เมื่อแสงเดินทางถึงปลายสาย Fresnel Reflection จะทําใหปริมาณของแสงสะทอนกลับมามากเปน พิเศษและหลังจากนั้นปริมาณแสงที่รับไดก็จะลดลงอยางรวดเร็วดังนั้นบริเวณปลายสายจึงมี ลักษณะพิเศษเฉพาะที่สามารถสังเกตุไดโดยงายดังรูปขางลางนี้
Credit : http://eestaff.kku.ac.th/~sa-nguan/182%20433/Lab_OTDR_1_.pdf
Credit : http://www.research-system.siam.edu
Credit : http://www.academia.edu/4460419/
------------------------------
หลังจากการติดตั้งสายไฟเบอร์ออฟติก สิ่งหนึ่งที่ช่วยตรวจสอบว่าสายที่ท่านติดตั้งไปแล้วนั้นจะสมารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่ ฉบับนี้เรามีเครื่องมือที่จะเป็นตัวช่วยคุณในการทดสอบ
OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) คือ เครื่องมือที่ใช้ทดสอบคุณสมบัติของสายไฟเบอร์ออฟติก จุดประสงค์ของเครืองมือนี้ก็เพื่อตรวจวัดและค้นหาเหตุการณ์ต่างๆ ที่เกิดขึ้นบนสายไฟเบอร์ออฟติก เช่น ความยาวของสาย, ตำแหน่งที่มีการเชื่อมต่อ (Splice) หรือหัวเชื่อมต่อ (Connector) และอัตราการสูญเสียของสัญญาณ (Attenuation) ข้อของ OTDR ก็คือ เราสามารถใช้ทดสอบสายไฟเบอร์ออฟติกจากปลายข้างเดียวเท่านั้น OTDR จะแสดงผลเป็นกราฟที่แสดงการสูญเสียของสัญญาณในระหว่างการส่งข้อมูล ดังนั้น OTDR จึงเป็นเครื่องวัดที่นิยมมากที่สุดสำหรับทดสอบสายไฟเบอร์ออฟติก
OTDR สามารถตรวจวัดคุณสมบัติของสายไฟเบอร์ออฟติกได้หลายประเภท ซึ่งที่ OTDR รายงานให้ทราบนั้นจะเรียกว่าเหตุการณ์ (Event) ซึ่งจะมีอยู่ 2 ประเภท คือ
1. เหตุการณ์ที่ไม่มีการสะท้อนกลับของแสง (Non-reflective Event) เป็นเหตุการณ์ที่แสงสามารถเดินทางผ่านได้ตลอด โดยไม่มีการสะท้อนกลับ เช่น การสไปลซ์แบบหลอมละลาย (Fusion Slice) เป็นต้น
2. เหตุการณ์ที่มีการสะท้อนกลับของแสง (Reflective Event) เป็นเหตุการณ์ที่แสงสามารถเดินทางเข้าไปในสายแล้วมีการสะท้อนกลับมา อันเกิดจากการเปลี่ยนแปลงในสายไฟเบอร์ออฟติก เช่น สายแตกหัก, การเชื่อมต่อสาย ไม่ว่าจะเป็นแบบใช้หัวเชื่อมต่อ, การสไปลซ์แบบแมคานิก (Machanical Splice) หรือสุดปลายสาย ซึ่งการเชื่อมต่อแบบใช้หัวเชื่อมต่อ จะสูญเสียสัญญาณประมาณ 0.5 dB และการสไปลซ์แบบแมคานิกจะสูญเสียสัญญาณประมาณ 0.2 dB
ความพิเศษของเครื่องมือ OTDR นี้ สามารถ Test สายไฟเบอร์ออฟติกได้ทั้งแบบ Multimode และ Singlemode ภายในเครื่องเดียว เรียกว่า 2 in 1 เลยทีเดียว โดย Multimode มี Test Wavelengh อยู่ที่ 850 และ 1300 nm. ส่วน Singlemode อยู่ที่ 1310 และ 1550 nm. ซึ่งมีค่า Event Date Zone ในระยะ 5 เมตร จึงให้ผลที่เที่ยงตรงและแม่นยำ
ส่วนหน้าจอ เป็นแบบจอสี และยังสามารถโหลด File เข้าเครื่องคอมพิวเตอร์เพื่อลิ้งค์กับ Software เพื่อทำการวิเคราะห์การทดสอบได้ อีกทั้งยังสามารถใช้กับ Accessories ต่างๆ ได้หลายแบบ เช่น Fiber Rings, Fiber Boxes
สำหรับท่านใดที่ต้องการเครื่องมือทดสอบระบบสายสัญญาณไฟเบอร์ออฟติก ที่สามารถทดสอบได้ ทั้ง Singlemode และ Multimode, ขนาดกระทัดรัด และให้การทดสอบที่แม่นยำ เครื่องมือ OTDR คือคำตอบ
Credit :http://www.loyytechnology.com/news_event/news_detail.php?id=63
------------------------------
ความต้องการในการขนส่งข้อมูลที่ความเร็ว สูงขึ้นและระยะทางที่ไกลขึ้น นำไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ ๆ การใช้ photons แทน electrons สำหรับการรับส่งสัญญาณผ่านเคเบิ้ล ทำให้ได้แบนด์วิดธ์ที่สูงขึ้นแต่ราคาต่ำลง
อย่าง ไรก็ตาม แนวคิดในการส่งข่าวสารโดยใช้แสงไม่ใช่ของใหม่ เพียงแต่ในทศวรรษหลังสุดนี้ สามารถที่จะนำวัสดุและอุปกรณ์ทางแสงที่ได้สร้างและพัฒนามาให้ใช้ประโยชน์ได้ ต่อไป
