Каково положительное значение ORL для MM и SM?

Единого предельно допустимого значения ORL на все случаи жизни не существует, да и причина плохой работы вашей системы может быть не только и не столько в ORL. Пойдем по порядку и рассмотрим, что это за параметр, как и чем его измерить, с чем сравнить, какие еще параметры проверить и какие действия предпринять.

ORL (Oprical Return Loss) – оптические возвратные потери (или, как вы их назвали, оптические потери на отражение).

Когда лучи света подаются в волоконно-оптический компонент (в коннектор, например), какое-либо устройство (мультиплексор) или просто в волоконно-оптический кабель, то часть лучей распространяется в продольном направлении и достигает дальнего конца сегмента, другая часть по пути теряется (поглощается), а третья отражается назад. Та часть исходного излучения, что отразилась назад, и характеризуется оптическими возвратными потерями ORL. С физической точки зрения оптические возвратные потери могут вызываться двумя физическими явлениями:

• Рэлеевское рассеяние, точнее, та его часть, которая относится к рассеянию лучей в обратном направлении
• Отражения Френеля

Про коэффициент обратного рассеяния вы можете прочитать ответ на вопрос 229 в нашем разделе консультаций. Здесь мы лишь уточним, что Рэлеевское рассеяние присуще самой среде волокна и вызывается мельчайшими дефектами и неоднородностями в кристаллической решетке кварцевого стекла. Избавиться от этого явления невозможно, а оптические возвратные потери, вызываемые только рассеянием Рэлея, могут составлять разную величину, в зависимости от длины сегмента и длины волны. Например, на очень длинных оптических сегментах (десятки километров) при работе источника на длине волны 1310 нм потери ORL могут составить 32 дБ.

Отражения Френеля возникают во всех случаях, когда есть перепад между показателями преломления. Такие отражения неизбежно возникают на всех парных соединениях коннекторов, на муфтах, на конце кабельного сегмента (граница стекло/воздух) и в местах, где волокно разбито, резко перегибается и т.д.

Чем опасны обратные отражения в оптическом волокне? Да, они уменьшают мощность целевого сигнала, который долетит до дальнего конца к принимающему оборудованию. Если эта мощность будет недостаточна, то приемник может некорректно распознать сигнал. Но основная опасность не в этом, а в том, что мощные лазерные передатчики, которые должны работать именно на передачу, при отражении и возвращении к ним пусть даже небольшой части сигнала могут вести себя, мягко говоря, неадекватно. Особенно могут страдать от этого системы, использующие спектральное уплотнение DWDM. В цифровых системах растет количество сбойных битов (BER), в аналоговых ухудшается отношение сигнал/шум (SNR). Из практики хорошо известно, что аналоговые системы кабельного телевидения, работающие по оптическому волокну на длине волны 1550 нм, чрезвычайно чувствительны к оптическим возвратным потерям. Может ли это быть причиной того, что ваше оборудование работает плохо? Да, может. Это вполне вероятная причина, если ваша система видеонаблюдения использует оборудование с лазерными источниками. Хотя надо честно предупредить, что причина может быть не единственной :).

Для многомодовых систем, в которых активное оборудование применяет светодиодные источники, маловероятно, чтобы причиной сбоя были именно возвратные потери. Там нет такого воздействия на источник и такой чувствительности передающего порта к обратным отражениям. Вот если в многомодовой системе используются лазеры поверхностного излучения с вертикальным объемным резонатором (VCSEL), то тогда, действительно, возможны похожие проблемы, хотя и в несколько меньшей степени, чем в одномодовом волокне. В любом случае, тестер, который должен измерять оптические возвратные потери, будет работать на лазерном источнике. Чаще всего такие измерения «заточены» именно под одномод.

Прибором FOT-930 вы можете измерить оптические возвратные потери – у него есть такая функция, как, впрочем, и у многих других приборов и тестеров. Суть проста: прибор отправляет сигнал с определенными характеристиками в сегмент, а затем замеряет возвратные потери. Но, в отличие от рефлектометра, при этом он не проводит тестирование во временной области, и рефлектограмму на выходе вы не получите – только отдельные значения возвратных потерь в децибелах. FOT-930 может провести вам измерение ORL на трех длинах волн, использующихся для одномодовых систем: 1310, 1490 и 1550 нм. Какие указывать настройки при тестировании? Это зависит не только от самого оптического сегмента, но и от оборудования, которое к нему подключается. Здесь нам придется отправить вас штудировать документацию на активное оборудование, которое используется в вашей системе. Вам необходимо узнать, на какой длине волны оно работает – тестировать имеет смысл именно на ней. Из спецификации на источник (передающий порт) нужно выяснить, каковы допустимые оптические возвратные потери, при которых оборудование будет работать нормально. Конкретные цифры зависят от вида оборудования. Например, в описании на одну из моделей оборудования Cisco с оптическим интерфейсом мы увидели требование, что потери ORL должны быть слабее 24 дБ. Существуют рекомендации ITU-T (G983.3 и G984.2), указывающие предельно допустимое значение в 32 дБ. (Динамический диапазон самого прибора, измеряющего ORL, может варьироваться от 40 до 70 дБ).

