Необходимость в таких приборах, как рефлектометры для кабельных линий, возникла в то время, когда был осуществлен переход от аналоговой связи к цифровой. Все дело в том, что при аналоговом соединении считалось, что если один человек слышит другого, то это уже хорошо, а имеющиеся шумы и треск на линии - это неизбежность. С цифровой связью все оказалось не так просто.
Общее описание цифровой связи. Качество соединения
Основное отличие цифровой передачи сигнала от аналоговой в том, что она передает более чистый звук. Другими словами, шумы и треск должны отсутствовать при разговоре. Повышение требований к качеству связи привело к тому, что возникла необходимость в проверке кабелей. Неполадки или любые дефекты, возникающие на этих отрезках, резко негативно сказывались на передаче информации между точками связи. Именно для того, чтобы находить эти дефекты, причины их возникновения и устранять их, были изобретены такие приборы, как рефлектометры для кабельных линий.
Основной принцип работы
Стоит сказать сразу о том, что имеется несколько видов этого прибора. Некоторые из моделей предназначаются для работы с кабелями старого образца. Другие же применяются для проверки оптоволоконных соединений, которые в настоящее время считаются одними из лучших, так как сигнал передается по ним гораздо быстрее, а потери намного меньше.
Итак, основной принцип работы рефлектометра заключается в следующем. Устройство подключается непосредственно к кабелю и посылает по нему короткий электрический импульс. Если на пути этого сигнала окажутся какие-либо дефекты, неоднородности, неполадки, обрыв и т. д., то электрический импульс отразится в обратную сторону. Здесь важно отметить, что характеристика отраженного сигнала будет напрямую зависеть от того, по какой именно причине он вернулся обратно. То есть можно не только установить наличие дефекта, но и понять его причину. Рефлектометры для кабельных линий способны фиксировать вернувшийся сигнал, измерять его параметры, определять время, спустя которое импульс вернулся обратно. Кроме того, он автоматически сравнивает показатели изначального сигнала и того, который вернулся.
Участие человека в работе прибора
В характеристики прибора внесены специальные программы, которые способны провести анализ всех имеющихся данных и на их основании сделать вывод о том, на каком расстоянии находится дефект и что стало причиной его возникновения. Вся информация, которую прибор получает во время работы, выводится на дисплей устройства. Если говорить в общем об участии человека, то все, что требуется - это подключить устройство к линии, нажать кнопку запуска, а после получения данных ознакомиться с ними. Всю остальную работу рефлектометр для кабельных линий выполняет в автоматическом режиме. Кроме того, применение таких приспособлений помогает заранее понимать причину и место возникновения дефекта, что позволяет оперативно реагировать на них.
Какими возможностями обладает устройство
Кроме прямого предназначения, рефлектометры также могут использоваться для того, чтобы проводить диагностику кабеля связи, а также может взаимодействовать с силовыми и сигнальными типами кабеля. Дальность действия каждого прибора напрямую зависит от его мощности. Основные пределы их работы находятся в районе от 10 до 50 км. Одной из наиболее удобных возможностей современных моделей стало то, что они могут быть подключены к компьютеру. Данная особенность позволяет сохранять все полученные данные, а после этого сравнивать их с результатами, которые были определены ранее. При помощи этого прибора можно определить не только место обрыва кабеля связи, но и место короткого замыкания, перепутанные пары, параллельные отводы, плавающие дефекты.
Характеристики устройства
Из основных характеристик, влияющих на работу прибора, можно выделить такие как сечение жил кабеля, качество провода, а также способ подключения устройства к линии связи. К примеру, с увеличением сечения жил кабеля, будет уменьшаться затухание, которое претерпевает электрический импульс, а это значит, что расстояние его прохождения будет увеличиваться.
Если говорить о работе со старыми кабелями, то у них часто имеются такие недостатки, как пониженное сопротивление изоляции, а также повышенное затухание. Любой из этих минусов негативно скажется на рабочем расстоянии устройства. Еще один важный момент, влияющий на ту же характеристику - это способ подключения кабельного рефлектометра к проводу. Подсоединять устройство нужно таким образом, чтобы он мог передать максимально возможный по мощности импульс. Кроме этого, имеется еще одна характеристика, которая относится к фильтрации шумов. Рефлектометр имеет автоматическую функцию фильтрации. Благодаря этому у прибора наличествует возможность автоматически избавляться от шумов, мешающих работе.
Приемные блоки устройства
Рефлектометры для кабельных линий разделяются на два вида в зависимости от того, какой приемный блок используется в конструкции. Чаще всего используется узкополосный приемный блок. Использование именно такого устройства обосновано тем, что он позволяет применять узкополосный усилитель, а также АЦП (в результате этого снижается потребляемая мощность, а также уменьшается стоимость прибора). Перед усилителем располагаются такие детали, как схема выборки и хранения. Использование таких схем привело к тому, что появилась возможность применять импульсы с длинной до 2 нс. Однако, как и любое другое устройство, и это имеет свои минусы. Недостатком такой схемы стало то, что она выводит на дисплей рефлектометра помехи. Из-за этого применять приборы с такими показателями можно лишь на коротких дистанциях.
