Charakteryzacja światłowodu: CD, PMD, tłumienie widmowe, ORL, opóźnienie

Test strat mówi, czy światłowód przepuszcza światło. Nie mówi, czy włókno przeniesie 10G na 80 km, czterdzieści kanałów DWDM czy sygnał 400ZR — te pytania zależą od dyspersji chromatycznej, dyspersji modowej polaryzacji, tłumienności w całym paśmie, odbić, a czasem opóźnienia. Pomiar tych wielkości to charakteryzacja światłowodu. Ta strona mówi, kiedy jest potrzebna, który test odpowiada na które pytanie, jak wykonuje się każdy pomiar, jakie muszą być liczby dla każdej usługi oraz co wyniki mówią o starym lub nieznanym włóknie, zanim wyda się pieniądze na transceivery.

Kiedy potrzebna jest charakteryzacja

Sytuacja	Testy wykraczające poza standardowy test strat i OTDR
Nowa trasa, ≤ 10G, ≤ 40 km, współczesne G.652.D	żadne — wystarczy strata Tier 1 przy 1310/1550 nm i dwukierunkowy OTDR (Testowanie i pomiary)
10G na 60–80 km, 10G DWDM z detekcją bezpośrednią	dyspersja chromatyczna (limit to 1 000–1 600 ps/nm), ORL
Starsze 40G NRZ lub DPSK z detekcją bezpośrednią	PMD (bardzo wrażliwe), CD z planowaniem kompensacji
100G+ koherentne, 400ZR/ZR+	straty i ORL; CD do identyfikacji typu włókna (G.653/G.655 zmieniają plan nieliniowy); PMD do potwierdzenia, że mieści się w oknie DSP; tłumienność widmowa dla płaskości pasma C; opóźnienie, jeśli wymaga tego usługa
Dzierżawa ciemnego włókna lub odbiór dzierżawionej pary	pełny zestaw testów, obie strony, trzy długości fali, plus identyfikacja typu włókna, mapa odbiciowości i obrazy czół złącz — paszport włókna
Stare włókno (ułożone przed 2000 rokiem) przed modernizacją	najpierw PMD (to ono może przekreślić projekt), CD do identyfikacji typu, tłumienność widmowa pod kątem piku wodnego i wodoru (Niezawodność i starzenie)
CWDM na wszystkich 18 kanałach	tłumienność widmowa 1 270–1 610 nm — pik wodny 1383 nm decyduje o trzech kanałach
Nakładki PON (1490/1577/1625 nm)	tłumienność na tych długościach fali, ORL ≥ 32 dB (Odbicia i tłumienność odbiciowa)
Fronthaul, synchronizacja czasu	opóźnienie i asymetria długości między dwoma włóknami pary — dokładność PTP od tego zależy

Testy

Test	Metoda	Wynik	Typowy przyrząd
Tłumienność widmowa	źródło szerokopasmowe i analizator widma optycznego, przestrajalny laser skanujący z miernikiem mocy, lub wielodługofalowy OTDR (1310/1383/1490/1550/1625/1650 nm)	dB/km w funkcji długości fali w zakresie 1 260–1 650 nm; pik wodny przy 1383 nm, wodór, wzrost strat na zgięciach w kierunku 1 625 nm, płaskość pasma C	OSA ze źródłem lub OTDR do charakteryzacji
Dyspersja chromatyczna (CD)	metoda przesunięcia fazy lub różnicowego przesunięcia fazy (IEC 60793-1-42), albo metoda czterodługofalowa oparta na OTDR z dopasowaniem krzywej dyspersji	D(λ) w ps/(nm·km), długość fali zerowej dyspersji λ₀, nachylenie S₀, całkowita dyspersja łącza w ps/nm (Dyspersja i szerokość pasma)	analizator CD lub moduł OTDR ze zdalnym źródłem
Dyspersja modowa polaryzacji (PMD)	interferometryczna (TINTY/GINTY), skanowanie długości fali z analizatorem stałym, macierz Jonesa; rozproszony P-OTDR do znalezienia złego odcinka	całkowite PMD w ps (średnie DGD) i współczynnik w ps/√km; wielkość statystyczna — powtarzaj pomiar i odnotuj temperaturę	analizator PMD ze spolaryzowanym źródłem szerokopasmowym na dalekim końcu
Optyczna tłumienność odbiciowa i odbiciowość	OCWR lub OTDR	ORL w dB, odbiciowość na zdarzenie	miernik ORL, OTDR
Tłumienność wtrąceniowa	źródło światła i miernik mocy na każdej długości fali usługi, w obu kierunkach (Tier 1)	dB na włókno	OLTS
Opóźnienie i długość	długość z OTDR, lub tester opóźnienia z pętlą zwrotną na dalekim końcu (czas podróży w obie strony ÷ 2)	µs i metry; 4,9 µs/km; asymetria między włóknami pary na podstawie różnicy długości przy tym samym współczynniku załamania	OTDR, tester Ethernet z funkcją opóźnienia
Identyfikacja typu włókna	na podstawie λ₀ i D(1550) z testu CD, skoków wstecznego rozpraszania na spawach, dokumentacji	G.652 / G.653 / G.655 / G.654 / G.657, era produkcji (Rodzaje światłowodów)	analizator CD plus OTDR
Szerokość pasma modowego wielomodowego	różnicowe opóźnienie modowe / efektywna szerokość pasma modowego na próbce	potwierdzenie klasy OM	laboratorium; rzadko w terenie