อย่าง ไรก็ตาม แนวคิดในการส่งข่าวสารโดยใช้แสงไม่ใช่ของใหม่ เพียงแต่ในทศวรรษหลังสุดนี้ สามารถที่จะนำวัสดุและอุปกรณ์ทางแสงที่ได้สร้างและพัฒนามาให้ใช้ประโยชน์ได้ ต่อไป
ข้อดี ของ fiber optic cables ที่ สร้างจากแก้วซึ่งเป็นฉนวน คือ สนามพลังงานที่ถูกปล่อยออกมาจะไม่ถูกรบกวนและถูกดูดซับ แก้วเป็นวัสดุที่มีผลต่อการลดทอนน้อยมากและเป็นอิสระจากการมอดูเลตทางความ ถี่ เมื่อเปรียบเทียบกับเคเบิลชนิดทองแดงแล้วจะมีความสามารถในการรับส่งเหมือน กัน แต่ไฟเบอร์ออฟติกมีขนาดเล็กและน้ำหนักเบากว่ามาก และสุดยอดของออฟติกก็คือมีราคาถูกแม้ว่าจะพิจารณารวมถึงต้นทุนในการติดตั้ง อุปกรณ์ต่าง ๆ แล้วด้วย
การ พัฒนาต่อไปในอนาคตจะสามารถลดต้นทุนเครือข่ายไฟเบอร์ออฟติกได้มากกว่านี้ ไม่ว่าจะเป็นด้านการผลิต การติดตั้ง การบำรุงรักษา และที่แน่ ๆ ก็คือการใช้งานเครือข่าย
การ พัฒนาต่อไปในอนาคตจะสามารถลดต้นทุนเครือข่ายไฟเบอร์ออฟติกได้มากกว่านี้ ไม่ว่าจะเป็นด้านการผลิต การติดตั้ง การบำรุงรักษา และที่แน่ ๆ ก็คือการใช้งานเครือข่าย
การส่ง ข้อมูลไปบนไฟเบอร์ออฟติก คุณจะต้องมีอุปกรณ์กำเนิดแสงที่ถูกมอดูเลต โดยทั่วไปแล้วจะใช้เลเซอร์ไดโอดที่ทำหน้าที่ปล่อยพัลส์แสง (light pulse) เข้าไปยังไฟเบอร์ และที่ด้านตรงปลายทาง คุณก็ต้องมีอุปกรณ์ตรวนจับแสง (photo detector) ซึ่งมักจะเป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่ทำงานคล้ายกับโซลาร์เซลด้วยการแปลงแสง ไปเป็นกระแสไฟฟ้า
ปัจจุบันไฟเบอร์ออฟติกทำงานกับแสงที่มีความยาวคลื่น ประมาณ 1?m ซึ่งตรงกับความถี่ 3?1014 Hz หรือ 300.000 GHz สำหรับเหตุผลทางเทคนิค อุปกรณ์ส่วนใหญ่ทำงานกับการการผสมของสัญญาณที่อาศัยความแรงของสัญญาณ (AM) ซึ่งจะส่งผลให้มีแบนด์วิดธ์เป็น 5 ถึง 10 GHz เมื่อเปรียบเทียบกับความถี่พาหะ (carrier frequency) แล้ว จะเห็นว่าน้อยมาก มันจะถูกจำกัดโดยเทคโนโลยีที่ใช้งานได้
ปัจจุบันไฟเบอร์ออฟติกทำงานกับแสงที่มีความยาวคลื่น ประมาณ 1?m ซึ่งตรงกับความถี่ 3?1014 Hz หรือ 300.000 GHz สำหรับเหตุผลทางเทคนิค อุปกรณ์ส่วนใหญ่ทำงานกับการการผสมของสัญญาณที่อาศัยความแรงของสัญญาณ (AM) ซึ่งจะส่งผลให้มีแบนด์วิดธ์เป็น 5 ถึง 10 GHz เมื่อเปรียบเทียบกับความถี่พาหะ (carrier frequency) แล้ว จะเห็นว่าน้อยมาก มันจะถูกจำกัดโดยเทคโนโลยีที่ใช้งานได้
การลด ทอนของแสงใน glass fiber ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น มีค่าลดทอนต่ำสุดใน attenuation curve อยู่ในช่วง 1310 nm และ 1550 nm ระยะความกว้าง 100 nm โดย ประมาณบริเวณค่าดังกล่าวนี้ถูกเรียกว่า วินโดวส์ ซึ่งความถี่บริเวณในวินโดวส์นี้จะใช้สำกรับการส่งข้อมูล ไฟเบอร์ในปัจจุบันนี้ครวบคลุมหลายวินโดวส์ (1300/1400/1500/1600 mm)
คุณ สามารถป้อนสัญญาณที่ความยาวคลื่นต่างกันในวินโดวเดียวกันเข้าไปในหนึ่งไฟ เบอร์ และที่ด้านปลายทางสัญญาณแสงจะถูกแยกออกได้ รูปแบบดังกล่าวนี้จะเป็นหลายช่องสัญญาณต่อวินโดว์โดยใช้ไฟเบอร์อันเดียวซึ่ง เรียกกันว่า wavelength-division multiplexing (WDM)
คุณ สามารถป้อนสัญญาณที่ความยาวคลื่นต่างกันในวินโดวเดียวกันเข้าไปในหนึ่งไฟ เบอร์ และที่ด้านปลายทางสัญญาณแสงจะถูกแยกออกได้ รูปแบบดังกล่าวนี้จะเป็นหลายช่องสัญญาณต่อวินโดว์โดยใช้ไฟเบอร์อันเดียวซึ่ง เรียกกันว่า wavelength-division multiplexing (WDM)
เทคนิค อีกวิธีหนึ่งคือการส่งสัญญาณที่มีความยาวคลื่นต่างกันในลักษณะสองทิศทางโดย ผ่านไฟเบอร์อันเดียว วิธีการแบบนี้เรียกว่า bi-directional transmission ซึ่งสามารถจะลดจำนวนเคเบิลที่ต้องใช้ลง 50 %
