Измерения в пассивных оптических сетях (pon)

Оптические измерения
Их необходимо осуществлять в ходе строительства, ввода в эксплуатацию и последующего технического обслуживания сетей PON, а также при подключении к ним новых ONT/ONU. Тестирование сегментов любой волоконно-оптической сети в процессе ее строительства позволяет до ввода ее в эксплуатацию выявлять проблемные соединения, загрязненные и поврежденные разъемы и другие дефектные компоненты, которые могут крайне негативно повлиять на обслуживание пользователей. В идеале сеть PON нужно тестировать после установки каждого ее базового компонента. Например, смонтировав разветвитель, следует проконтролировать параметры передачи сигнала между каждым его (разветвителя) выходом и СO. Рекомендуется тестировать на потери и отражение (оптические возвратные потери — ORL) все разъемные соединения. Это делается с помощью оптического рефлектометра (OTDR) с удлиняющим волокном. Нормальный уровень потерь в таком соединении (пара состыкованных разъемов) составляет 0,2–0,5 дБ, а нормальный уровень отражения находится в пределах от -45 до -65 дБ.
Если какое-либо соединение не соответствует техническим требованиям, необходимо отремонтировать его или заменить разъемы. Рекомендуется проводить и двухсторонние измерения потерь в каждом сплайсе, даже если потери при прохождении сигнала по всей ODN соответствуют норме. Дело в том, что со временем некачественный сплайс может стать источником сетевых проблем. Эти измерения делаются с помощью аналогичного рефлектометра.
Для паспортизации построенной ODN следует проводить три основных теста. Это двухсторонние измерения ORL, двухсторонние измерения затухания сигналов во всем тракте (end-to-end) и детальная характеристика всего тракта. В первых двух тестах используются ORL-измеритель и измеритель оптических потерь (OLTS) соответственно, а в последнем — рефлектометр. Некоторые OLTS способны определять и ORL, что делает ненужным применение специализированного ORL-тестера.
В отличие от OLTS, который измеряет общие потери в тестируемом волоконно-оптическом тракте, рефлектометр наглядно представляет информацию о распределении потерь по всей длине тракта, давая возможность техникам определять его длину, местонахождение любых неоднородностей в нем (дефекты, разъемные и неразъемные соединения), потери в соединениях и т. д.
Далеко не каждый рефлектометр пригоден для тестирования сетей PON. Подходящая модель должна иметь маленькую мертвую зону по событию (для контроля распложенных рядом друг с другом неоднородностей) и значительный динамический диапазон, поскольку тракты PON характеризуются большими потерями вследствие деления мощности сигнала в разветвителях.
Сетевым специалистам стоит обратить внимание на выпускаемую компанией Anritsu миниатюрную платформу MT9090A Network Master c μOTDR-модулем серии MU909014x/15x (рис. 2). Этот прибор весьма привлекателен тем, что при очень небольших габаритных размерах (190×96×48 мм) и массе (менее 700 г) он обладает высокими рабочими характеристиками, а также прост и удобен в использовании. Его возможностей вполне достаточно для полного и точного тестирования волоконно-оптических сетей доступа, а также городских и магистральных линий. Модуль μOTDR с динамическим диапазоном до 38 дБ позволяет проводить рефлектометрические измерения на сети PON через разветвители, имеющие до 64 выходов, и анализировать волоконно-оптические тракты протяженностью до 175 км. Мертвая зона по событию у этого модуля составляет менее 0,8 м, а разрешение по отсчетам — 2 см, что обеспечивает достаточно точное определение местоположения всех неоднородностей. В модуле μOTDR имеется встроенное удлиняющее волокно длиной 10 м, благодаря чему можно проверять начальные разъемы трактов без использования дополнительных волоконно-оптических кабелей. В ряде моделей этих модулей есть встроенный функционал измерителя оптической мощности, специального измерителя мощности для PON (определяет уровни сигналов на длинах волн 1490 и 1550 нм), источника излучения и OLTS. Данный рефлектометр можно дооснастить дефектоскопом и видеомикроскопом, который предназначен для проверки состояния наконечников оптических разъемов. Эта операция крайне важна, поскольку нередко именно загрязнение разъемов является причиной плохой работы волоконно-оптического тракта.

Рис. 2. Платформа MT9090A с модулем μOTDR
Помимо модулей μOTDR с разными рабочими характеристиками, для платформы MT9090A выпускаются и другие функциональные модули — Optical Channel Analyzer (для анализа сетей CWDM), Gigabit Ethernet (для тестирования сетей Ethernet) и Fault Locator (для локализации неисправностей коротких волоконно-оптических линий). С помощью модуля Optical Channel Analyzer можно контролировать уровень сигналов в сети PON, а модуль Fault Locator, представляющий собой рефлектометр с небольшим динамическим диапазоном (порядка 7 дБ) и рядом дополнительных функций, компания Anritsu рекомендует использовать для диагностики абонентских кабельных отводов в действующих сетях PON. Работая на длине волны 780 нм, этот модуль не мешает их функционированию. В комбинации с различными сменными модулями платформа MT9090A представляет собой идеальное решение для полевого тестирования волоконно-оптических сетей.
Более высокие технические характеристики (по сравнению с характеристиками модулей μOTDR для платформы MT9090A) имеют рефлектометры серии MT9083 ACCESS Master компании Anritsu (рис. 3). Эти устройства предназначены для тестирования волоконно-оптических линий ЛВС, сетей кабельного ТВ, доступа и городского масштаба. Модель MT9083C2 (с динамическим диапазоном до 46 дБ) позволяет проводить рефлектометрические измерения на сети PON через разветвители, имеющие до 128 (!) выходов, и анализировать ВОЛС протяженностью более 200 км.

Рис. 3. Рефлектометр MT9083x2 ACCESS Master
Рефлектометры серии MT9083 обеспечивают мертвую зону по событию менее 1 м и разрешение по отсчетам 5 см. Чтобы избавить техников от необходимости носить с собой несколько разных приборов, разработчики этих рефлектометров предусмотрели в них дополнительные функции OLTS, дефектоскопа и видеомикроскопа.
Перед запуском построенной сети PON в эксплуатацию необходимо убедиться в том, что центральный узел связи передает оптические сигналы достаточной мощности. Для этого отсоединяют линейное волокно от WDM и измеряют уровень оптических сигналов непосредственно на выходе последнего с помощью обычного измерителя оптической мощности или OLTS. При каждом подключении к сети PON нового ONT/ONU следует измерять мощность оптического сигнала в абонентском кабельном отводе.
Обслуживая действующие сети PON, приходится диагностировать и устранять неполадки в их работе. На рис. 4 представлена типовая методика поиска и устранения неисправностей в сети PON, когда не обслуживаются все абоненты и ли только некоторые из них.

Рис. 4. Методика поиска и устранения неисправностей в сети PON
К распространенным средствам диагностики сетей PON относятся OLTS, дефектоскопы и рефлектометры. Для поиска неисправностей в действующей сети PON можно задействовать модуль μOTDR или рефлектометр серии MT9083, работающий на длине волны 1650 нм, не используемой в PON, и имеющий встроенный фильтр, который не пропускает сигналы PON с длинами волн 1490 и 1550 нм, чтобы они не искажали результаты рефлектометирических измерений.