір оптичного рефлектометра для пасивних оптичних мереж PON. Тестування неактивного волокна на довжинах хвиль 1310 нм та 1550 нм.

Короткий вступ

Це друга стаття із циклу матеріалів, присвячених тестуванню пасивних оптичних мереж PON. У ній наводяться результати вимірювань п'яти моделей рефлектометрів з робочими довжинами хвиль 1310 нм і 1550 нм, які використовуються для вимірювань неактивної мережі PON на етапі будівництва, або для діагностики неробочої гілки експлуатованої мережі при усуненні поломок. У тесті навмисно представлені рефлектометри всіх цінових діапазонів: від економ моделі Grandway FHO3000-D26 з динамічним діапазоном 26 дБ до професійного EXFO MaxTester MAX 730C з динамічним діапазоном 39 дБ, який має PON-оптимізований вимірювальний модуль.

Вибір рефлектометра для пасивної оптичної мережі PON – це не просте завдання. Адже PON мережа містить дільники (спліттери), які призводять до значного загасання тестових рефлектометричних імпульсів, що є серйозним випробуванням для будь-якої моделі рефлектометра, навіть з великим динамічним діапазоном. З іншого боку, дільники мережі PON часто розташовуються близько один до одного, іноді на відстані менше 100 метрів. Це додатково ускладнює завдання точного виміру, оскільки вимагає від рефлектометра мінімальної мертвої зони.

Результати реальних вимірювань, що наведені на цій сторінці, допоможуть Вам вибрати оптимальну модель рефлектометра, а також уникнути ситуації, коли фактичні можливості придбаного приладу не відповідають його заявленим характеристикам. Як об'єкт вимірювання використовувався імітатор мережі PON із загальним коефіцієнтом поділу у гілці, рівним 128. Детальний опис цього імітатора знаходиться тут. Далі наведено результати тестів при неактивном волокне на довжинах хвиль 1310 нм та 1550 нм. Наприкінці цієї статті є узагальнення із висновками. Результати тестів активного волокна на довжинах хвиль 1625 нм та 1650 нм будуть опубліковані в окремій статті.

Результати вимірювання EXFO MAX 730C з динамічним діапазоном 39 дБ

Оптичний рефлектометр MaxTester 730C розроблений компанією EXFO спеціально для проведення вимірювань у мережах PON. У цього рефлектометра ідеальний для тестування мереж PON динамічний діапазон (39 дБ) і спеціальний детектор, мертва зона якого оптимізована для тестових імпульсів з тривалістю від 100 нс до 1 мкс. У серії EXFO MaxTester 730C є моделі з робочими довжинами хвиль 1310/1550 нм, а також моделі з додатковими довжинами хвиль 1625/1650 нм.

Результати вимірів цього рефлектометра наведені першими, оскільки це єдина модель, яка змогла точно виміряти втрати кожного з трьох спліттерів, сумарний коефіцієнт поділу яких становить 128. Найкращі результати (мінімальні мертві зони за відсутності шуму після третього спліттера) були отримані за тривалості тестового імпульсу 1 мкс (1000 нс). Для зменшення шуму було встановлено великий час усереднення, що дорівнює 180 секунд.

Скриншот екрану рефлектометра з результатами вимірювань показано нижче. На цій рефлектограмі перший дільник 1х8 знаходиться на відстані 500 метрів та відзначений як подія №2. Другий дільник 1х8 знаходиться на відстані трохи більше ніж 1,5 км (подія №4). Третій дільник 1х2 (подія №5) знаходиться на відстані близько 2,1 км. Ця рефлектограма може бути еталонною, оскільки інші моделі протестованих рефлектометрів змогли показати такий результат.

Для отримання максимальної точності ми вручну розставили маркери і виміряли втрати на кожному спліттері методом чотирьох точок. Результати показані на цих трьох скріншотах. Слід враховувати, що виміряні втрати, крім втрат власне спліттера, також включають загасання сигналу на двох оптичних конекторах, якими підключається цей спліттер. І другий момент, про який треба пам'ятати: спліттери не є симетричними пристроями. Втрати в напрямку від станції до абонента відрізняються від втрат у зворотному напрямку (від абонента до станції), тому результати найточніших рефлектометричних вимірювань будуть трохи відрізнятися від паспортних даних спліттерів, які наведені в докладному описі використовуваного нами імітатора PON мережі.

