Gubitak spoja vlakana je dio snage optičkog signala koji ne uspijeva proći kroz točku gdje su dva vlakna spojena. Čak i mala količina gubitaka na jednom spoju može se povećati preko mreže s desecima ili stotinama točaka spajanja, trošeći marginu veze i degradirajući ukupnu izvedbu. Zato je gubitak spojeva bitan svakome tko projektira, instalira ili održavaoptički kabelinfrastruktura.
Ovaj vodič pokriva što je gubitak spoja, zašto se to događa, kako ga ispravno izmjeriti, koje su vrijednosti prihvatljive u različitim scenarijima i kako otkloniti probleme sa spojevima koji su izvan specifikacije.
Što je gubitak spoja vlakana?
Spoj vlakana je trajni ili polu{0}}trajni spoj gdje se dva kraja vlakna spajaju kako bi se stvorio kontinuirani optički put. Gubitak spoja je smanjenje optičke snage na tom spoju, mjereno u decibelima (dB). Gubitak spajanja predstavlja optičku snagu koja se ne prenosi uspješno kroz točku spajanja i umjesto toga zrači iz vlakna.
Pomaže razlikovati gubitak spoja od dva blisko povezana pojma. Insercijski gubitak je šire mjerenje koje bilježi ukupno smanjenje signala uzrokovano dodavanjem bilo koje komponente - konektora, spojnice ili spojnice - u optički put. Sveukupno slabljenje vlakana odgovorno je za svaki izvor gubitka u cijeloj vezi, uključujući sam kabel, konektore, spojeve, zavoje i pasivne uređaje. Spoj može izgledati u redu sam za sebe, ali kada se njegov gubitak kombinira sa svakim drugim suradnikom duž veze, ukupni bi mogao premašitigubitak proračuni izazvati probleme s prijenosom.
Što uzrokuje gubitak spoja vlakana?
Gubitak spoja proizlazi iz dvije kategorije čimbenika: intrinzičnih i ekstrinzičnih.
Intrinzični uzroci
Intrinzični faktori ugrađeni su u sama vlakna i ne mogu se mijenjati tijekom procesa spajanja. Najznačajniji je neusklađenost u promjeru polja moda (MFD) između dva vlakna koja se spajaju. Kada dva vlakna imaju različite MFD vrijednosti - čak i vlakna istog nominalnog tipa iz različitih proizvodnih serija - gubi se nešto svjetla na prijelazu. Ostali intrinzični čimbenici uključuju razlike u promjeru jezgre, koncentričnosti jezgre, numeričkoj aperturi i profilu indeksa loma. Te su varijacije obično male za vlakna iste specifikacije, ali postaju značajnije kada se spajaju različite vrste vlakana, kao što je spajanjejedno{0}}modno vlaknou skladu s G.652.D za savijanje-neosjetljivog G.657 vlakna.
Ekstrinzični uzroci
Vanjski čimbenici proizlaze iz samog procesa spajanja i uglavnom su pod kontrolom instalatera. Najčešći vanjski uzroci su kontaminacija na čeonoj strani vlakna, loša kvaliteta cijepanja (kut, usnica ili kvaka), bočno ili kutno neusklađenost jezgri vlakna i deformacija jezgre uzrokovana netočnim parametrima fuzije. Okolinski uvjeti - ekstremne temperature, vjetar, prašina i vibracije - također mogu pogoršati kvalitetu spajanja pri radu na terenu.
U većini-stvarnih situacija, veliki gubici spoja potiču od pogrešaka u pripremi i rukovanju, a ne od egzotične fizike vlakana. Zaprljani kraj vlakna ili loše cijepanje uništit će inače savršenu postavku spoja. Zato iskusni tehničari većinu svog truda ulažu u pripremu vlakana, a ne u podešavanje naprednih postavki splajsera.
Fuzijsko spajanje u odnosu na mehaničko spajanje: usporedba performansi gubitka
Postoje dvije primarne metode za spajanje optičkih vlakana, a one proizvode vrlo različite karakteristike gubitaka.
Fuzijsko spajanje
Fuzijsko spajanjetrajno spaja dva kraja vlakana njihovim taljenjem pomoću precizno kontroliranog električnog luka. Moderni uređaji za spajanje fuzije koriste aktivno poravnavanje jezgre i automatiziranu kalibraciju luka za postizanje dosljedno niskih gubitaka spojeva. PremaUdruga optičkih vlakana (FOA), tipična planirana vrijednost za jedno-gubitak fuzijskog spoja je 0,15 dB po spoju, a vješti tehničari rutinski postižu rezultate znatno ispod 0,1 dB. Fuzijsko spajanje također proizvodi minimalnu povratnu refleksiju, što je važno u sustavima osjetljivim na povratni gubitak, kao što je analogni video ili koherentni prijenos velike-brzine.
