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Que es un OTDR ?? • OTDR o Reflectómetro Óptico
Optical Time Domain Reflectometer • Inyecta pulso de luz sobre la fibra óptica • El pulso viaja por la fibra y parte se refleja
- Backscatering = En forma continua - Discontinuidades reflectivas (Conectores & empalmes mecánicos)
• Permite evaluar: - Atenuación de la fibra óptica - Perdida de retorno = ORL - Atenuación en conectores - Atenuación en empalmes - Atenuaciones por curvatura - Corte o discontinuidad de la F.O.
Propagación en la Fibra Óptica
Reflexión Fresnel
Pérdida Acoplamiento
Pérdida Absorción
Rayleigh Scattering
Scattering por irregularidades
Pérdida por
Curvaturas
Radiación Macro
Curvaturas
Presión Lateral
Reflexión Fresnel
Pérdida Acoplamiento
El OTDR se basa en el fenómeno de Back-Scattering
Perdida por Scattering
Micro Curvaturas
La propagación en la fibra se basa en la reflexión interna total
Utilización de Cursores • Dos cursores permiten medir :
- Atenuación entre dos puntos - Atenuación de eventos - Distancia al Evento - Longitud de un tramo - Atenuación de un tramo
El eje vertical se asocia a nivel y sirve para medir atenuación. El eje horizontal es tiempo y se asocia con distancias, sirve para ubicar eventos.
Parámetros de un OTDR
• Rango Dinámico
• Zona Muerta
• Longitudes de Onda Operación
• Capacidad medición fibra activa
• Funcionalidades adicionales: Medición de Potencia Óptica Fuente de luz visible para detección Fallas Presentación gráfica de eventos Funcionalidad Pasa/No Pasa
Rango Dinámico • Rango de atenuación para una «Buena Medición»
• Diferentes formas de especificar «Rango Dinámico»
• Rango de Medición = Rango Dinámico – 7 dB
Zona Muerta • El ancho del pulso no nos deja identificar eventos cercanos.
• Potencia pulso de evento reflectivo puede saturar detector
• Tiempo recuperación RX óptico aumenta la incertidumbre .
Trazo Ideal evento reflectivo (mínimo ancho pulso)
Trazo Real Medido por OTDR (tiempo recuperación)
Ancho Pulso Mínimo Zona Muerta Evento Zona Muerta Atenuación ADZ
EDZ
Pmin
Bobina de Lanzamiento • Para ver claramente el principio y fin del tramo a analizar se
requiere intercalar un tramo de F.O.
• Si la longitud de la fibra en la bobina de lanzamiento es muy corta el primer conector quedará dentro de la zona muerta
Bobina de Lanzamiento Tramo
Bajo Análisis
Bobina Terminación
Conector OTDR
Conector Panel
Conector Panel
Bobina de Lanzamiento
• La bobina de lanzamiento puede ser una pequeña caja, un maletín o una bobina de cable de fibra óptica.
• OTDR actuales requieren entre 100 mts y 200 mts
• OTDR viejos pueden necesitar mas de 300 mts
OTDR Bobina Panel Fibra Óptica Caja Bobina Lanzamiento Óptico Bajo Análisis Conexión Terminal
Ajustes del OTDR
• Para poder medir debemos definir :
Longitud de Onda
Distancia del Enlace
Ancho del Pulso
Índice de Refracción
Promedio de Mediciones
• Configuración automática no siempre
es adecuada sobre todo en FTTH.
Longitud de Onda
• Muchos OTDRs permiten medir en dos longitudes de Onda.
• Lo usual es medir en 1310 nm & 1550 nm.
• Se recomienda medir en «AMBAS» longitudes de Onda
• Ayuda a identificar problemas de atenuación por curvaturas
• Puerto filtrado para mediciones en FTTH sobre fibra activa.
• Longitud de 1625nm o 1650nm para mediciones en FTTH
Ajuste de Distancia Máxima
C
Demasiado Corta Adecuada Demasiado Larga Menor largo link Entre 1.5x y 2x Mucho mayor 2x
No se ve el final Se ve bien el final Traza comprimida
Ajuste del Ancho del Pulso • El ancho del pulso impacta sobre la energía del mismo.
• Cuanto mayor sea la distancia mayor será el ancho requerido.
• A mayor ancho mayor alcance y menor resolución
• FTTH requiere mayor ancho por la atenuación en divisores .
