OTDR

OTDR Sistemas de transmisión por Fibra Optica

INTRODUCCION Un OTDR es un reflectómetro óptico en el dominio tiempo. Es un instrumento de medición que envía pulsos de luz, a la longitud de onda deseada (ejemplo 3ra ventana:1550 nm), para luego medir sus “ecos”, o el el tiempo que tarda en recibir una reflexión producida a lo largo de la FO. Estos resultados, luego de ser promediadas las muestras tomadas, se grafican en una pantalla donde se muestra el nivel de señal en función de la distancia. Luego se podrán medir atenuaciones de los diferentes tramos, atenuación de empalmes y conectores, atenuación entre dos puntos, etc. El OTDR aprovecha los fenómenos presentes en la F.O. para analizar y entregar un resumen detallado de d e la situación. Sistemas de transmisión por Fibra Optica

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

El OTDR aprovecha 2 cualidades de la fibra: 

EPARCIMIENTO DE RAYLEIGH

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REFLECION DE FRESNEL

Sistemas de transmisión por Fibra Optica

ESPARCIMIENTO DE RAYLEIGH

Debido a que el material de las fibras no es homogéneo y al estar sus partículas distribuidas aleatoriamente la luz tiende a dispersarse en todas direcciones


ESPARCIMIENTO DE RAYLEIGH

Es de gran importancia tener claro el largo de onda a utilizar en el momento de la exploración; ya que como vemos, obtendremos resultados diferentes en cada ventana de operación, debido a las distintas atenuaciones en cada una de ellas. Sistemas de transmisión por Fibra Optica

REFLECION DE FRESNEL 

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Ocurre cuando hay un cambio en el índice de refracción de la fibra La potencia reflejada esta dada por la siguiente formula: 2

      

      

      

      

n -n P = 1 2 RET 2 n +n 1 2


DIAGRAMA DE BLOQUES DE UN OTDR 

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El generador de pulsos alimenta al diodo láser, que convierte señal eléctrica a luz. La función del acoplador es separar la señal enviada de la señal devuelta. La señal que pasa por el acoplador alimenta al fotodiodo, el cual convierte la señal óptica a eléctrica. Posteriormente se realiza la conversión analógica a digital de la señal. Finalmente, luego del procesamiento digital el resultado es enviado a pantalla.


INTERPRETANDO UN OTDR

Esta es la pantalla típica que se ve en un OTDR, en esta se nos muestran las distintas atenuaciones que sufre la fibra a lo largo de su recorrido. Sistemas de transmisión por Fibra Optica

ESPECIFICACIONES DEL OTDR 

RANGO DINAMICO

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ZONA MUERTA

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RESOLUCION

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PRECISION

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LONGITUD DE ONDA Sistemas de transmisión por Fibra Optica

RANGO DINÁMICO Determina la longitud máxima observable de la fibra y por lo tanto la capacidad del OTDR para analizar alguna conexión. La figura superior muestra un rastro obtenido en 180 segundos con un OTDR de rango dinámico bajo. La figura de más bajo muestra un rastro obtenido en 10 segundos con un rango dinámico alto


ZONA MUERTA

El fotodiodo al recibir un pulso requiere un tiempo para recuperarse de la saturación. El largo de la fibra que no es completamente caracterizado durante el tiempo de recuperación es conocido como zona muerta. Sistemas de transmisión por Fibra Optica

RESOLUCION Es la distancia mínima entre dos puntos de adquisición, mientras menor es esta distancia mayor el número de puntos de adquisición entonces mayor exactitud en la información obtenida. Depende del ancho del pulso .

Existen 3 tipos de resoluciones: 

Resolucion de Despliegue: La resolucion de lectura es la mínima resolucion del valor mostrado. La resolucion de cursor es la mínima distancia o atenuación entre 2 puntos mostrados ( valor típico 6[cm] ó 0.01[dB])

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Resolucion de Perdida: Se define como la mínima diferencia de pérdida entre 2 niveles de ganancia.

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Resolucion de Muestreo: Es la distancia mínima entre 2 niveles de adquisición de datos, entre menor sea esta distancia, mejor será la resolucion . Sistemas de transmisión por Fibra Optica

PRECISION Es la capacidad de la medición de ser comparada con un valor de referencia. 

LINEALIDAD (Precisión de Atenuación) La linealidad del circuito de adquisición determina que tan cercana es la correspondencia entre un nivel óptico y un nivel eléctrico, a través de todo el rango.

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PRECISION DE DISTANCIA La precisión de medición de distancia depende de los siguientes parámetros:

Índice de grupo: El índice de refracción se refiere a un único rayo en la fibra, el índice de grupo se refiere a la velocidad de propagación de todos los pulsos de luz en la fibra. Error de tiempo base: Este se debe a la imprecisión del cuarzo, el que puede variar desde 0.0001 hasta 0.00001 . Para tener una idea del error de distancia, se tiene que multiplicar este valor incierto por la distancia medida. Sistemas de transmisión por Fibra Optica

LONGITUD DE ONDA

La atenuación de fibras ópticas varía con la longitud de onda, y cualquier medición debe ser corregida a la longitud de onda de transmisión o a la longitud de onda central (850, 1310 o 1550 nm) Sistemas de transmisión por Fibra Optica

USANDO UN OTDR

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Adquisición: Existen 3 maneras de configurar un OTDR:

Automática: El usuario simplemente deja que el OTDR se auto-calibre, y acepta los parámetros calculado por este. Semi-automática: Un usuario con mayor experiencia puede dejar que el OTDR se autoconfigure, analice los resultados, y luego cambiar algunos de los parámetros manualmente para optimizar la lectura Manual: Un usuario experimentado puede no elegir la auto-configuración y darse el los parámetros, basado en su experiencia Algunos de los parámetros a modificar son: el rango (distancia), índice de refracción, ancho del pulso, longitud de onda, etc. Sistemas de transmisión por Fibra Optica

USANDO UN OTDR

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Medición: Eventos reflectivos: Ocurren cuando hay una discontinuidad en la fibra y ocurre un cambio abrupto en el índice de refracción de la fibra. Eventos no reflectivos: Cuando no hay discontinuidad, pero existen perdidas. Estos son generalmente empalmes y curvaturas en la fibra.


USANDO UN OTDR

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Medición:

Las siguientes mediciones pueden ser efectuadas por un OTDR: Para cada evento:

perdida reflectancia localización

Para cada sección de la fibra:

largo de la sección perdida de la sección [dB] índice de perdida de la sección[dB/Km] ORL (perdida óptica devuelta)

Para un sistema completo:

largo de la conexión pérdida de la conexión [dB] ORL de la conexión Sistemas de transmisión por Fibra Optica

USANDO UN OTDR 

Anomalías: Fantasmas: Son falsas reflexiones de Fresnel, aparecen por 2 causas: Un evento reflectivo muy grande en la fibra, que ocasiona una gran potencia de retorno hacia el OTDR. Algún rango de valores incorrectos en la adquisición de datos.


USANDO UN OTDR 

Anomalías: Ganancia de Empalme: Esta falsa ganancia sucede cuando se tiene un empalme entre 2 fibras con distinto coeficiente de dispersión o al unir 2 tipos de fibra multimodo distintas


USANDO UN OTDR


RESUMEN

Medir atenuaciones  Verificar continuidad de la fibra  Localización de fallas  Mediciones de un solo extremo de la F.O. 


OTDR

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