База знаний · Измерение
Возвратные потери (ORL): что это за число и почему у всех оно разное
ORL показывает, сколько света вернулось назад к источнику со всей линии сразу. Одно число на всю трассу, и считают его по-разному: на одном и том же файле два прибора дадут разные значения, и оба будут правы по-своему.
Возвратные потери линии не то же самое, что отражение отдельного события: отражение принадлежит одному разъёму или сварке и стоит в строке таблицы, ORL суммирует всё вернувшееся вместе с рассеянием самого волокна.
На этой странице
Откуда берётся свет, который вернулся
В ORL входит и отражённый свет, и рассеянный, а сколько его набирается, зависит ещё и от длины линии.
Отражение от торцов
Френелевское отражение на переходе через границу сред: разъёмы с воздушным зазором, механические соединения, открытый торец, трещина. Это самая крупная и самая исправимая часть: ради неё в чувствительных линиях ставят разъёмы с косой полировкой.
Рассеяние в волокне
Рэлеевское рассеяние принадлежит самому волокну и дефектом не является. Часть рассеянного света идёт назад к источнику и попадает в ORL по всей длине линии.
Длина линии
Чем длиннее волокно, тем больше рассеянного света вернулось, отсюда и расхождение чисел. ORL принадлежит линии целиком, а не отдельному компоненту, и переносить его с одного пролёта на другой нельзя.
Почему число зависит от того, чем меряли
Возвратные потери меряют двумя разными приборами. Рефлектометр разбирает вернувшийся свет по времени и различает, откуда он пришёл. Измеритель ORL (OCWR, часто в составе оптического тестера) светит постоянным сигналом и меряет только сумму, зато меряет её напрямую, но не отличает отражение от рассеяния и требует, чтобы дальний конец линии был погашен. Это два разных измерения одной величины, и совпадать они не обязаны.
У самого рефлектометра число выводится из кривой, а не измеряется. В расчёт входят коэффициент обратного рассеяния волокна, взятый из настроек прибора, участок, по которому считали, и точка, от которой отсчитывают. Ни одно из трёх файл не записывает, записывается только итог. Поэтому у разных производителей на одном пролёте получаются разные значения: арифметика у них одна, а расходится соглашение о том, что считать линией.
Сам коэффициент обратного рассеяния относится к настройкам прибора, а не к постоянным волокна: производитель прямо пишет, что задаёт его оператор и что хранится он отдельно для каждой длины волны. В файлах это видно: на 1310 нм приборы записывают одно значение, а на 1550 нм меньшее на пару децибел. Но подобрать этой ручкой чужое число не выйдет. По всему нашему корпусу коэффициент держится около −80 дБ и расходится между производителями на считаные децибелы, тогда как сами числа ORL на одном пролёте расходятся на десятки.
Сравнивать ORL имеет смысл с числом, полученным тем же способом: рефлектометрическое с рефлектометрическим, измеренное тестером с измеренным тестером. Расхождение между двумя способами на одной линии не означает ошибки ни у одного из них. И сравнивать имеет смысл линии сопоставимой длины: на короткой главный вклад даёт отражение на дальнем конце, а с длиной оно затухает по дороге обратно, и примерно за сорока километрами ORL определяется уже одним рассеянием, а оконцована линия или нет, разницы почти не остаётся.
Участок выбирает человек
В руководстве к рефлектометру ORL меряют так же вручную, как расстояние между двумя точками: оператор ставит один маркер в начале волокна, второй в конце пролёта, и прибор печатает возвратные потери между ними. Значит, участок задаёт тот, кто мерил. В файл записывается только итог, без границ, по которым он получен.
Рядом в том же руководстве стоит замер отражения одного события, и устроен он иначе: маркер слева на фронте всплеска, маркер справа на его вершине. Отражение принадлежит одному стыку, а ORL суммирует весь выбранный участок, и сравнивать их между собой не с чем. Записывают отражение отрицательным числом, и читается оно не так, как кажется на первый взгляд: чем число дальше от нуля, тем слабее отразило. У возвратных потерь знак в протоколе положительный, а правило то же: дальше от нуля значит лучше.
У того же прибора возвратные потери считаются сразу двумя способами, поэтому числа расходятся ещё до всякой арифметики. Первый ручной, между маркерами A и B. Второй берёт пролёт целиком, и вот там граница плавает: считать будут либо от начала до конца пролёта, либо по всей длине волокна, смотря включены ли начало и конец в сам пролёт. Стоит поменять одну эту настройку, и то же волокно даст другое число. Там же сказано, что при включённых концах их потери и отражения входят и в проверку по порогам, так что от настройки зависит и число, и вердикт по нему.
У нас отрезок оператор не выбирает. Расчёт по таблице прибора держится маркеров пролёта, если прибор их записал, а расчёт по кривой идёт от начала записи до конца волокна. Начало можно сдвинуть одним способом: поставить курсор A, и возвратные потери посчитаются от него. Прибор считал по отрезку, который назвал оператор, и уже поэтому два числа расходятся, даже когда всё остальное совпало. Это ещё одна причина показывать наш расчёт только там, где прибор своего числа не записал, и не ставить его под одной подписью с приборным.
Что показываем мы
Если прибор записал ORL в файл, в итогах стоит его число, и подписано оно прибором. Если не записал, в экспериментальном режиме появляется наш расчёт с подписью «расчёт»: это наша величина, а не замена приборной, и рядом с приборной под одной подписью она не встаёт. Считаем мы его одним из двух способов, и способ выбирает сам файл. Если прибор записал таблицу событий хотя бы с тремя участками волокна, расчёт идёт по этой таблице: рассеяние каждого участка и отражение каждого события, ослабленные потерями на пути туда и обратно. Если участков меньше, расчёт идёт по кривой: по такой короткой карте он с прибором сходится хуже, а таблица из одного начала и конца линии значит, что свою карту прибор в файл не записал вовсе. Обоим способам нужен коэффициент обратного рассеяния из файла; где его нет, расчёта не будет: правдоподобное значение для силикатного волокна мы не подставляем.
Значений нормы в приложении нет: ни для ORL, ни для чего-либо ещё. Требования к возвратным потерям задаёт проект и тип системы, и приходят они из документации на объект, а не от нас.
Порядок величин виден по белой книге SENKO об измерении возвратных потерь. Для сети OC-48 на 2,5 Гбит/с она называет минимум 24 дБ, для OC-768 на 40 Гбит/с 30 дБ, а для сети FTTx с видео, где ошибки передачи почти недопустимы, 32 дБ. Какое из этих чисел относится к вашей линии, решает проект.
Дальше
Знак: в формулах ORL часто пишут отрицательным числом, а в приборах и протоколах положительным, как «возвратные потери 45 дБ». Величина одна и та же; чем число больше, тем меньше света вернулось и тем лучше линия.
Источники
- Bernard Lee. Optical Return Loss Measurement. White Paper, SENKO, 2016.
- EXFO. OTDR. Оптический импульсный рефлектометр. Руководство пользователя. Версия 18.0.0.1, 2023.
- VeEX. OTDR Series e-Manual. D07-00-076, Rev. C00.