СКС (структурированная кабельная система)

Приходилось ли Вам тестировать одну и ту же волоконно-оптическую постоянную линию (permanent link) на многомодовым волокне с использованием источников оптического сигнала от разных производителей? Нет, тогда Вы счастливчик J. Простая замена источника оптического сигнала на источник другого производителя может изменить значение вносимых потерь (IL). Т.е. подключаем к тестируемой волоконно-оптической линии источник производителя А и получаем потери в постоянной линии 2 дБ, затем подключаем источник производителя Б и получаем значение 3 дБ. То есть разница в дБ будет отличаться на 50%. Почему такое происходит, ведь постоянная линия одна и та же и мы меняем только источники излучения?

     Говоря простым языком, потому что, источники оптического сигнала имеют разные условия ввода света в волокно. Если бы к измерительному оборудованию предъявлялись требования по обеспечению одинаковых и контролируемых условий ввода, то и измеренные потери в соединении были близки друг к другу. Многомодовые источники сигнала имеют разные шаблоны распределения мощности мод (Modal Power Distribution, MPD). Из-за большого диаметра сердцевины по многомодовому волокну распространяется несколько мод и каждая под своим углом. Все разрешенные моды имеют разные траектории распространения и, соответственно, различное время распространения по оптическому волокну. Шаблон распределения мощности мод позволяет объяснить, сколько мод в состоянии поддерживать многомодовое волокно. Почему на это обращают внимание только для многомодовых источников? Многомодовое волокно может обеспечить передачу света по сотни модам, в то время как одномодовое волокно поддерживает одну моду. Понятие шаблон распределения мощности мод был впервые определен в международном стандарте ISO 14763-3 и определяет условия ввода светового сигнала в волокно. Данный параметр «пришел на смену» другому параметру, известному как CPR (Coupled Power Ratio). Если источники оптического сигнала имеют разные условия ввода, то и измеренные значения вносимых потерь в многомодовом волокне будут различаться. Если внимательно почитать стандарт, то для сертификации многомодовых соединений можно использовать только светодиодные источники (LED) и нельзя использовать VCSEL лазер, но многие производители измерительных приборов не обращают на это требование стандарта внимание, делая якобы универсальные насадки или оптические тестеры.

     Разные источники оптического сигнала обеспечивают разные параметры ввода. Например, светодиодные источники (LED) переполняют волокно, а одномодовые источники (на основе лазера) не заполняют его. Переполнение волокна вызывает высокое затухание сигнала и как следствие ведет к более высоким потерям в нем, в то время как незаполненное оптоволокно приводит к более «оптимистичным» результатам измеренных потерь.

 При использовании источника излучения (например, VCSEL), который не заполняет многомодовое волокно любые проблемы с разъемами, не выровненными относительно друг друга, останутся незамеченными во время тестирования волоконно-оптического канала.

      Рост скорости передачи данных ведет к существенному сокращению допустимого бюджета потерь в Канале (для 10G всего 2,6 дБ для Канала), поэтому точность измерения вносимых потерь принимает все более важное значение. Если рассчитать бюджет потерь для «постоянной линии» средней длины в ЦОД (около 30 метров), то он составит всего 0,7 дБ. Новые сетевые технологии требуют более точных и вопроизводимых результатов тестирования многомодовых соединений от оптических тестеров (LSPM) и оптических модулей к кабельным анализаторам (OLTS). Поэтому эксперты и специалисты приняли решение, что усиление требований к условиям ввода оптического сигнала в многомодовое волокно необходимо. Последнее предложение по стандартизации условий ввода — Encircled Flux, нацелено на улучшение всех других известных методов (модовые фильтры, CPR, MPD и т.д.).

      Encircled Flux (EF) обеспечивает улучшение условий ввода оптического сигнала в многомодовое волокно при использовании светодиодного или лазерного источника. Условия ввода контролируются за счет использования шаблона, который регламентирует нижний и верхние пределы, таким образом, обеспечивая контролируемый ввод оптического сигнала в волокно. Параметр EF — это выраженная в процентах мощность оптического сигнала в зависимости от радиуса сердцевины многомодового волокна при передаче света в многомодовое волокно передатчиком.

      Параметр EF измеряется в лаборатории с помощью специального прибора, который оценивает условия ввода света на срезе эталонного тестового шнура. Если производители оптических тестеров будут следовать требованиям стандарта, что это позволит сократить разброс результатов тестирования до уровня +/- 10% от истинного значения вносимых потерь в данном волоконно-оптическом Канале. Это большой прорыв по сравнению с предыдущими стандартами. Источники оптического сигнала, используемые в лабораторном оборудовании, с легкостью обеспечат контролируемый ввод сигнала в волокно, и EF не выйдет за пределы шаблона. Все что для этого надо — новый эталонный тестовый шнур соответствующего диаметра и модовый фильтр (мандрель).

Однако для приборов, используемых в полевых условиях, это сделать не так просто. Это связано с рядом факторов и рядом ограничений при производстве источников. Во-первых, из-за нестабильности условий ввода светового сигнала в волокно. Сложно предположить по каким модам он будет распространяться. Во-вторых, из-за нестабильности источника излучения на пике волны. В-третьих, из-за различий в оборудовании, с помощью которого оценивают EF источника. В-четвертых, различий в модовых фильтрах разных производителей.

     EF источника измеряется в лабораториях производителей с помощью специализированного лабораторного прибора, который позволяет оценить распределение мощности для разных мод в пределах сердцевины многомодового волокна. Источник с помощью эталонного тестового шнура подключается к прибору и используя видео и программное обеспечение осуществляется оценка источника и попадание измеренного EF в допустимый шаблон по всему радиусу сердцевины (см пример шаблона выше).        Стандарты TIA и IEC содержат разделы, которые описывают требования к параметру EF — TSB-178 и стандарт IEC 61280-4-1 были опубликованы в 2009 году.

 Выводы

• Параметр Encircled Flux позволит обеспечить воспроизводимость результатов при тестировании многомодовых волоконно-оптических соединений, используемых для передачи высокоскоростных приложений (1 Гиг/сек и выше).
• При соблюдении производителями тестового оборудования требований новых стандартов позволят добиться точности измерений и отклонений в пределах 10% от истинного значения вносимых потерь в Канале.
• Последнее предложение по стандартизации условий ввода — Encircled Flux, нацелено на улучшение всех других известных методов (модовые фильтры, CPR, MPD и т.д.), которые существовали до ввода параметра EF.
• При выборе тестевых приборов обращайте внимание на соответствие EF и уровень точности при измерении вносимых потерь в волокне.

Удачи в тестировании и выборе тестового оборудования.