Якщо у Вашій PON мережі є спліттери розташовані на відстані ближче ніж 200 метрів один від одного, то для зменшення мертвої зони рефлектометра доведеться зменшувати тривалість тестового імпульсу, оскільки імпульс 1000 нс не дозволить відрізнити втрати одного спліттера 1х8 від іншого. Але при зменшенні тривалості імпульсу автоматично знизиться ефективний динамічний діапазон рефлектометра і приладу буде складніше вимірювати далеку ділянку волокна: зросте рівень шуму та знизиться точність.

Щоб показати залежність якості рефлектограми від тривалості зондувального імпульсу, ми провели групу вимірювань з різними імпульсами: 50 нс, 100 нс, 275 нс, 500 нс, 1 000 нс (1 мкс) та 2 500 нс (2,5 мкс). Час усереднення становило 30 секунд кожної з двох довжин хвиль. Результати представлені у цій таблиці.

Тестовий імпульс 50 нс. Натисніть , щоб збільшити.	Тестовий імпульс 100 нс. Натисніть , щоб збільшити.
Тестовий імпульс 275 нс. Натисніть , щоб збільшити.	Тестовий імпульс 500 нс. Натисніть , щоб збільшити.
Тестовий імпульс 1000 нс (1 мкс). Натисніть , щоб збільшити.	Тестовий імпульс 2500 нс (2,5 мкс). Натисніть , щоб збільшити.

Висновки за результатами тестів рефлектометра EXFO MaxTester 730C. Цей рефлектометр повністю впорається з вимірами будь-яких мереж PON, навіть з максимальним коефіцієнтом поділу 128. Якщо необхідно протестувати тільки ділянку в абонента і перший дільник 1х8, то оптимальною є тривалість імпульсу 50 нс. При цій тривалості імпульсу засвітка від дільника 1х8 складає всього 35 метрів і якщо другий дільник у гілці знаходиться на більшій відстані, втрати першого дільника можна буде точно виміряти. Якщо необхідно провести вимірювання через два дільники 1х8, можна використовувати імпульс 275 нс або 500 нс, при цьому відстань між дільниками повинна бути більше 60 і 90 метрів відповідно. Для наскрізного вимірювання PON мереж із загальним коефіцієнтів поділу у гілці 128 оптимальним є тестовий імпульс 1000 нс (1 мкс), при цьому, залежно від конфігурації мережі,

Результати вимірювання EXFO FTB-720C з динамічним діапазоном 36 дБ

Оптичні рефлектометри серії FTB-720C мають динамічний діапазон 36 дБ і розроблені компанією EXFO як базовий рефлектометр для будь-яких мереж масштабу міста, включаючи різні типи мереж доступу. Рефлектометри серії FTB-720C випускаються у трьох типах корпусів: окремий прилад у корпусі MaxTester, модуль для вимірювальних платформ FTB-1 та ФТБ-1 Про та модуль для вимірювальних платформ ФТБ-2 і ФТБ-4. Незалежно від типу корпусу, всі рефлектометри FTB-720C мають однакові характеристики.

Динамічний діапазон протестованого рефлектометра EXFO FTB-720C на 3 дБ менше, ніж у представленої моделі EXFO MAX 730C тому після третього спліттера 1х2 на рефлектограмі з'являється невелика кількість шуму. Результати виміру імітатора PON мережі при тривалості тестового імпульсу 1 мкс (1 000 нс) та часу усереднення 180 секунд показані нижче.

Результати вимірювань втрат на спліттерах показані на скріншотах нижче. Ці результати лише на 0,1 дБ відрізняються від виміряних еталонним рефлектометром EXFO MAX 730C. Якість рефлектограми також можна порівняти з еталонною. Натисніть на зображення будь-якого зі скріншотів, щоб збільшити зображення.

Щоб показати залежність якості рефлектограми від тривалості зондувального імпульсу, ми провели групу вимірювань з різними імпульсами: 50 нс, 100 нс, 275 нс, 500 нс, 1 000 нс (1 мкс) та 2 500 нс (2,5 мкс). Час усереднення становило 30 секунд кожної з двох довжин хвиль. Результати представлені у цій таблиці.

Тестовий імпульс 50 нс. Натисніть , щоб збільшити.	Тестовий імпульс 100 нс. Натисніть , щоб збільшити.
Тестовий імпульс 275 нс. Натисніть , щоб збільшити.	Тестовий імпульс 500 нс. Натисніть , щоб збільшити.
Тестовий імпульс 1000 нс (1 мкс). Натисніть , щоб збільшити.	Тестовий імпульс 2500 нс (2,5 мкс). Натисніть , щоб збільшити.