ชนิดของไฟเบอร์
ปัจจุบัน นี้เคเบิลไฟเบอร์ทำจากซิลิกาเป็นส่วนใหญ่ ซิลิกาเป็นวัสดุบริสุทธิ์และยืดหยุ่นได้ และเป็นทรัพยากรที่คงจะไม่มีวันหมดไปง่าย ๆ เมื่อเปรียบเทียบกับทองแดงแล้ว
ปัจจุบัน นี้เคเบิลไฟเบอร์ทำจากซิลิกาเป็นส่วนใหญ่ ซิลิกาเป็นวัสดุบริสุทธิ์และยืดหยุ่นได้ และเป็นทรัพยากรที่คงจะไม่มีวันหมดไปง่าย ๆ เมื่อเปรียบเทียบกับทองแดงแล้ว
ไฟเบอร์ บางแบบทำจากโพลีเมอร์หรือวัสดุสังเคราะห์อื่น ๆ แต่ก็จะใช้งานสำหรับระยะทางสั้นเท่านั้นเพราะมีการลดทอนสูง อันเนื่องมากจากการมีขนาดของเส้นผ่าศูนย์กลางใหญ่จะทำให้ขนาดของแสงที่ปล่อย ออกไปมีจำนวนมาก
ส่วนประกอบของไฟเบอร์ประกอบด้วย core , cladding (ทำหน้าที่เป็นส่วนหุ้มห่อ คือเป็น insulation ของแต่ละไฟเบอร์) , และบัพเฟอร์ (เป็นตัวป้องกันทางกล หรือ mechanical protection) เคเบิลจะมีการติดฉลากเป็นค่าเส้าผ่าศูนย์ของ core และ cladding ตัวอย่างเช่นเคเบิลชนิด single-mode จะเป็น 9/125 ?m ซึ่ง 9 ก็เป็นเส้นผ่านศูนย์กลางของ core ส่วน 125 ก็เป็นเส้นผ่าศูนย์กลางของ cladding ในส่วนของบัฟเฟอร์ก็จะหุ้มรอบไฟเบอร์ที่มีขนาด 9/125 ?m ซึ่งโดยทั่วไปจะมีขนาดประมาณ 250 ?m
ส่วนประกอบของไฟเบอร์ประกอบด้วย core , cladding (ทำหน้าที่เป็นส่วนหุ้มห่อ คือเป็น insulation ของแต่ละไฟเบอร์) , และบัพเฟอร์ (เป็นตัวป้องกันทางกล หรือ mechanical protection) เคเบิลจะมีการติดฉลากเป็นค่าเส้าผ่าศูนย์ของ core และ cladding ตัวอย่างเช่นเคเบิลชนิด single-mode จะเป็น 9/125 ?m ซึ่ง 9 ก็เป็นเส้นผ่านศูนย์กลางของ core ส่วน 125 ก็เป็นเส้นผ่าศูนย์กลางของ cladding ในส่วนของบัฟเฟอร์ก็จะหุ้มรอบไฟเบอร์ที่มีขนาด 9/125 ?m ซึ่งโดยทั่วไปจะมีขนาดประมาณ 250 ?m
โดยพื้นฐานแล้ว ชนิดของไฟเบอร์มีดังนี้
- Step index fiber (singlemode)
Single-Mode Fiber
ชนิด step index fiber ส่วน core และ cladding มีดัชนีการหักเหที่ต่างกัน ไฟเบอร์ชนิด single-mode มีขนาดของ core เล็กมาก (< 9 ?m) ลักษณะแบบนี้จะอนุญาตให้เฉพาะการแพร่กระจายแบบ single mode ผ่านไปได้เท่านั้น ไฟเบอร์แบบนี้จะมีการลดทอนต่ำมากและมีแบนด์วิดธ์กว้าง (> 10 GHz?km) จึงไม่เกิดการกว้างขึ้นของพัลส์ (pulse broadening) และไม่เกิด transit time differences
- Step index fiber (multimode)
ขนาดที่ใช้งานกันจะเป็น 9/125 ?m fibers ที่ความยาวคลื่น 1300 nm สำหรับ long distance
Multimode Fiber
ไฟเบอร์แบบมัลติโหมดมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางใหญ่ (> 100 ?m) ไฟเบอร์แบบนี้จะยอมให้การแพร่ของแสงแบบ multiple mode ผ่านไปได้ ทำให้มีการลดทอนที่สูงและมีแบนด์วิดธ์ที่ต่ำกว่า (< 100 MHz?km) ส่งผลให้เกิดการกว้างขึ้นของพัลส์และเกิด transit time differences
ไฟเบอร์แบบมัลติโหมดมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางใหญ่ (> 100 ?m) ไฟเบอร์แบบนี้จะยอมให้การแพร่ของแสงแบบ multiple mode ผ่านไปได้ ทำให้มีการลดทอนที่สูงและมีแบนด์วิดธ์ที่ต่ำกว่า (< 100 MHz?km) ส่งผลให้เกิดการกว้างขึ้นของพัลส์และเกิด transit time differences
ซึ่งจะเหมาะสมสำหรับการใช้งานกับระบบ LAN (>300 m)
- Graded index fiber (multimode)
Graded Index Fiber
ไฟเบอร์แบบ graded index fiber ดัชนีการหักเหจะเปลี่ยนแปลงแบบค่อย ๆ เป็นจาก core ไปยัง cladding ไฟเบอร์ชนิดนี้จึงมี transit time differences น้อย และการกว้างขึ้นของพัลส์ (pulse broadening) น้อย ทำให้มีค่าลดทอนต่ำ แบนด์วิดธ์ < 1 GHz?km
ขนาดที่ใช้กันก็เป็น 50/125 ?m หรือ 62.5/125 ?m ใช้สำหรับระยะทางสั้น ๆ (< 500 m).