Проблема в том, что прибор выдаст вам совокупное значение оптических возвратных потерь в сегменте, и вы не сможете ни отделить Рэлеевское рассеяние от отражений Френеля, ни определить, какие участки волокна вносят повышенный вклад в обратные отражения. То есть прибор может вам сказать, что возвратные потери слишком велики, но не назовет точку (точки), которые в наибольшей степени ответственны за это. Вы можете попробовать тестировать все отдельные участки вашего сегмента в надежде найти тот из них, который дает максимальное значение ORL. Но по-настоящему определить место или места, в которых параметры превышают допустимые пределы, можно только с помощью рефлектометра во временной области (OTDR).

Самое интересное, что чем больше длина кабеля, тем лучше может быть ситуация с возвратными потерями (при прочих равных условиях), поскольку отражения Френеля, имеющиеся на каких-то конкретных участках волокна или коннекторах, теряют в мощности по мере распространения в обратном направлении. Поэтому еще один параметр, который стоит проверить в вашей системе – длина сегментов. Вполне возможно, что проблема возникает на самых коротких из них, поскольку сигналы, возвращающиеся к приемнику, не успевают утратить мощность в пути. Тогда (если к тому времени будут испробованы все остальные средства) можно попробовать принудительно удлинить сегмент, подключив к нему, например, через два проходника 100-метровую катушку, оконцованную хорошо заполированными коннекторами. Хотя, скорее всего, за наибольший взнос отвечают именно коннекторы, и их надо проверять в первую очередь.

Как уже было сказано, возвратные потери могут быть не единственной причиной плохой работы вашего оборудования. Собственно, начинать мы бы рекомендовали с тестирования обычных оптических потерь, а не возвратных. Дело в том, что порядка 85% случаев сбоев в волоконно-оптических системах вызывает элементарная грязь. Возможно, причина в том, что какие-то из коннекторов грязные и дают повышенное затухание. Какие именно – опять же, точно может показать только рефлектометр. Но ведь никто не мешает почистить изопропиловым спиртом все коннекторы, хуже от этого точно не будет :). Еще при сдаче сегмента в эксплуатацию те, кто осуществлял прокладку и монтаж, должны были провести тестирование затухания и измерить оптические потери. Кстати, в документации на ваше активное оборудование также должно быть указано, какое затухание в сегменте для него допустимо.

В основном в тексте нашего ответа подразумевалось, что ваша система работает на одномодовом волокне, но в вопросе вы почему-то указали и одномод, и многомод. Это озадачивает. Возникает подозрение: нет ли в вашей системе «сборной солянки» из разных типов волокон? Если ваше оборудование требует одномодовой среды передачи, а чьи-то руки где-то подключили многомодовый оптический шнур или наоборот, то возможны самые разные эффекты. Иногда, если шнур очень короткий, при известной доле везучести система может работать, хотя, разумеется, не так хорошо, как могла бы. В других случаях она отказывается работать совсем. Или работает только урывками, когда покачивающийся под сквозняком оптический шнур занимает определенное положение :). Это, конечно, утрирование, но все-таки проверьте, на каком кабеле должно работать ваше оборудование, а какой кабель и какие шнуры используются на самом деле.

Вообще-то, самым информативным методом тестирования вашей системы была бы рефлектометрия. Рефлектограмма сегмента показала бы вам сразу и длины сегментов, и все коннекторы, муфты, резкие перегибы кабеля, и тем более переход с одного типа кабеля на другой. Жаль, что у вас только прибор FOT-930. Впрочем, вы можете не покупать рефлектометр, а обратиться к какой-нибудь компании, которая проведет для вас рефлектометрическое исследование вашей системы. Важно лишь, чтобы полученные рефлектограммы были правильно интерпретированы. Но когда вы уточните все перечисленные ранее параметры, можете прислать нам результаты тестирования, в том числе и рефлектограммы, в каком-нибудь общеупотребимом формате, и тогда мы постараемся помочь вам с интерпретацией результатов и дадим более конкретные рекомендации.