Висновки за результатами рефлектометрних тестів EXFO FTB-720C. Цей рефлектометр добре підходить для мереж PON з коефіцієнтом поділу 64. Якщо необхідно протестувати тільки ділянку в абонента і перший дільник 1х8, то оптимальною є тривалість імпульсу 50 нс. При цій тривалості імпульсу засвітка від дільника 1х8 складає всього 35 метрів і якщо другий дільник у гілці знаходиться на більшій відстані, втрати першого дільника можна буде точно виміряти. Якщо необхідно провести вимірювання через два дільники 1х8, можна використовувати імпульс 500 нс або 1 000 нс, при цьому відстань між дільниками повинна бути більше 90 і 200 метрів відповідно. В принципі, рефлектометр FTB-720C можна використовувати і на мережах з сумарним коефіцієнтом 128, але доведеться встановлювати максимальний час усереднення 3 хвилини для кожної довжини хвилі.

Результати вимірювань Grandway FHO5000-T40F з динамічним діапазоном 40 дБ

Оптичний рефлектометр Grandway FHO5000-T40F відноситься до старшої серії рефлектометрів FHO5000 цього виробника. Заявлений динамічний діапазон приладу на довжині хвилі 1310 нм становить 40 дБ. Як і у всіх рефлектометрів, які ми протестували, у моделі Grandway FHO5000-T40F найкраща рефлектограма Емулятор PON виходить при тривалості імпульсу 1000 нс (1 мкс) та часу усереднення 180 секунд. Скріншот цієї рефлектограми представлений нижче. Зверніть увагу, що реальний динамічний діапазон (різниця між рівнем введення та рівнем шуму) за такої тривалості імпульсу становить близько 20 дБ, що на 10 дБ менше, ніж у протестованих рефлектометрів EXFO.

Результати вимірювань втрат на спліттерах показані на скріншотах нижче. Втрати першого спліттера рефлектометр Grandway FHO5000-T40F виміряв як 8,65 дБ, що на 1,39 дБ менше значення еталонного рефлектометра EXFO MAX 730C. Однак різниця по другому спліттеру мінімальна, всього -0,13 дБ. При ручному встановленні маркерів на третій спліттер, отримуємо на довжині хвилі 1550 нм значення втрат близько 2,5 дБ, але враховуючи загальний рівень шумів у районі третього спліттера і те, що втрати на 1550 нм значно відрізняються від втрат на 1310 нм, коректно що наявність третього спліттера 1х2 ми бачимо, але виміряти втрати цього рефлектометром не можемо.

Щоб показати залежність якості рефлектограми від тривалості зондувального імпульсу, ми провели групу вимірювань з різними імпульсами: 50 нс, 100 нс, 200 нс, 500 нс, 1 000 нс (1 мкс) та 2 000 нс (2 мкс). Час усереднення становило 30 секунд кожної з двох довжин хвиль. Результати представлені у цій таблиці..

Тестовий імпульс 50 нс. Натисніть , щоб збільшити.	Тестовий імпульс 100 нс. Натисніть , щоб збільшити.
Тестовий імпульс 200 нс. Натисніть , щоб збільшити.	Тестовий імпульс 500 нс. Натисніть , щоб збільшити.
Тестовий імпульс 1000 нс (1 мкс). Натисніть , щоб збільшити.	Тестовий імпульс 2000 нс (2 мкс). Натисніть , щоб збільшити.

Висновки за результатами тестів рефлектометра Grandway FHO5000-T40F. Маючи вражаючий заявлений динамічний діапазон 40 дБ (при максимальному імпульсі), рефлектометр Grandway FHO5000-T40F забезпечує близько 20 дБ при імпульсах 500 нс і 1 мкс. Виміряні втрати першого дільника 1х8 сильно залежить від тривалості тестового імпульсу. За імпульсу 1 мкс втрати 8,6 дБ. При імпульсі 500 нс втрати 9,1 дБ. При імпульсі 200 нс втрати 10,3 дБ. Також варто зазначити, що для імпульсів від 100 до 500 нс засвітлення після дільників (довжина нелінійної ділянки) в середньому в два рази більше ніж у рефлектометрів EXFO, а це означає, що для коректного вимірювання двох послідовних спліттерів, відстань між ними також має бути в двічі більше. Однак, враховуючи бюджетну ціну рефлектометра Grandway FHO5000-T40F, його можна використовувати для проектів з обмеженим фінансуванням. При цьому,