ชนิดคอนเน็คเตอร์
คอน เน็กเตอร์ใช้สำหรับเชื่อมต่อไฟเบอร์เข้าด้วยกัน ยิ่งไปกว่านั้นต้องทำให้มั่นใจได้ว่ามีการสูญเสียต่ำถึงแม้ว่าจะผ่านกระบวน การเสียบ (plugging) และการถอด (unplugging) หลาย ๆ ครั้ง นอกจากนั้นการเชื่อมต่อต้องทำให้เกิดการสะท้อนกลับน้อยมากเท่าที่จะทำได้ และสุดท้าย คอนเน็กเตอร์ควรจะมีราคาถูกและยึดติดได้ง่าย
วัสดุหลักที่ใช้ทำคอนเน็กเตอร์ก็ประกอบด้วยเซรามิค, โลหะหนัก, บางส่วนของโลหะผสมและสังเคราะห์
คอนเน็กเตอร์มีหลายชนิดด้วยกัน เมื่อพิจารณารูปร่างส่วนปลายของไฟเบอร์ จะทำให้คุณสามารถจำแนกความแตกต่างระหว่างรูปทรงกระบอก, การนูนและคอนเน็กเตอร์ที่เชื่อมต่อ (coupling) เลนส์ได้
โดยทั่วไปแล้วคอนเน็กเตอร์จะถูกแบ่งประเภทตามวิธีการยึดติดเข้าด้วยกัน :
Straight physical contact (PC)
ส่วนปลายของไฟเบอร์จะถูกบีบเข้าหากันในคอนเน็กเตอร์ ไม่มีช่องว่างของอากาศที่จะทำให้เกิดการสะท้อนกลับ ค่าของ return loss เป็น 30-50 dB
คอนเน็กเตอร์แบบนี้เป็นแบบที่นิยมใช้กันสำหรับไฟเบอร์แบบ single mode (เช่น FC/PC, ST, SC/PC, DIN, HMS, E 2000 connectors)
Slanted (angled) physical contact (APC)
คอนเน็กเตอร์แบบนี้ส่วนปลายของไฟเบอร์จะถูกทำให้ลาดเอียง เป็นแบบที่ไม่มีช่องว่างของอากาศ (air gap) เช่นกัน ซึ่งจะให้ค่า return loss ที่ดีคือ 60-80 dB
คอนเน็กเตอร์ประเภทนี้จะถูกใช้สำหรับ high-speed telecom and CATV links (เช่น FC/APC, SC/APC, E 2000-HRL connectors).
Straight air gap
ภายในคอนเน็กเตอร์ชนิดนี้จะมีช่องอากาศขนาดเล็กระหว่างปลายไฟเบอร์ทั้งสอง ค่าของ return loss น้อยกว่า 14 dB และการสะท้อนกลับมีสูง
คอนเน็กเตอร์แบบนี้เช่น ST connectors จะถูกใช้สำหรับไฟเบอร์แบบมัลติโหมด
คอนเน็กเตอร์แบบนี้เช่น ST connectors จะถูกใช้สำหรับไฟเบอร์แบบมัลติโหมด
Events on Fibers
เหตุการณ์ (event) บนไฟเบอร์ออฟติกจะเกิดจากการสูญเสีย (loss) หรือการสะท้อน (reflection) มากกว่า การกระจาย (scattering) ที่เกิดจากวัสดุของไฟเบอร์ หลักการนี้จะใช้กับการเชื่อมต่อทุกแบบ รวมถึงความเสียหายที่เกิดจากการโค้งงอ (bending) การแตก (crack) หรือ การขาด (break) ของไฟเบอร์
OTDR trace จะแสดงผลของการวัดเป็นกราฟฟิกบนจอภาพ โดยแกนในแนวตั้งจะเป็นแกนกำลัง (power axis) ส่วนแกนในแนวนอนเป็นแกนระยะทาง ในเซ็คชั่นนี้จะแสดงให้คุณได้รู้จักกับ trace ของเหตุการณ์ต่าง ๆ ที่มักจะเจอกัน
เหตุการณ์ (event) บนไฟเบอร์ออฟติกจะเกิดจากการสูญเสีย (loss) หรือการสะท้อน (reflection) มากกว่า การกระจาย (scattering) ที่เกิดจากวัสดุของไฟเบอร์ หลักการนี้จะใช้กับการเชื่อมต่อทุกแบบ รวมถึงความเสียหายที่เกิดจากการโค้งงอ (bending) การแตก (crack) หรือ การขาด (break) ของไฟเบอร์
OTDR trace จะแสดงผลของการวัดเป็นกราฟฟิกบนจอภาพ โดยแกนในแนวตั้งจะเป็นแกนกำลัง (power axis) ส่วนแกนในแนวนอนเป็นแกนระยะทาง ในเซ็คชั่นนี้จะแสดงให้คุณได้รู้จักกับ trace ของเหตุการณ์ต่าง ๆ ที่มักจะเจอกัน
Single Fibers
single fiber จะทำให้เกิด trace ดังรูปข้างล่าง จะเห็นว่ามีการลดของ power lever (attenuation) ลงเรื่อย ๆ และที่จุดเริ่มต้นและจุดปลายของไฟเบอร์จะมีการการสะท้อนกลับ (reflecton) สูง
single fiber จะทำให้เกิด trace ดังรูปข้างล่าง จะเห็นว่ามีการลดของ power lever (attenuation) ลงเรื่อย ๆ และที่จุดเริ่มต้นและจุดปลายของไฟเบอร์จะมีการการสะท้อนกลับ (reflecton) สูง
Single Fiber