Limity dla poszczególnych usług

Wartości typowe; dokładne liczby pochodzą z transceivera lub normy.

Usługa	Tolerancja dyspersji chromatycznej	Tolerancja PMD (średnie DGD)	Straty / ORL
1G, 10G do 40 km (LR, ER)	nie ogranicza na G.652 (40 km × 17 = 680 ps/nm, limit ≈ 1 000–1 600)	≤ 10 ps (10 % bitu 100 ps)	budżet 6–15 dB; ORL ≥ 12 dB
10G 80 km (ZR) i 10G DWDM z detekcją bezpośrednią	≤ 1 600 ps/nm bez kompensacji; 80 km × 17 = 1 360 ps/nm — mało zapasu	≤ 10 ps	budżet 23–24 dB; ORL ≥ 24 dB
Starsze 40G NRZ / DPSK	≤ 60–100 ps/nm — wymaga kompensacji dyspersji	≤ 2,5 ps	ORL ≥ 24 dB
100G koherentne DP-QPSK	± 50 000 ps/nm (tysiące km)	25–30 ps i więcej	ograniczenie przez OSNR; ORL ≥ 24 dB (Koherentne łącza dalekiego zasięgu)
400ZR (OIF)	± 2 400 ps/nm (≈ 120 km G.652)	≈ 10 ps	bez wzmacniacza: straty ≤ 11 dB (≈ 40 km); ze wzmacniaczem: 120 km przy OSNR ≥ 26 dB
400ZR+, 800ZR	± 20 000 … ± 50 000 ps/nm	tolerancyjne	ograniczenie przez OSNR
CWDM 10G, 18 kanałów	jak 10G na kanał	≤ 10 ps	tłumienność na kanał z uwzględnieniem piku wodnego (Mux i budżet CWDM)
GPON / XGS-PON	nie ogranicza	nie ogranicza	budżet klasy (B+ 28, C+ 32, N1 29, N2 31, E1 33, E2 35 dB); ORL ≥ 32 dB; odbiciowość ≤ −35 dB

Arytmetyka PMD: średnie DGD = współczynnik PMD × √L. Współczesne G.652.D przy ≤ 0,1 ps/√km daje 1 ps na 100 km — nieistotne; włókno z lat 1980. przy 1–2 ps/√km daje 10–20 ps na 100 km — koniec 10G NRZ na takiej trasie, chyba że zastosuje się transmisję koherentną (Wzory i obliczenia).