Результати вимірювань Grandway FHO5000-D35 з динамічним діапазоном 35 дБ

Оптичний рефлектометр Grandway FHO5000-D35, також як і попередня модель цього тесту, відноситься до старшої серії рефлектометрів FHO5000 цього виробника. Заявлений динамічний діапазон FHO5000-D35 на довжині хвилі 1310 нм становить 35 дБ. При вимірі цим рефлектометром імітатора PON мережі, кращі результати вдалося отримати при тривалості імпульсу 1000 нс (1 мкс) та часу усереднення 180 секунд. Скріншот цієї рефлектограми представлений нижче. Зверніть увагу, що реальний динамічний діапазон за такої тривалості імпульсу становить близько 19 дБ.

Результати вимірювань втрат на спліттерах показані на скріншотах нижче. Втрати першого спліттера рефлектометр Grandway FHO5000-D35 не показав у таблиці подій, але при ручній установці маркерів отримуємо значення 9,69 дБ, що на 0,35 дБ менше значення еталонного рефлектометра EXFO MAX 730C. Виміряне з допомогою маркерів значення втрат другого спліттері становить 7,65 дБ, що у 2,16 дБ менше еталонного значення. Третій спліттер 1х2 на рефлектограмі практично не видно.

Щоб показати залежність якості рефлектограми від тривалості зондувального імпульсу, ми провели групу вимірювань з різними імпульсами: 50 нс, 100 нс, 200 нс, 500 нс, 1 000 нс (1 мкс) та 2 000 нс (2 мкс). Час усереднення становило 30 секунд кожної з двох довжин хвиль. Результати представлені у цій таблиці.

Тестовий імпульс 50 нс. Натисніть , щоб збільшити.	Тестовий імпульс 100 нс. Натисніть , щоб збільшити.
Тестовий імпульс 200 нс. Натисніть , щоб збільшити.	Тестовий імпульс 500 нс. Натисніть , щоб збільшити.
Тестовий імпульс 1000 нс (1 мкс). Натисніть , щоб збільшити.	Тестовий імпульс 2000 нс (2 мкс). Натисніть , щоб збільшити.

Висновки за результатами тестів рефлектометра Grandway FHO5000-D35. Можливості, які продемонструвала ця модель, дуже схожі на результати Grandway FHO5000-T40F хоча динамічний діапазон FHO5000-D35 на 5 дБ менше ніж у FHO5000-T40F. Спостерігається та ж залежність втрат першому дільнику від тривалості тестового імпульсу: максимальне значення становило 11,3 дБ, а мінімальне 9,6 дБ. Засвітлення після дільників знаходиться на рівні FHO5000-T40F і в середньому вдвічі більше, ніж у рефлектометрів EXFO. Ціна моделі FHO5000-D35 істотно нижча ніж у аналогічної моделі на 40 дБ і, якщо у Вас дуже обмежений бюджет, а вимірювання все ж таки проводити треба, то цей рефлектометр можна використовувати для пошуку місць обриву оптичного кабелю для PON мереж із загальним коефіцієнтом поділу у гілці трохи більше 64, але за необхідності виміряти згасання на дільниках, похибка може становити 2 дБ.

Результати вимірювань Grandway FHO3000-D26 з динамічним діапазоном 26 дБ

Оптичний рефлектометр Grandway FHO3000-D26 включений до цього тестування з метою показати, що можуть рефлектометри з ціною близько $1 000 при спробі вимірювань за допомогою пасивних оптичних мереж. Модель FHO3000-D26 відноситься до молодшої серії рефлектометрів FHO3000 виробника Grandway. Заявлений динамічний діапазон FHO3000-D26 на довжині хвилі 1310 нм становить 26 дБ. Результати вимірів цим рефлектометром імітатора PON мережі, При тривалості імпульсу 500 нс і часу усереднення 30 секунд представлені на скріншоті нижче.

Через недостатній динамічний діапазон, рефлектометр Grandway FHO3000-D26 може пробитися тільки через перший дільник 1х8. При цьому відразу за дільником досить високий рівень шуму. Щоб точно вимірювати втрати за наявності шуму, необхідно користуватися методом чотирьох точок (чотирьох маркерів), а модель FHO3000-D26 дозволяє встановлювати на екрані лише два маркери. Тому ми завантажили згенерований рефлектометром SOR файл у програму постобробки EXFO ToolBox і вручну виконали вимірювання. Результати для довжини хвилі 1550 нм представлені на скріншоті нижче. Приємно здивував той факт, що втрати першому дільнику досить точно збіглися з еталонним значенням. Також не було суттєвої залежності результатів вимірів від тривалості імпульсу. При імпульсі 500 нс виміряні втрати 9,7 дБ. При імпульсі 200 нс втрати 9,8 дБ.