Whole links หมายถึง "การเชื่อมโยงทั้งหมด" (whole แปลว่า ทั้งหมด ทั้งสิ้น สมบูรณ์) เช่น การเชื่อมโยงระหว่างเมืองสองเมือง (between two cities) สามารถจะมองให้เป็นแบบ whole link ได้ นอกจากจะมีการลดทอนแบบทั่วไปแล้ว (normal attenuation) จะเห็นว่ามีอีเวนต์ต่าง ๆ และ noise หลังจากจุดปลายของ link ด้วย
Whole Link
Beginning of a Fiber ถ้าคุณใช้ normal straight connector จุดเริ่มต้นของไฟเบอร์จะแสดงเป็นการสะท้อนกลับอย่างแรงที่ front connect :
Beginning of a Fiber
Fiber End or Break (จุดสิ้นสุดของไฟเบอร์หรือจุดที่ขาด)
จุด สิ้นสุดไฟเบอร์ : โดยทั่วไปแล้วจะมองเห็นเป็นการสะท้อนอย่างแรง (strong reflection) ที่จุดปลายของไฟเบอร์ก่อนที่ trace จะลดต่ำลงถึงระดับของ noise ดังรูป
จุด สิ้นสุดไฟเบอร์ : โดยทั่วไปแล้วจะมองเห็นเป็นการสะท้อนอย่างแรง (strong reflection) ที่จุดปลายของไฟเบอร์ก่อนที่ trace จะลดต่ำลงถึงระดับของ noise ดังรูป
Fiber End
ถ้า ไฟเบอร์ถูกขัดขวางหรือถูกทำให้ ขาด (interrupted or broken) จุดที่ขาด จะไม่มีอีเวนต์ของการสะท้อนกลับ นั่นคือ trace จะลดต่ำลงถึงระดับของ noise ดังรูป
ถ้า ไฟเบอร์ถูกขัดขวางหรือถูกทำให้ ขาด (interrupted or broken) จุดที่ขาด จะไม่มีอีเวนต์ของการสะท้อนกลับ นั่นคือ trace จะลดต่ำลงถึงระดับของ noise ดังรูป
Break
Connector or Mechanical Splice (จุดที่มีคอนเน็กเตอร์หรือจุดที่มีการต่อประกบกัน)
การใช้ Connectors ภายใน link จะเป็นต้นเหตุของทั้งการสะท้อนกลับและการ loss ดังรูป
Connector
การเชื่อมต่อแบบประกบกัน (mechanical splice) จะมีลักษณะที่คล้ายกับ connector แต่มักจะมีการ loss และการสะท้อนกลับที่ต่ำกว่า นะจ๊ะ
Fusion Splice (การเชื่อมประกบแบบหลอมละลาย)
การ เชื่อมประกบแบบหลอมละลายจะไม่ทำให้เกิดอีเวนต์ของการสะท้อนกลับ เพียงแต่จะเกิด loss ที่สามารถตรวจจับได้เท่านั้น การเชื่อมต่อประกบแบบหลอมละลายสมัยใหม่จะดีมาก ซึ่งอาจจะมองเห็นอีเวนต์ได้ยากขึ้น
Fusion Splice (การเชื่อมประกบแบบหลอมละลาย)
การ เชื่อมประกบแบบหลอมละลายจะไม่ทำให้เกิดอีเวนต์ของการสะท้อนกลับ เพียงแต่จะเกิด loss ที่สามารถตรวจจับได้เท่านั้น การเชื่อมต่อประกบแบบหลอมละลายสมัยใหม่จะดีมาก ซึ่งอาจจะมองเห็นอีเวนต์ได้ยากขึ้น
Fusion Splic
ใน กรณีที่เป็นการเชื่อมประกบไม่ดี (bad splice) คุณอาจจะเห็นการสะท้อนกลับเล็กน้อย การเชื่อมประกบบางจุดจะปรากฎเป็นการเพิ่ม (gainers) เหมือนเป็นการเพิ่มขึ้นของ power lever ที่เป็นแบบนี้ก็เกิดจากค่าสัมประสิทธ์ backscatter (backscatter coefficients) ก่อนและหลังการเชื่อมประกบในไฟเบอร์มีค่าต่างกัน ดังรูป
A Splice as a Gainer
ถ้าคุณ เห็นเป็น gainer จากการวัดในทิศทางหนึ่ง แล้วเมื่อทำการวัดจาดจุดปลายของอีกด้านก็จะเห็นเป็น loss ที่จุดนี้ ความแตกต่างระหว่าง gainer และ loss (ค่า loss โดยเฉลี่ย) จะแสดงเป็นค่า loss จริงของจุดนี้ ตรงนี้นี้เองที่เป็นคำตอบว่าทำไมเราแนะนำให้คุณทำการวัดดูไฟเบอร์ทั้งสองทิศ ทางแล้วใช้ค่าเฉลี่ยของทั้งสองด้าน
Bends and Macrobending (การโค้งงอและการโค้งงอมาก)
(macro เป็นคำอุปสรรค มีความหมายว่า ใหญ่ โต ยาว มากเกิน
การโค้งงอของในไฟเบอร์ทำให้เกิดการ loss แต่จะไม่มีอีเวนต์ของการสะท้อนกลับ ดังรูป :
Bends and Macrobending (การโค้งงอและการโค้งงอมาก)
(macro เป็นคำอุปสรรค มีความหมายว่า ใหญ่ โต ยาว มากเกิน
การโค้งงอของในไฟเบอร์ทำให้เกิดการ loss แต่จะไม่มีอีเวนต์ของการสะท้อนกลับ ดังรูป :
Bend or Macrobending
To distinguish bends from splices, look at the installation and maintenance records. In the case of macrobending, the loss is at an unknown location, Splices are at a documented, well-known distance.