Odczytywanie wyników: tożsamość i wiek włókna

Zmierzono	Wniosek
λ₀ = 1 300–1 324 nm, D(1550) = 16–18 ps/(nm·km)	G.652; niski pik 1383 nm → G.652.C/D, wysoki → G.652.A/B
D(1550) = 2–6 ps/(nm·km), λ₀ około 1 450–1 520 nm	G.655 z przesuniętą niezerową dyspersją; sprawdź znak; w gęstym DWDM trzeba uważać na mieszanie czterofalowe (Efekty nieliniowe)
D(1550) ≈ 0	G.653 z przesuniętą dyspersją — brak DWDM w paśmie C bez nierównomiernego odstępu kanałów lub bez pasma L
D(1550) = 18–22 ps/(nm·km), tłumienność ≈ 0,17 dB/km	G.654 z czystym rdzeniem krzemionkowym
współczynnik PMD > 0,5 ps/√km	włókno sprzed ok. 1995 roku; 10G powyżej 100 km jest ryzykowne; koherentne działa bez problemu
pik wodny przy 1383 nm powyżej 0,5 dB/km	brak CWDM w paśmie E (kanały 1 371–1 411 nm); reszta użyteczna
narastające nachylenie tłumienności względem linii bazowej, najgorsze przy 1 383 i powyżej 1 550 nm	starzenie wodorowe lub woda — odcinek do wymiany
straty rosnące gwałtownie w kierunku 1 625–1 650 nm	makro- lub mikrozagięcia wzdłuż trasy
asymetria długości pary > 10–20 m	błąd synchronizacji PTP 50–100 ns, jeśli nieskompensowana

Procedura i raportowanie

Krok	Praktyka
Przygotowanie	przyrządy na obu końcach z jednostką zdalną lub drugą ekipą; patchcordy referencyjne sprawdzone i wyczyszczone (Inspekcja i czyszczenie czoła złącza); włókno ciemne — CD i PMD nie da się zmierzyć na włóknie pod ruchem
Warunki	odnotuj datę, godzinę i temperaturę — PMD się od nich zmienia; testuj wszystkie włókna pary oraz rezerwowe
Czas	30–60 minut na włókno dla pełnego zestawu testów przy doświadczonej ekipie
Wyniki do przekazania	dla każdego włókna: straty na wszystkich długościach fali w obu kierunkach, ORL, reflektogramy OTDR w obu kierunkach (.sor), krzywa CD z λ₀ i całkowitą dyspersją, PMD, krzywa tłumienności widmowej, opóźnienie i długość, mapa odbiciowości, obrazy czół złącz; wynik zaliczony/niezaliczony względem docelowej usługi
Przechowywanie	natywne pliki przyrządu z ustawieniami, nie tylko PDF-y (Dokumentacja i oznaczenia)
Normy	IEC 61280-4-2 (tłumienność i ORL zainstalowanych łączy jednomodowych), IEC 61280-4-4 (PMD zainstalowanych łączy), IEC 61280-4-1 (zainstalowane łącza wielomodowe), IEC 60793-1-42 (CD), TIA FOTP-175 (CD), ISO/IEC 14763-3 i TIA-568.3-D (odbiór) (Mapa norm)

Lista kontrolna odbioru ciemnego włókna: zadeklarowany typ włókna potwierdzony przez CD; straty na km przy 1310/1550/1625 zgodne z ofertą; każdy spaw ≤ 0,1 dB i każde złącze ≤ 0,5 dB dwukierunkowo; ORL ≥ 27 dB (≥ 32 dB dla PON); PMD w granicach limitu usługi; krzywa widmowa bez sygnatury wodorowej; zapisana długość i opóźnienie; przekazana dokumentacja i współrzędne.

W CodingBox

Moduł koherentny charakteryzuje włókno za darmo, gdy tylko zostanie zaświecony: CMIS VDM raportuje dyspersję chromatyczną, DGD, PDL, OSNR i szybkość zmiany polaryzacji tak, jak widzi je DSP. CodingBox pokazuje, które z tych wielkości moduł udostępnia, i odczytuje jego strony DDM, dzięki czemu można porównać raport z uruchomienia włókna z własnym obrazem tego samego łącza widzianym przez moduł — rozbieżność wskazuje na przełączenie, brudne złącze lub zamianę włókna po pomiarach (VDM i metryki FEC, Check transceiver).

Jeśli znajdziesz nieścisłość lub błąd w tym materiale, zaznacz odpowiedni fragment i naciśnij Ctrl+Enter, aby .