Ajuste del Ancho del Pulso
Demasiado Angosto Adecuado Demasiado Ancho
El trazo se pierde Eventos claros Eventos se solapan en piso del ruido. Trazos definidos Mala resolución
Ancho Pulso vs Rango Dinámico Ancho de pulso vinculado con Rango Dinámico y Zona Muerta:
A mayor Ancho de Pulso mayor Rango Dinámico
A mayor Ancho de Pulso mayor Zona Muerta
Indice de Refracción • El usuario debe definir el GIR Group Index of Refraction
• Puede cargar valores o seleccionar un conjunto standard
Promedio de Mediciones • Promediar Mediciones ayuda a eliminar el ruido.
• A mayor cantidad de promedios mas se suaviza el trazo.
• A mayor cantidad de promedios mas lenta la medición
Muy Pocas Adecuadas Demasiadas
Trazo Ruidoso Trazo Suave Trazo Suave Desperdicio Tiempo
Interpretación del Trazo
• Correcta interpretación del trazo permite:
Medir distancia del tramo de F.O. y entre eventos
Determinar la atenuación de la fibra óptica
Caracterizar eventos de atenuación no reflexiva
Caracterizar eventos de atenuación reflexiva
Medir Reflectancia o Pérdida de Retorno
Identificar problemas de atenuación por curvaturas
Ganancia Aparente
Fantasmas o eventos inexistentes.
Atenuación Fibra Óptica & Eventos
Distancia
Nivel
Atenuación Fibra Óptica Pendiente del Trazo
dB / Km
Atenuación
Atenuación
Eventos Reflectivos & No Reflectivos • Los conectores y empalmen mecánicos muestran una
pérdida de inserción y una reflexión.
• Los empalmes por fusión y las atenuaciones por curvaturas solo muestran pérdida de inserción
ORL vs Reflectancia ORL = OPTICAL RETURN LOSS Relación entre potencia reflejada y potencia incidente
ORL
Atenuación por Curvaturas
La atenuación producto de una curvatura es mayor a 1550nm
Ganancia Aparente Al fusionar fibras diferentes puede aparecer una aparente ganancia o pérdida excesiva Debe medirse el enlace en ambos sentidos y promediar las lecturas ya que en la dirección opuesta aparecerá una atenuación excesiva
Fantasmas Al medir sobre cortas distancias de cable la señal reflejada al final del mismo resulta muy grande. Cuando esta reflexión llega de regreso al OTDR una parte de la misma se refleja y vuelve, generando un “fantasma” en la lectura a 2 x longitud del cable
Análisis del Trazo (Resumen)
Análisis del Trazo (Zoom)
Conector OTDR Evento
Reflectivo Pach Panel = Reflectancia -45db conector PC
-55dB conector UPC -65 dB conector APC Fantasma
Reflexión fuerte con ecos múltiples. Usual desp final FO
Ganancia Aparente
Union F.O. diferentes
Macro Curvatura Mayor atenuación en lambda 1550nm
Empalme Mecánico Zona Muerta Atenuación
Empalme Fusión Evento no Reflectivo
OTDR Inteligente • Ajusta automáticamente los parámetros de la medición.
• Realiza diferentes barridos: * Diferente ancho de pulso. * Diferente longitud de onda
• Identifica el tipo de evento y lo mapea en un gráfico intuitivo que permite identificar la ubicación y atenuación
• Muchos incluso generan reportes
Pruebas de Aceptación • Posibilidad de definir «Umbrales» o «Valores de Aceptación»
para pruebas de tipo «Pasa» / «No Pasa».
• Permite ahorrar mucho tiempo en mediciones sistemáticas
• Resalta los parámetros fuera del Rango Aceptable.
Diferencias FTTH versus HFC
• FTTH es una red Punto a Multipunto.
• Midiendo desde la cabecera el pulso se abre al llegar a cada divisor óptico.
• Tendremos múltiples finales de linea, uno por cada rama del divisor.
• Si queremos caracterizar un solo tramo debemos medir desde final de línea.
• Medir sobre una línea activa requiere un OTDR con puerto filtrado
• En FTTH tenemos mas perdidas en Divisores que en Fibra Óptica
Link budget típico = 25dB 20dB en Divisores & 5 dB en F.O.