การ แยกความแตกต่างระหว่าง bend กับ splices ให้ดูบันทึกในการติดตั้งและบันทึกการบำรุงรักษา (installation and maintennance records) (ถ้าไม่ได้บันทึกเอาไว้ก็แย่หน่อยนะ) ในกรณีของ macrobending (คือการโค้งงอมาก) ตำแหน่งของการ loss จะอยู่ที่ unknown location คือไม่รู้ตำแหน่งนั่นเอง ส่วนกรณีที่เป็น splices จะอยู่ที่ documented ซึ่งเป็นระยะที่รู้กันดี
ถ้าคุณวัดโดยใช้ค่า wavelength สูง ลักษณะของ macrobending จะแสดงเป็น higher loss ดังนั้นแราจึงขอแนะนำให้คุณทำการวัดเป็นแบบ multi-wavelength ซึ่งจะทำให้คุณสามารถยแยกความแตกต่างระหว่าง bendin และ splices ได้
Cracks (แตก,ร้าว)
การ crack หรือการแตกร้าวคือไฟเบอร์ที่ถูกทำลายบางส่วน (partially damaged fiber) เป็นเหตุให้เกิดการสะท้อนกลับและการสูญเสีย (reflection and loss) ดังรูป
การ แยกความแตกต่างระหว่าง bend กับ splices ให้ดูบันทึกในการติดตั้งและบันทึกการบำรุงรักษา (installation and maintennance records) (ถ้าไม่ได้บันทึกเอาไว้ก็แย่หน่อยนะ) ในกรณีของ macrobending (คือการโค้งงอมาก) ตำแหน่งของการ loss จะอยู่ที่ unknown location คือไม่รู้ตำแหน่งนั่นเอง ส่วนกรณีที่เป็น splices จะอยู่ที่ documented ซึ่งเป็นระยะที่รู้กันดี
ถ้าคุณวัดโดยใช้ค่า wavelength สูง ลักษณะของ macrobending จะแสดงเป็น higher loss ดังนั้นแราจึงขอแนะนำให้คุณทำการวัดเป็นแบบ multi-wavelength ซึ่งจะทำให้คุณสามารถยแยกความแตกต่างระหว่าง bendin และ splices ได้
Cracks (แตก,ร้าว)
การ crack หรือการแตกร้าวคือไฟเบอร์ที่ถูกทำลายบางส่วน (partially damaged fiber) เป็นเหตุให้เกิดการสะท้อนกลับและการสูญเสีย (reflection and loss) ดังรูป
Crack
การสะท้อนกลับและการ loss อาจจะมีการเปลี่ยนแปลงเมื่อมีการเคลื่อนย้ายตำแหน่งเคเบิล
Patchcords
Patchcords ถูกใช้สำหรับเชื่อมต่อ OTDR กับไฟเบอร์ที่ต้องการวัด การสะท้อนกลับเริ่มต้น (initial reflection) จะไม่ครอบคลุมจุดเริ่มต้นของไฟเบอร์ ลักษณะแบบนี้จึงทำให้การตรวจสอบคอนเน็กเตอร์ตัวแรกสามารถทำได้ดี
Patchcords
Patchcords ถูกใช้สำหรับเชื่อมต่อ OTDR กับไฟเบอร์ที่ต้องการวัด การสะท้อนกลับเริ่มต้น (initial reflection) จะไม่ครอบคลุมจุดเริ่มต้นของไฟเบอร์ ลักษณะแบบนี้จึงทำให้การตรวจสอบคอนเน็กเตอร์ตัวแรกสามารถทำได้ดี
Short Patchcord
พารามิเตอร์ที่สำคัญ
เซ็คชันนี้จะครอบคลุมถึงนิยามของพารามิเตอร์ที่สำคัญที่ถูกใช้เพื่อตรวจสอบคุณสมบัติเฉพาะของไฟเบอร์
The Refractive Index (ดัชนีการหักเห)
OTDR คำนวนระยะทางไปยัง event โดยการหาเวลาที่ใช้ตั้งแต่การปล่อยแสงออกไปจนถึงเวลาที่รับการสะท้อนกลับ เช่น ขอบขาขึ้นในการสะท้อนกลับของ frontpanel connector หรือการสะท้อนกลับจากคอนเน็กเตอร์ ระยะทางจะถูกแสดงและเวลาที่วัดได้จะถูกเชื่อมโยงจากดัชนีการหักแห (บางครั้งเรียกว่า group index) ซึ่งหมายถึงว่าการเปลี่ยนแปลงดัชนีการหักเหเป็นเหตุให้เกิดการเปลี่ยนแปลง ของระยะทางที่คำนวณได้
OTDR วัดระยะทางอย่างไร :
เซ็คชันนี้จะครอบคลุมถึงนิยามของพารามิเตอร์ที่สำคัญที่ถูกใช้เพื่อตรวจสอบคุณสมบัติเฉพาะของไฟเบอร์
The Refractive Index (ดัชนีการหักเห)
OTDR คำนวนระยะทางไปยัง event โดยการหาเวลาที่ใช้ตั้งแต่การปล่อยแสงออกไปจนถึงเวลาที่รับการสะท้อนกลับ เช่น ขอบขาขึ้นในการสะท้อนกลับของ frontpanel connector หรือการสะท้อนกลับจากคอนเน็กเตอร์ ระยะทางจะถูกแสดงและเวลาที่วัดได้จะถูกเชื่อมโยงจากดัชนีการหักแห (บางครั้งเรียกว่า group index) ซึ่งหมายถึงว่าการเปลี่ยนแปลงดัชนีการหักเหเป็นเหตุให้เกิดการเปลี่ยนแปลง ของระยะทางที่คำนวณได้
OTDR วัดระยะทางอย่างไร :
Refractive Index (ดัชนีการหักเห)
Definition of the refractive index:
(vacuum=สูญญากาศ)
Displayed distance on the OTDR:
Displayed distance on the OTDR:
