Что такое Encircled Flux? Чем отличается тестирование многомодовых волоконно-оптических кабелей с помощью Encircled Flux? Почему технология Encircled Flux так важна?
Многомодовые волоконно-оптические кабели являются частью СКС здания. Их тестируют измеряя потери оптическими тестерами (Tier 1) или рефлектометром (Tier 2). В зависимости от используемого измерительного оборудования, результаты могут различаться. Для получения правильных результатов измерений, центры стандартизации согласовали новые определения измерения потерь в многомодовых волоконно-оптических кабелях. Повышение точности достигается за счет подробного описания методов установки эталонного значения и допусков для используемых измерительных инструментов.
Чистота коннекторов и отсутствие дефектов имеют первостепенное значение для волоконно-оптических кабелей и измерительного оборудования. Чтобы проверить чистоту и состояние разъемов волоконно-оптических измерительных шнуров и кабелей, важно внимательно осматривать их торцевые поверхности с помощью микроскопа перед каждым выполнением измерений. Если торцевые поверхности разъема загрязнены, их можно очистить и проверить повторно. Коннекторы следует подключать, только если на них отсутствуют дефекты и загрязнения! В противном случае, продолжение работы может привести к получению недостоверных результатов. Более того, неосторожное обращение с торцевыми поверхностями волоконно-оптических разъемов может привести к их повреждению и полному отказу волоконно-оптических кабелей. (См. рис. 1.)
Чтобы понять влияние Encircled Flux на измерительное оборудование, необходимо знать основы измерения потерь в оптических волокнах. Как измеряется затухание в волоконно-оптических кабелях? На первый взгляд, довольно просто. С помощью источника излучения (LS) и измерителя мощности (PM) оптическая мощность измеряется простым вычитанием полученной входной мощности Pвх. [дБм] из выходной мощности Pвых. [дБм], которая теряется на участке оптоволокна. Таким образом, затухание (потеря) – это:
L [дБ] = PLS [дБм] – PPM [дБм]
Это кажется довольно простым, но проблема кроется в деталях, поэтому необходимо установить опорное значение до выполнения измерений, чтобы исключить потери на тестовых шнурах из общих результатов. Качество измерительных шнуров и разъемов напрямую влияет на точность результата. Чтобы получить правильное значение измерений, необходимо определить выходную мощность источника излучения (PLS) и сохранить это значение в измерителе мощности в качестве опорного.
Для установки опорного значения центры стандартизации предложили использовать от одного до трех измерительных шнуров. Условия измерений могут различаться количеством света (точнее световых мод) которое поступает в оптоволокно и каким образом это происходит. В последние годы возникли разногласия по поводу ввода оптического сигнала в оптоволокно, и в стандарты было добавлено определение Encircled Flux. Как это происходило раньше? В начале, использование светодиодных источников излучения было стандартизировано. Это называлось «насыщающее возбуждение световода» (см. рис. 2a). Такое «насыщение» было не очень рациональным, поскольку излучатель из светодиодного источника запускает световые моды не только в сердцевину оптоволокна, но и в его оболочку, и они распространяются в оптоволокне как стабильные моды более низкого порядка (ближе к центру сердцевины оптоволокна) и как нестабильные моды более высокого порядка (дальше от центра сердцевины оптоволокна и даже в оболочке). При использовании коротких контрольных измерительных шнуров это приводило к получению измерителем слишком большой мощности излучения при установке опорного значения. В свою очередь это приводило к снижению точности измерений, поскольку опорная мощность была слишком высокой из-за мод в оболочке. В длинных кабелях нестабильные моды более высокого порядка в оболочке оптоволокна и частично в его сердцевине могут исчезать и больше не участвовать в измерении. Чтобы создать более стабильные условия, так называемые моды из оболочки и нестабильные моды более высокого порядка отфильтровывались с помощью фильтра мод (катушки-оправки) до установки опорного значения. С помощью этого метода были созданы более стабильные условия, однако значение потерь по-прежнему оставалось слишком высоким и не слишком точным.