Mehaničko spajanje
Mehaničko spajanje poravnava dva kraja vlakana unutar preciznog kućišta i drži ih na mjestu stezaljkom ili zasunom, upotrebom gela za usklađivanje indeksa-za smanjenje refleksije i gubitka u zračnom rasporu. Staklo ne spaja trajno. Standard EIA/TIA 568 dopušta maksimalni gubitak spoja od 0,3 dB, a tipični mehanički gubitak spoja kreće se od 0,2 dB do 0,75 dB, ovisno o vrsti spoja i vještini instalatera. Mehaničko spajanje zahtijeva jeftiniju opremu i manje obuke, što ga čini praktičnim za hitnu obnovu, privremene veze ili scenarije u kojimafusion splicernije dostupan.
Koju metodu odabrati
Za stalne instalacije gdje su izvedba i-dugoročna pouzdanost prioriteti - posebnovanjske veze postrojenjaili velike-brze veze podatkovnog centra - fuzijsko spajanje je standardni izbor. Mehaničko spajanje ostaje korisno za brze popravke na terenu, privremene zakrpe i primjene gdje se veći gubitak po-spoju može apsorbirati unutar proračuna veze. Mnogi telekom operateri koriste fuzijsko spajanje za okosnicu i-duge rute dok drže mehaničke komplete za spajanje dostupnima za hitnu obnovu.
Kako se mjeri gubitak spajanja vlakana?
Dva glavna instrumenta koriste se za procjenu gubitka spoja i odgovaraju na različita pitanja.
OTDR testiranje za spajanje događaja
Optički reflektometar u vremenskoj domeni (OTDR) šalje kratke impulse svjetlosti u vlakno i analizirapovratno raspršeni signalokarakterizirati događaje duž veze. Može identificirati pojedinačne lokacije spojeva, procijeniti gubitak spojeva pri svakom događaju i otkriti probleme kao što su prekomjerno savijanje ili lomovi. Za mreže s mnogo spojeva na velikim rasponima, OTDR je bitan za provjeru zadovoljava li svaki spoj specifikaciju.
Međutim, mjerenje OTDR-om u jednom-smjeru pruža samo procjenu gubitka spoja, a ne pravo mjerenje. Kada dva vlakna imaju različite koeficijente povratnog raspršenja - što se događa kad god se spoje vlakna s različitim MFD vrijednostima - jednosmjerno-čitanje OTDR-a može značajno precijeniti ili podcijeniti stvarni gubitak. U nekim slučajevima može čak pokazati prividni "dobitak", koji izgleda kao negativni gubitak na mjestu spajanja. KaoCommScope objašnjava, ovaj efekt je optička varka uzrokovana promjenama u razini povratnog raspršenja, a ne stvarnim pojačanjem signala.
Zašto je dvosmjerno usrednjavanje važno
Industrijski standardni postupak za točno mjerenje gubitaka na spoju temeljeno na OTDR-je dvosmjerno testiranje. PremaVIAVI rješenja, mjerenje istog spoja s oba kraja i izračunavanje prosjeka dvaju rezultata eliminira pogrešku povezanu s povratnim -raspršenjem. Standard TIA-FOTP-61 zahtijeva ovaj dvosmjerni pristup za pouzdanu procjenu gubitaka spoja. Bez toga, tehničari riskiraju ili prihvaćanje spojeva koji su lošiji nego što se čine ili nepotrebnu preradu spojeva koji su zapravo u redu.
Praktičan primjer ilustrira zašto je to važno: spoj između G.652.D i G.657 vlakana može pokazati gubitak od 0,35 dB kada se testira iz jednog smjera, što izaziva zabrinutost. Testiran iz suprotnog smjera, isti spoj mogao bi pokazati dobitak od -0,10 dB. Dvosmjerni prosjek - približno 0,12 dB - predstavlja stvarni gubitak spoja i unutar je prihvatljivih granica. Bez testiranja oba smjera, tehničar je možda izgubio vrijeme na-ponovno spajanje savršeno dobrog spoja.