Широкополосное устройство
Основной характеристикой рефлектометра для кабельных линий, использующих в конструкции такой приемный блок, как широкополосный, стало то, что уровень шумов снижается до минимума. Это свойство идеально подходит для применения прибора на большие расстояния. Это преимущество обусловлено тем, что в сборке прибора отсутствуют такие схемы выборки и хранения, как в узкополосном, а АЦП остается. Однако применять этот прибор на короткой дистанции не выйдет вовсе, так как он не поддерживает подачу импульсов малой дальности действия. Основной принцип действия, на котором основывается работа широкополосного усилителя - это измерение скорости прохождения импульса по кабелю до столкновения с неоднородностью и обратно. Тут стоит отметить, что данная характеристика представляется в виде коэффициента, который подбирается из таблицы. Отсюда следует, что точность работы рефлектометра этого типа напрямую зависит от того, насколько точно был подобран коэффициент.
Оптические устройства
Кроме обычных устройств, имеются также оптические рефлектометры. Они имеют много общего с первым видом прибора, но есть и значительные отличия.
Начать разбираться необходимо с конструкции устройства. Как и все остальные приборы, он имеет достаточно хороший дисплей цветного типа с хорошим разрешением, есть мощный микропроцессор, а также аккумулятор, который обеспечит длительную автономную работу. Естественно, что внутри располагается и сам рефлектометр. Разъемы для его подключения располагаются сверху конструкции и защищаются крышками.
Принцип работы
Принцип работы оптического рефлектометра несколько отличается от обычного, импульсного образца. Его работа схожа с действием радара. При подключении и запуске прибора в волокно посылается короткий мощный импульс света, который сразу же начинает измерять все отражения, возникающие вдоль провода. В тот момент, когда световой импульс доходит до какой-либо неоднородности, к примеру, сварке, повреждению и т. д., он тут же отражается и возвращается обратно, где регистрируется на фотоприемнике агрегата. Здесь и начинаются отличия от поиска обрыва кабеля обычным устройством. Во время столкновения возвращается не весь импульс, а лишь его часть. Это означает, что зондирующий сигнал, пусть и ослабленный, но все же продолжает двигаться вперед по кабелю в поисках неоднородностей. Таким образом, сигнал следует либо до самого обрыва, либо до конца провода, регистрируя все имеющиеся неполадки.
Характеристики и детали аппарата
Характеристики самого же прибора, а также его точность зависят от трех основных элементов, имеющихся у рефлектометра - это лазер, разветвитель и приемник. Эти же детали обеспечивают измерение рефлектометром неоднородностей.
Первый элемент конструкции - это лазерный светодиод. Именно он отвечает за формирование коротких импульсов зондирующего типа. Чаще всего длина этих сигналов находится в пределах от 5 до 20 нс. Тут стоит отметить, что для каждой длины внутри прибора имеется свой лазер. Другими словами, если устройство работает на двух волнах, то и светодиодов будет два.
Второй элемент - это разветвитель. Это устройство отвечает за то, чтобы сигнал мог свободно поступать в оптоволокно, но не пускает его сразу же в приемник. Кроме того, именно через это устройство будет проходить сигнал, отраженный от неоднородности внутри кабеля.
Последний элемент - это чувствительный фотоприемник. Это устройство предназначено для того, чтобы точно определить и измерить уровень, а также задержку по времени всех поступивших отражений. Фиксация и измерения будут распространяться на все сигналы, которые будут отражены по ходу прохождения сигнала. От качества именного этой детали будут зависеть такие важнейшие характеристики устройства, как: динамический диапазон и мертвая зона. К тому же качество этого элемента будет также сильно сказываться на точности, проводимых измерений.
Базовые настройки оптического агрегата
Диапазон изменений сигнала колеблется в зависимости от четырех базовых настроек, которые имеются у данного прибора.
Первая из них - это длина волны. Данная настройка является наиболее простой и практически всегда она настроена на длину волны 1310 и 1550 нм. Это если говорить об одномоде. Многомод же практически всегда работает на таких настройках, как 850 и 1300 нм. Исключением из этих правил может стать лишь тот прибор, который работает на PON с тремя длинами волн - 1310, 1490 и 1550 нм. Вот на такие настройки необходимо ориентироваться при работе с рефлектометром.
Вторая настройка - это измеряемое расстояние. При работе с данным параметром необходимо руководствоваться одним важным правилом - на рефлектограмме всегда должен быть виден конец оптической линии. К примеру, если кабель имеет длину 500 метров, то расстояние должно быть установлено на 1,25 км. Если провод - 4 км, то выставлять расстояние нужно на 5 км. Это необходимо для того, чтобы рефлектограмма могла в автоматическом режиме обрабатываться аппаратом.
Третье - это длительность зондирующих импульсов. Длительность импульса напрямую связывается с такими параметрами, как динамический диапазон и мертвая зона. С уменьшением импульса улучшается мертвая зона, а значит усиливается способность прибора различать те неоднородности, которые расположены на близком расстоянии.
Четвертая настройка - это время измерения. Чем больше времени будет выделено на работу, тем качественнее получится рефлектограмма, а также будет значительно уменьшено количество шумов.