Щоб показати залежність якості рефлектограми від тривалості зондувального імпульсу, ми провели групу вимірювань з різними імпульсами: 50 нс, 100 нс, 200 нс, 500 нс, 1 000 нс (1 мкс) та 2 000 нс (2 мкс). Час усереднення становило 30 секунд кожної з двох довжин хвиль. Результати представлені у цій таблиці.

Тестовий імпульс 50 нс. Натисніть , щоб збільшити.	Тестовий імпульс 100 нс. Натисніть , щоб збільшити.
Тестовий імпульс 200 нс. Натисніть , щоб збільшити.	Тестовий імпульс 500 нс. Натисніть , щоб збільшити.
Тестовий імпульс 1000 нс (1 мкс). Натисніть , щоб збільшити.	Тестовий імпульс 2000 нс (2 мкс). Натисніть , щоб збільшити.

Висновки за результатами тестів рефлектометра Grandway FHO3000-D26. Цей рефлектометр відноситься до найекономнішого сегменту і має маленький динамічний діапазон. Незважаючи на це, у разі вкрай обмеженого фінансування він може використовуватися для діагностики несправностей на ділянці від абонента до першого спліттера. Також при імпульсі 500 нс та тривалому часі вимірювання (2-3 хвилини), модель FHO3000-D26 може використовуватися для вимірювання втрат на першому спліттері 1х8 (з похибкою близько 1 дБ) та пошуку дефектів волокна на ділянці між першим та другим спліттерами.

Відеозапис вимірів усіх рефлектометрів з цього тесту-порівняння

На цій сторінці представлені докладні результати вимірювань імітатора PON мережі за допомогою п'яти популярних моделей оптичних рефлектометрів. А в цьому відеосюжеті, тривалістю 12 хвилин, Ви зможете побачити, як проводилися ці вимірювання, а також особливості роботи кожного протестованого рефлектометра. Дуже цікаво подивитися, як поводяться різні моделі в процесі роботи: наскільки швидко видаляють шум з рефлектограми, чи з'являються на графіку артефакти програмної обробки та інші важливі особливості. Це відео допоможе краще зрозуміти кожну модель.

Загальні висновки з тестування PON на довжинах хвиль 1310 нм та 1550 нм

Результати цього порівняльного тестування показали, що для коректного виміру пасивних оптичних мереж необхідно використовувати спеціально призначені для цього рефлектометри рівня EXFO MAX 730C. Такі прилади забезпечать точні результати вимірювань при будівництві мережі, а в процесі її експлуатації допоможуть швидко виявляти і усувати проблеми, що виникають.

Також результати тестування показали, що великий заявлений динамічний діапазон економ моделей (близько 40 дБ) не допомагає проведенню точних вимірювань елементів PON мережі. Однак, у ситуації, коли мережа невелика, купівля бюджетних приладів може виявитися економічно виправданою. У такому разі необхідно бути готовим до того, що більшість економ-моделей зможуть виміряти тільки ділянку в абонента і перший дільник. Кращі економ моделей також зможуть зняти рефлектограму ділянки між першим і другим дільниками і, можливо, виміряти втрати на другому дільнику, але не дуже точно. Якщо Ви збираєтеся купувати дешевий рефлектометр, перед покупкою обов'язково протестуйте його на реальній мережі, тому що в цьому ціновому сегменті багато неякісних приладів і порожньої реклами.

У будь-якому випадку, ми зможемо запропонувати оптимальну модель оптичного рефлектометра для PON, яка враховуватиме Ваше завдання та бюджет. Для цього просто зателефонуйте нам або напишіть нам по Електронна пошта.

Також рекомендуємо переглянути статтю про принцип роботи оптичного рефлектометра, в якій розказано про те, як він влаштований, наводяться докладні рекомендації щодо вибору початкових налаштувань та проведення вимірювань. А щоб ще краще орієнтуватися в моделях сучасних оптичних рефлектометрів та їх можливостях, дивіться головну сторінку окремих серій оптичних рефлектометрів.