Ispitivanje unesenih gubitaka s OLTS-om
Za-testiranje prihvatljivosti razine veze, Set za ispitivanje optičkih gubitaka (OLTS) - koji se sastoji od kalibriranog izvora svjetlosti i mjerača snage - mjeri ukupni gubitak unesenog u cijeloj kabelskoj instalaciji. Ovaj test bilježi sve uzroke gubitka u jednom-do-mjerenju kraja: prigušenje vlakna, gubitak konektora i gubitak spoja zajedno. Mnogiispitivanje optičkih kabelastandardi zahtijevaju test unesenih gubitaka kao primarni kriterij prolaznosti/padnosti, s OTDR testiranjem koje se koristi kao komplementarni alat za dijagnostiku-na razini događaja.
Što je prihvatljivi gubitak spoja vlakana?
Ne postoji jedinstveni univerzalni prag. Prihvatljivi gubici spoja ovise o vrsti vlakna, metodi spajanja, primjeni i ukupnom proračunu gubitaka veze.
Vrijednosti planiranja prema vrsti vlakna i spoja
FOA pruža široko referentne vrijednosti planiranja za izračun proračuna gubitaka. Za jedno-spojeve fuzije preporučena vrijednost za planiranje je0,15 dB po spoju. Za višemodne mehaničke spojeve, vrijednost je 0,3 dB po spoju. Standard TIA-568 postavlja najveći dopušteni gubitak spoja od 0,3 dB. Ove brojke su konzervativne procjene namijenjene izračunima u fazi projektiranja, a ne apsolutna ograničenja prolaza/neuspjeha za pojedinačne spojeve na terenu.
U praksi su moderni uređaji za spajanje fuzije dobro-pripremljenijedno{0}}modno vlaknoredovito stvaraju gubitke spoja ispod 0,05 dB. Navišemodno vlakno, rezultati imaju tendenciju da budu nešto viši, ali još uvijek obično padaju znatno ispod 0,15 dB s opremom za fuziju.
Prihvatljivi gubitak u kontekstu: pristup proračunu gubitka
Spoj koji mjeri 0,20 dB mogao bi biti savršeno prihvatljiv na kratkoj kampusnoj vezi s dosta margine, ali bi ista vrijednost mogla biti neprihvatljiva na dugom-putu izvan pogona gdje deseci spojeva ostavljaju vrlo malo prostora u proračunu za gubitke. Ispravan pristup je izračunati ukupni proračun gubitka veze - za koji se računaslabljenje vlakana, gubitke konektora, gubitke spojeva i sve pasivne komponente -, a zatim potvrdite da izmjereni gubitak od-do-kraja spada unutar tog proračuna s odgovarajućom marginom za starenje i buduće popravke.
Općenito se preporučuje margina veze od najmanje 3 dB kako bi se uzela u obzir starenje komponente, degradacija konektora tijekom ponovljenih spajanja i mogući budući spojevi potrebni za popravke kabela.
Kada ponovno spojiti
Spoj treba istražiti i potencijalno preraditi kada je primjenjiv bilo koji od sljedećih uvjeta: njegov izmjereni gubitak znatno je veći od ostalih spojeva na istoj vezi; uzrokuje da se ukupni gubitak veze približi ili premaši proračun; čini se nepravilan pri ponovljenom testiranju; ili je sam uređaj za spajanje procijenio neuobičajeno visok gubitak tijekom procesa fuzije. Ako jedno ponovno -cijepanje i ponovno-spajanje ne smanji gubitak, problem vjerojatno leži u kompatibilnosti vlakana, kontaminaciji ili kalibraciji opreme, a ne u lošoj sreći.
Kako smanjiti velike gubitke spajanja vlakana: tijek-po-korak rješavanja problema
Kada spoj proizvede veći gubitak od očekivanog, slijedite ovaj redoslijed umjesto da odmah prijeđete na napredne postavke ili promjene opreme.
Korak 1: Očistite i pregledajte krajeve vlakana
Kontaminacija je najčešći pojedinačni uzrok povećanog gubitka spoja. Čestice prašine, ulja nastala rukovanjem, ostaci pufer gela i ostaci u zraku mogu spriječiti pravilno poravnavanje vlakana i dovesti do raspršenja na mjestu spajanja.Očistite ogoljena vlaknatemeljito maramicama-ne ostavljaju dlačice i izopropil alkoholom visoke-čistoće prije svakog cijepanja. Ako je dostupan mikroskop ili opseg pregleda, upotrijebite ga - kontaminacija nevidljiva golim okom često je dovoljna da uzrokuje loš spoj.