ดัชนีการหักเหขึ้นอยู่กับวัสดุของไฟเบอร์ที่ใช้และความต้องการที่จะให้ผู้ผลิตไฟเบอร์ provided ให้
มันเป็นสิ่งจำเป็นที่คุณต้องเข้าใจในเรื่องดัชนีการหักเหของไฟเบอร์ที่คุณจะวัด ความผิดพลาด (error) ที่เกิดจากการไม่รู้ค่าที่แท้จริงของดัชนีการหักเห มักจะมีมากกว่าความผิดพลาดที่เกิดจากสาเหตุอื่น ๆ
มันเป็นสิ่งจำเป็นที่คุณต้องเข้าใจในเรื่องดัชนีการหักเหของไฟเบอร์ที่คุณจะวัด ความผิดพลาด (error) ที่เกิดจากการไม่รู้ค่าที่แท้จริงของดัชนีการหักเห มักจะมีมากกว่าความผิดพลาดที่เกิดจากสาเหตุอื่น ๆ
The Scatter Coefficient (สัมประสิทธ์การแตกกระจาย)
OTDR ไม่เพียงแต่จะรับสัญญาณจาก Event ต่าง ๆ เพียงอย่างเดียว แต่ยังรับสัญญาณที่เกิดจากตัวไฟเบอร์เอง (fiber itself) ด้วย ในขณะที่แสงเดินทางไปในไฟเบอร์ แสงจะถูดลดทอนด้วย Rayleigh scattering การลดทอนนี้เป็นเหตุให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในดัชนีการหักเหของแก้ว บางทีแสงจะแตกกระจายโดยตรง (scattered directly) ไปยัง OTDR ซึ่งเรียกกันว่า backscatter
สัมประสิทธ์การแตกกระจาย (scatter coefficient) คือการวัดปริมาณของแสงที่มีการแตกกระจายกลับ (scattered back) ในไฟเบอร์ การแตกกระจายกลับจะมีผลกระทบต่อการวัดค่า return loss และค่าของการสะท้อนกลับ (reflectance)
สัมประสิทธ์การแตกกระจาย (scatter coefficient) ถูกคำนวณจากอัตราส่วนของ optical pulse power (not energy) ที่เอาท์พุทของ OTDR ต่อbackscatter power ณ ตำแหน่งที่ใกล้กับจุดเริ่มต้นของไฟเบอร์ อัตราส่วนนี้ถูกแสดงเป็น dB และสัดส่วนผกผันของ pulse width เพราะ optical pulse width ไม่ขึ้นกับ pulse width
ค่าที่เป็นแบบฉบับ (typical value) ประมาณ 50 dB สำหรับ pulse width ขนาด 1 ?s (ขึ้นอยู่กับ wavelength และชนิดของไฟเบอร์)
The Pulse Width (ความกว้างของพัลซ์)
พารามิเตอร์ ที่สำคัญอีกตัวหนึ่งที่จะทำให้ผลการวัดดีคือ ความกว้างของพัลซ์ของแสงที่ถูกปล่อยไปในไฟเบอร์ ความกว้างของพัลซ์แสงเป็นตัวกำหนดความเที่ยงตรงหรือความละเอียดของระยะทาง (distance resolution) ซึ่งสำคัญมากที่จะให้แยกอีเวนต์ต่าง ๆ อย่างชัดเจนได้
พัลซ์ที่แคบกว่า จะได้ความละเอียดของระยะทาง (distance resolution) ที่ดี แต่ พัลซ์ที่แคบ ซึ่งหมายถึงว่า dynamic range มีค่าน้อยและอาจจะมีการรบกวน (noisy)
ถ้าคุณต้องการวัดเส้นทางที่มีระยะไกล คุณจำเป็นต้องมีค่า dynamic range ที่สูง นั่นคือพัลซ์ควรจะกว้าง แต่จะได้ความละเอียดต่ำ (lower resolution)
มันขึ้นอยู่กับจุดประสงค์ที่ต้องการของคุณ คุณต้องเลือกเอาอย่างใดอย่างหนึ่งระหว่างความละเอียดสูง (high-resolution) กับ high dynamic range นั่นคือเลือกขนาดพัลซ์ที่แคบเมื่อต้องการวัด loss ของ splice หรือ connector ที่อยู่ติดใกล้ชิดกัน แต่เลือกพัลซ์ที่กว้างเมื่อต้องการวัดจุดขาด(break) ที่อยู่ไกล
- Short pulse widthจะได้ความละเอียดสูงแต่ก็มี noise มาก การลด pulse width จะทำให้ deadzones สั้นลงและสามารถแยกอีเวนต์ที่ใกล้ชิดได้ชัดเจนขึ้น
Short Pulses for Better Resolution
- Long pulse widthจะได้ high dynamic range แต่ deadzones ยาว การเพิ่ม pulse width จะสามารถลด noise ลงได้ และสามารถตรวจจับอีเวนต์ที่อยู่ไกล ๆ ได้
Long Pulses for Large Dynamic Range
- Typical values (ค่าตัวอย่าง)5 ns / 10 ns / 30 ns / 100 ns / 300 ns / 1 ?s (short links),
100 ns / 300 ns / 1 ?s / 3 ?s / 10 ?s (long fiber links)
Performance Parameters
Dynamic Range
Dynamic Range เป็นคุณสมบัติที่สำคัญของ OTDR ซึ่งจะเป็นค่าที่บ่งบอกถึงการสูญเสียของกำลังสูงสุด (maximum power loss) ระหว่างbackscatter กับ noise peaks
ถ้าออฟติกที่ทดสอบมีค่า loss สูง จุดปลายทาง (far end) ก็จะหายไปคือมองเห็นเป็น noise แต่ถ้าค่า loss มีค่าต่ำ ก็จะมองเห็นจุดปลายทางอยู่เหนือ noise อย่างชัดเจน และคุณก็จะสามารถตรวจการ break ได้