• OTDR para FTTH debe de tener capacidad para medir a través de divisores
y con cortos tramos de Fibra Óptica (buen rango dinámico pero corta distancia)
Ejemplo # 1
5.17Km 15.62Km 4.48Km (terminado) 8.89Km (abierto) 4.45Km (terminado) 3.25Km (terminado) n/c n/c n/c
1
2
3
4
5
6
7
8
X splice
Ejemplo # 2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3Km 2Km
0.41Km 1.50Km 1.66Km 2.45Km N/C N/C N/C N/C 1.55Km
1:2 1:8
Rama Sur
Rama Norte
Pruebas de Certificación FTTH
• 1.- Verificación del Presupuesto Óptico Total
• 2.- Caracterización de cada tramo de fibra
• 3.- Caracterización de Acopladores y Divisores
• 4.- Sincronización ONT / OLT
1 2 3 4
Verificación Presupuesto Óptico
• Según tipo de Óptica presupuesto será 25dB o 30 dB
• La pérdida en los divisores será el factor dominante 1:4 (7dB) , 1:8 (10dB) , 1:16 (13dB) & 1:32 (16dB)
• Conectores & Empalmes ópticos, total = 2 a 3 dB Conector (0,5dB), Fusión FO (0,05dB), Empalme (0,5dB)
• Pérdida F.O. limitada por la atenuación en 1310nm 0,33dB/Km x 20 Km = 6,6 dB (1,65 dB para 5 Km)
• Operación de Video con RF overlay en 1550nm debe contemplar también budget en 1550nm y reflexión total.
• Caso típico de dos divisores de 1:8 & 20 Km F.O. resulta: Budget = 2 x 10dB + 3 dB + 6,6 dB = 29,6 dB
Caracterización del Enlace • Debe realizarse para cada tramo individual y el total.
• Debe chequearse cada fibra desde el OLT al divisor antes de fusionar y en cada sentido por separado.
• Verificar con OTDR atenuación fibra responde a la norma G652C 0,33dB/Km @ 1310nm 0,21dB/Km @ 1490nm 0,19dB/Km @ 1550nm
• Ponga especial atención a : Eventos de atenuación Fusiones & Conectores Eventos por curvaturas Micro & Macro-bending Eventos reflexivos
Acopladores & Divisores
• Después de fusionar es importante «Caracterizar» los dispositivos pasivos en «Atenuación» & «Reflexión»
• Back-Reflection debe responder a standares : ITU-T G.983.1 requiere mejor que -35dB Telcordia exige mejor que -40dB Valores peores que -30dB deben disparar alarma.
• Verificar atenuación uniforme en todos los puertos del divisor y de acuerdo a especificaciones del fabricante.
• Los parámetros deben medirse en las tres longitudes de onda: 1310 nm , 1490 nm & 1550 nm
Rastreo de Fallas
Cuando solo afecta a un cliente Busque el problema en la acometida: 1.- Cable de bajada desde caja NAP 2.- ONT del cliente y conector óptico 3.- Red de datos interna del cliente
Afecta a todos clientes de un NAP Busque el problema aguas arriba: 1.- Falla en caja NAP comun a todos 2.- Falla en el cable que vincula NAP con nivel de division superior.
Afecta los clientes de un puerto de OLT Busque el problema cerca del HUB 1.- Falla en OLT o cables en HUB 2.- Falla en cable al primer divisor 3.- Falla en el primer divisor
Un buen sistema de gestión ayuda a ser proactivos y anticiparse al llamado del cliente o cuantificar el problema
Mediciones sobre Fibra Activa
En el HUB o HEADEND En la casa del CLIENTE
Sea en la casa del CLIENTE o en mediciones desde el HUB debe utilizarse una longitud de onda que no interfiera. Tradicionalmente se trabaja con 1625nm o con 1650nm, debe tenerse en cuenta evolución futura a XGSPON. También debe evitarse que señales de tráfico impacten sobre el OTDR OTDR con puerto filtrado En caso de medir desde el HUB se requiere un WDM para combinar la señal de prueba con las de tráfico
Mediciones sobre Fibra Activa
Desde la casa del cliente debemos llegar a ver claramente los dos tramos de F.O. y alcanzar el primer divisor
Desde el HUB o HEADEND debemos llegar a ver los eventos hasta el primer divisor, a partir de allí se superponen los trazos de cada salida del mismo.
Para seguir leyendo
• Maintenance and Troubleshooting of a PON Network with an OTDR - Viavi
• Fiber Optic Testing Challenges in Point to Multipoint PON Testing – EXFO
• Fiber Testing—The Fundamentals for Successful Broadband Deployment – JDSU
• FTTx PON Guide Testing Passive Optical Networks – EXFO
• Testing PON in Deep Fiber Applications – Viavi
• Fibre-Optic Network Testing: Avoid clogs and pains in Smart City & IoT projects – Bicsi
• FTTx/PON Resource Guide - Deploying and Maintaining Reliable and Low Cost Service Networks – Anritsu
• FTTH Handbook – FTTH Council
• FTTX Fibra a la X – Principios Básicos – Commscope
• Geometric versus Geographic Models for the Estimation of an FTTH Deployment
• Towards Technologically and Competitively Neutral Fiber to the Home (FTTH) Infrastructure - Anupam Banerjee,Marvin Sirbu
• ITU-T PON standards-progress and recent activities
• EPON vs. GPON