Korak 2: Ponovno-cijepanje prije nego okrivite splajser
Loš rascjep - onaj s pretjeranim kutom, rubom ili žigom - proizvest će spoj s velikim-gubicima bez obzira na to koliko dobro radi spajalica. Ako je gubitak neočekivano velik, najbrže rješenje obično je skidanje još nekoliko centimetara, ponovno -cijepanje i pokušaj ponovno. Potvrdite da je nož noža u dobrom stanju i pravilno postavljen. Istrošene ili oštećene oštrice sječiva čest su temeljni uzrok ponavljajućih spojeva s velikim-gubicima. Idealan je kut cijepanja ispod 1 stupnja; kutovi iznad 2 stupnja značajno će povećati gubitak spoja.
Korak 3: Provjerite kompatibilnost vlakana
Provjerite jesu li dva vlakna koja se spajaju kompatibilna. Spajanje vlakana sa značajno različitim MFD vrijednostima - na primjer, spajanje standardnog G.652.D vlakna na savijanje-neosjetljivog G.657 vlakna - proizvest će veći intrinzični gubitak bez obzira na kvalitetu pripreme. Kada se moraju spojiti različita vlakna, upotrijebite spajalicu s aktivnim poravnanjem jezgre i očekujte da će OTDR pokazati razlike u smjeru koje zahtijevajudvosmjerno usrednjavanjeispravno protumačiti.
Korak 4: Provjerite kalibraciju luka i stanje spojnice
Uređaji za spajanje fuzije zahtijevaju povremenu kalibraciju luka, posebno kada se promijene uvjeti okoline. Promjene temperature, razlike u nadmorskoj visini i istrošenost elektroda mogu utjecati na snagu i trajanje luka. Pokrenite rutinu kalibracije luka ugrađenu-u splajser. Ako su elektrode istrošene ili onečišćene, zamijenite ih. Također provjerite jesu li V-utori čisti - krhotine u mehanizmu za poravnanje mogu uzrokovati sustavno neusklađenost.
Korak 5: Ponovno-testirajte ispravno
Nemojte prihvaćati niti odbijati spajanje na temelju jednog jednosmjernog OTDR očitanja. Ako očitanje izgleda upitno, testirajte iz suprotnog smjera i usrednite dva rezultata. Usporedite spoj sa susjednim događajima na istom vlaknu - spoj koji je osjetno lošiji od svojih susjeda zaslužuje istraživanje, dok je onaj koji je u skladu s ostatkom veze vjerojatno prihvatljiv. Ako spoj i dalje ne uspije nakon ponovnog testiranja, preradite ga radije nego da unosite skriveni gubitak uzavršena mreža.
Gubitak spajanja u odnosu na gubitak umetanja: razumijevanje razlike
Ova se dva pojma ponekad brkaju, ali mjere različite stvari. Gubitak spajanja je gubitak specifično u slučaju spajanja - optičke snage koja ne uspijeva proći kroz spoj između dva vlakna. Gubitak umetanja je ukupni gubitak koji stvara bilo koja komponenta postavljena na optički put, što može uključivati spojnicu, konektor, spojnicu ili prigušivač.
Prilikom ocjenjivanja aoptički spojni kabelili prekinuti kabelski sklop, relevantna specifikacija je uneseni gubitak, koji obuhvaća gubitak konektora na oba kraja plus svaki gubitak spoja ili vlakana unutar sklopa. Kada se procjenjuje kvaliteta terenskog spoja unutar kabelskog postrojenja, gubitak spoja je odgovarajuća metrika. Obje su važne za ukupni proračun veze, ali odgovaraju na različita pitanja.
Uobičajene pogreške koje dovode do velikog gubitka spoja
Nekoliko ponavljajućih pogrešaka čini većinu problema s gubicima spojeva koji se mogu izbjeći na terenu.
Vjerovanje jednom OTDR smjeru.Tretiranje jednosmjernog OTDR očitanja kao konačnog odgovora - bez razmatranja efekata povratnog raspršenja ili izvođenja dvosmjernog usrednjavanja - dovodi do lažnih alarma i propuštenih nedostataka. KaoBilješke Fluke Networksa, dobici su lažno pozitivni koji mogu prikriti stvarne probleme ako se uzmu zdravo za gotovo.
Zanemarivanje pripreme kraja vlakana.Žurba kroz skidanje, čišćenje i cijepanje kako bi se uštedjelo nekoliko minuta po rutinskom spajanju košta više vremena za preradu. Kvaliteta pripreme najveći je čimbenik koji se može kontrolirati u gubitku spoja.