อย่าลืมว่า trace หนึ่ง ๆ จะถูกรบกวน ใกล้กับระดับ noise ตัวอย่างเช่น คุณจำเป็นต้อง trace ที่ระดับอยู่เหนือ noise 6 dB เป็นอย่างน้อยเพื่อที่จะให้สามารถวัดจุดต่อ (splice) ขนาด 0.1 dB ได้ และคุณต้องตรวจสอบการ break ที่ 3 dB โดยประมาณ เหตุนี้นี่เองที่ dynamic range ของ OTDR ควรจะมากกว่า total system loss อย่างน้อยที่สุดก็ 3 ถึง 6 dB
เช่นเดียวกันกับ deadzone ค่าของ dynamic range จะขึ้นอยู่กับการเซ็ตอัพ สิ่งที่มีผลมากก็คือ pulse width, optimization mode และ wave length ดังนั้นรายละเอียดของ dynamic range จะต้องลงเป็นรายการเงื่อนไขการเซ็ตอัพ
ถ้าออฟติกที่ทดสอบมีค่า loss สูง จุดปลายทาง (far end) ก็จะหายไปคือมองเห็นเป็น noise แต่ถ้าค่า loss มีค่าต่ำ ก็จะมองเห็นจุดปลายทางอยู่เหนือ noise อย่างชัดเจน และคุณก็จะสามารถตรวจการ break ได้
อย่าลืมว่า trace หนึ่ง ๆ จะถูกรบกวน ใกล้กับระดับ noise ตัวอย่างเช่น คุณจำเป็นต้อง trace ที่ระดับอยู่เหนือ noise 6 dB เป็นอย่างน้อยเพื่อที่จะให้สามารถวัดจุดต่อ (splice) ขนาด 0.1 dB ได้ และคุณต้องตรวจสอบการ break ที่ 3 dB โดยประมาณ เหตุนี้นี่เองที่ dynamic range ของ OTDR ควรจะมากกว่า total system loss อย่างน้อยที่สุดก็ 3 ถึง 6 dB
เช่นเดียวกันกับ deadzone ค่าของ dynamic range จะขึ้นอยู่กับการเซ็ตอัพ สิ่งที่มีผลมากก็คือ pulse width, optimization mode และ wave length ดังนั้นรายละเอียดของ dynamic range จะต้องลงเป็นรายการเงื่อนไขการเซ็ตอัพ
Dynamic Range
The Attenuation Deadzone
The deadzone is that part of an OTDR trace where a strong reflection covers measurement data. This happens because a strong signal saturates the receiver and it takes some time for it to recover. The attenuation deadzone describes the distance from the leading edge of a reflective Event until it returns to the fiber's backscatter level.
It is easy to determine the point where the leading edge starts but it is difficult to say when recovery ends. So many companies place a +/- 0.5 dB margin around the backscatter after the reflection. The deadzone ends at the point where the backscatter stays within this tolerance band.
In order to detect a splice or a break on the fiber, you need to examine the backscatter. Events in the deadzone might be undetected, because the backscatter cannot be displayed.
The size of the attenuation deadzone depends strongly on the instrument's setup.
Attenuation Deadzone
The Event Deadzone
Event deadzone เป็นระยะทางสั้นที่สุดที่คุณต้องการระหว่างสองเหตุการณ์ที่เป็นแบบเดียวกัน เพื่อที่จะสามารถดูให้แยกออกจากกันได้
ตัวอย่างเช่น ถ้าคุณมีคอนเน็กเตอร์สองตัวห่างกันสองเมตร คุณจะเห็นการสะท้อนเป็นสองยอดและเห็นการตกลง (drop) ระหว่างยอดทั้งสอง การตกลง แสดงให้เห็นว่ามีการสะท้อนสองอันจริง ๆ จากเหตุการณ์ทั้งสอง ถ้าเหตุการณ์ (event) อยู่ใกล้กันเกินไป คุณก็จะไม่สามารถเห็นการตกลง(drop) และไม่สามารถแยกเหตุการณ์ทั้งสองได้
โดย Event deadzone จะขึ้นอยู่กับการเซ็ตเครื่องมือวัด
ตัวอย่างเช่น ถ้าคุณมีคอนเน็กเตอร์สองตัวห่างกันสองเมตร คุณจะเห็นการสะท้อนเป็นสองยอดและเห็นการตกลง (drop) ระหว่างยอดทั้งสอง การตกลง แสดงให้เห็นว่ามีการสะท้อนสองอันจริง ๆ จากเหตุการณ์ทั้งสอง ถ้าเหตุการณ์ (event) อยู่ใกล้กันเกินไป คุณก็จะไม่สามารถเห็นการตกลง(drop) และไม่สามารถแยกเหตุการณ์ทั้งสองได้
โดย Event deadzone จะขึ้นอยู่กับการเซ็ตเครื่องมือวัด
Event Deadzone
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น