(см. рис. 2б) начали использоваться в измерительном оборудовании (часто они использовались в активном оборудовании на линиях передачи, таком как SFP 1GbE с VCSEL 850 нм), однако результаты измерений были слишком оптимистичными из-за недостаточной освещенности сердцевины оптоволокна и слишком маленького количества введенных мод высокого порядка. Кроме того, не удавалось обнаружить некоторые неисправности, например, смещение сердцевины оптоволокна в волоконно-оптическом соединении. Две разновидности ввода оптического сигнала — «переполнение» и «недостаточное заполнение» — могли приводить к погрешности в результатах измерений, значительно превышавшей 10%. Это было не особенно критично, поскольку существовал достаточный запас по мощности. Однако в настоящее время скорость передачи данных увеличилась (например, 40GBASE-SR4/100GBASE-SR10 по волоконно- оптическим кабелям OM3 или OM4 длиной 100/150 м), а допустимое затухание сигнала в канале составляет всего 1,9/1,5 дБ, поэтому такого большого запаса больше не существует, и погрешность более 10% недопустима. Для решения проблемы центры стандартизации создали метод ввода оптического сигнала, снижающий погрешность с помощью точного распределения мощности излучения в сердцевине оптоволокна. Этот метод называется Encircled Flux.
Как указано в стандарте, Encircled Flux — это часть совокупной (суммарной) мощности ближнего поля по отношению к общей выходной мощности в зависимости от радиального расстояния от оптического центра сердцевины волокна. Посредством точного измерения мощности излучения при измерении ближнего поля можно точно определить, сколько мод низкого и высокого порядка запущено в измеряемое волокно и, следовательно, в сердцевину волокна тестируемого кабеля. Коэффициенты мощности излучения, указанные для различных диаметров сердцевин и длин волны, см. в стандарте IEC 61280-4-1. Значения и допуски зафиксированы в шаблоне EF как верхняя и нижняя границы измерений ближнего поля, выполненных с помощью лабораторного измерительного оборудования. Теперь, когда мы подробно рассмотрели источники излучения, нам предстоит обратить внимание на еще одну проблему. Стандартные спецификации требуют, чтобы система ввода Encircled Flux располагалась не на выходе источника излучения, а на конце контрольного измерительного шнура, чтобы в полной мере достичь распределения мощности мод, соответствующего Encircled Flux, в тестируемом волоконно-оптическом кабеле.
В случае, если источник излучения сам по себе создает условия для ввода оптического сигнала по стандарту Encircled Flux, значение EF до ввода оптического сигнала в оптоволокно можно получить с помощью специальных «модально прозрачных» контрольных измерительных шнуров. Таким образом можно гарантировать, что источник излучения, подключенный к тестируемой кабельной линии, точно соответствует требованиям Encircled Flux на выходе шнура для подключения источника излучения/контрольного разъема. Преимуществом данного метода перед другими методами Encircled Flux (например, кабелем для корректной передачи мод, размещенным между источником излучения и контрольным разъемом) является относительно недорогая замена изношенного эталонного разъема, поскольку можно просто купить новый модально прозрачный эталонный шнур. При сравнении различных измерительных инструментов разница результатов измерений оказывается значительно ниже 10% благодаря точному распределения мод на эталонном разъеме Encircled Flux.
Принимая во внимание значительное уменьшение бюджета затухания, необходимо использовать измерительное оборудование, соответствующее условиям Encircled Flux, чтобы получать надежные и точные результаты сертификационных измерений многомодовых волоконно-оптических кабелей. Это единственный способ исключить возникновение проблем при высокоскоростной передаче данных по современным волоконно-оптическим кабелям.
Автор: Томас Хюш (Thomas Hüsch)
Официальный русскоязычный ресурс компании Softing IT Networks (ранее Psiber Data GmbH).
Сайт поддерживается компанией ИМАГ, мастер-дистрибьютором Softing IT Networks.
© 2011-2024 EMAG. Все пpава защищены.
Приглашаем к информационному сотрудничеству всех заинтересованных в распространении информации о товарах Softing IT Networks.