Miješanje vrsta vlakana bez provjere kompatibilnosti.Spajanje vlakana s različitim MFD specifikacijama bez svijesti o intrinzičnoj kazni za gubitak i artefaktima OTDR mjerenja koje stvara dovodi do zabune i nepotrebne prerade.
Zanemarujući proračun ukupnog gubitka.Fokusiranje samo na pojedinačne vrijednosti spojenog zaslona uz zanemarivanje kumulativnog učinka u cijelostidizajn postrojenja za kabelemože rezultirati vezom koja prosljeđuje događaj-po-događaj, ali ne uspijeva od-do-kraja.
Preskakanje održavanja spajalice.Istrošene elektrode, prljavi V-utori i zastarjela kalibracija luka postupno smanjuju kvalitetu spajanja, što olakšava zanemarivanje sve dok vrijednosti gubitaka ne postanu dosljedno niske.
FAQ
P: Što je dobar gubitak spoja u DB-u?
O: Za fuzijsko spajanje s jednim- načinom, sve ispod 0,1 dB općenito se smatra dobrim, a vješti tehničari redovito postižu 0,02–0,05 dB. Za višemodno fuzijsko spajanje tipične su vrijednosti ispod 0,15 dB. Mehanički spojevi prihvatljivi su u rasponu od 0,2–0,5 dB, ovisno o primjeni. Ključno je hoće li gubitak spoja, u kombinaciji sa svim ostalim gubicima na vezi, ostati unutar proračuna ukupnih gubitaka.
P: Zašto moj OTDR pokazuje dobitak na spoju?
O: Do povećanja dolazi kada vlakno nakon spajanja ima veći koeficijent povratnog raspršenja od vlakna prije njega. OTDR tumači povećano povratno raspršenje kao pojačanje signala, iako je stvarna optička snaga izgubljena na spoju. To je uobičajeno kod spajanja vlakana s različitim MFD vrijednostima, kao što su G.652.D do G.657. Testiranje iz suprotnog smjera i usrednjavanje oba rezultata eliminira ovaj artefakt i otkriva stvarni gubitak spoja.
P: Je li fuzijsko spajanje uvijek bolje od mehaničkog spajanja?
O: Fuzijsko spajanje proizvodi manje i dosljednije gubitke, bolju dugoročnu-pouzdanost i manju refleksiju, što ga čini preferiranom metodom za trajne instalacije. Međutim, mehaničko spajanje ima legitimne prednosti u situacijama koje zahtijevaju brzu obnovu, privremene spojeve ili rad u okruženjima gdje je fuzijski spojnik nepraktičan. Izbor ovisi o zahtjevima izvedbe, dostupnoj opremi i ograničenjima specifičnog posla.
P: Može li spajanje proći pojedinačno, ali podbaciti proračun veze?
O: Da. Spoj koji mjeri 0,15 dB izgleda prihvatljiv izolirano, ali ako veza sadrži 20 takvih spojeva, sam kumulativni gubitak spoja iznosi 3,0 dB - prije nego što se uzme u obzir slabljenje vlakana, gubitak konektora ili bilo koje pasivne komponente. Zbog toga se gubitak spoja uvijek mora procijeniti u kontekstu ukupnog proračuna gubitka veze, a ne kao izolirani broj.
P: Koja je razlika između gubitka spoja OTDR-a i stvarnog gubitka spoja?
O: OTDR procjenjuje gubitak spoja na temelju promjena u razinama povratno raspršenog svjetla, na što mogu utjecati razlike u svojstvima vlakana na mjestu spajanja. Stvarni gubitak spoja - stvarna optička snaga izgubljena na spoju - može se točno odrediti samo dvosmjernim OTDR usrednjavanjem ili mjerenjem unesenog gubitka s kalibriranim izvorom svjetlosti i mjeračem snage. Jednosmjerne OTDR vrijednosti treba tretirati kao procjene, a ne kao konačna mjerenja.
P: Kada bih trebao ponovo spojiti vlakno?
O: Razmislite o ponovnom spajanju kada je gubitak spajanja značajno veći od susjednih spojeva na istom vlaknu, kada gura ukupni gubitak veze blizu ili iznad proračuna, kada se čini nedosljednim na ponovljenim testovima ili kada je vlastiti procijenjeni gubitak spajalice tijekom spajanja bio neobično visok. Prije ponovnog spajanja uvijek ponovno-zacijepite i -očistite - problem je često u pripremi, a ne u vlaknu ili stroju.