Тестирование и проверка ВОЛС: методы и нормативы

Почему нельзя пропускать тестирование ВОЛС

Оптическое волокно передаёт данные со скоростью, недоступной для медных линий. Но эта скорость достигается только при условии, что линия смонтирована без дефектов: сварные швы чистые, кабель не пережат, разъёмы отполированы. Тестирование волс после монтажа позволяет зафиксировать реальные параметры тракта и убедиться, что они соответствуют проекту. Компании, выполняющие монтаж скс, включают тестирование оптических линий в обязательный состав работ - без него линию невозможно сдать заказчику.

Проверка ВОЛС - это не формальность. На практике 10-15% вновь смонтированных линий имеют дефекты, которые не видны визуально: повышенные потери в отдельных швах, микроизгибы в муфтах, загрязнённые торцы разъёмов. Все эти проблемы обнаруживаются только приборными методами и устраняются до ввода линии в эксплуатацию.

Три уровня проверки оптической линии

Стандарты ISO/IEC 14763-3 и TIA-568 описывают три уровня тестирования ВОЛС. Каждый следующий включает предыдущий и добавляет более детальные измерения.

Уровень 1: визуальный контроль и базовые проверки

Минимальный набор проверок, который выполняется на каждом объекте:

• Осмотр трассы. Проверяется маршрут прокладки кабеля, соблюдение минимального радиуса изгиба (для стандартного одномодового кабеля - не менее 15 диаметров наружной оболочки), отсутствие видимых повреждений.
• Проверка маркировки. Все порты в кроссах и муфты на трассе маркируются согласно проектной документации. Маркировка сверяется со схемой.
• Инспекция торцов. Торцы всех разъёмов осматриваются под видеомикроскопом. Стандарт IEC 61300-3-35 определяет допустимые зоны дефектов: царапины шириной до 3 мкм допускаются в зоне оболочки, но не в зоне сердечника.
• Визуальный локатор (VFL). Прибор с красным лазером (650 нм) подключается к волокну. Свечение прослеживается по трассе - видно, где кабель проложен, и обнаруживаются грубые дефекты: обрывы, сильные изгибы (красный свет «просвечивает» через оболочку).

Уровень 2: измерение вносимых потерь (Tier 1)

Основной метод приёмо-сдаточных измерений. Выполняется с помощью оптического тестера - комплекта из источника излучения и измерителя мощности (OLTS - Optical Loss Test Set).

Порядок измерений по стандарту IEC 61280-4-2:

• Калибровка прибора: установка эталонного уровня с использованием одной или двух компенсационных катушек (методы 1-jump, 2-jump или 3-jump reference).
• Подключение измеряемой линии между источником и приёмником.
• Измерение вносимых потерь на двух длинах волн: 1310/1550 нм (SM) или 850/1300 нм (MM).
• Фиксация результата: потери в дБ по каждому волокну на каждой длине волны.

Результат сравнивается с расчётным бюджетом потерь. Если измеренное затухание не превышает бюджет - линия проходит тест. Метод прост, точен и быстр, но не позволяет локализовать место дефекта.

Уровень 3: рефлектометрия (Tier 2)

Самый информативный метод. Рефлектометр (OTDR) строит графическую карту всей линии - рефлектограмму. На ней видно каждое событие: сварку, разъём, изгиб, обрыв. Для каждого события указываются расстояние от прибора и величина потерь.

Рефлектометрия обязательна при:

• сертификации магистральных линий длиной более 300 м;
• наличии промежуточных муфт (для оценки качества каждого сварного соединения);
• диагностике неисправностей (для определения расстояния до повреждения);
• приёмке линий для операторов связи (требование типовых технических условий).

Рефлектограммы снимаются с обоих концов линии на двух длинах волн. Итого на одно волокно приходится 4 рефлектограммы. Для кабеля на 48 волокон это 192 рефлектограммы - объём работ значительный, но только такой подход гарантирует полноту проверки.

Нормативная база для тестирования ВОЛС

В России и за рубежом действует ряд стандартов, определяющих требования к измерениям оптических линий:

• ГОСТ Р 53246-2008. Российский стандарт на проектирование и монтаж СКС. Содержит требования к параметрам оптических каналов и методам их проверки.
• ISO/IEC 14763-3. Международный стандарт на тестирование оптических кабельных систем. Определяет три уровня проверки и процедуры измерений.
• IEC 61280-4-2. Стандарт на методы измерения вносимых потерь многоволоконных кабельных сборок.
• TIA-568. Американский стандарт телекоммуникационной инфраструктуры. Раздел TIA-568.3-D определяет требования к оптическим компонентам.
• IEC 61300-3-35. Стандарт на визуальную инспекцию торцов волоконно-оптических разъёмов.

Допустимые значения потерь

Нормы зависят от типа волокна, длины волны и класса соединения:

• Затухание в одномодовом кабеле: не более 1,0 дБ/км на 1310 нм, не более 1,0 дБ/км на 1550 нм (для внутриобъектового кабеля); 0,35 дБ/км на 1310 нм, 0,22 дБ/км на 1550 нм (для магистрального).
• Потери в сварном соединении: не более 0,3 дБ (максимум), типичное значение 0,02-0,1 дБ.
• Потери в разъёмном соединении: не более 0,5 дБ (для пары разъёмов), типичное значение 0,2-0,3 дБ.
• Обратное отражение на разъёме: не более -35 дБ для PC, не более -50 дБ для UPC, не более -65 дБ для APC.

Оборудование для проверки ВОЛС

Набор приборов зависит от уровня тестирования и задачи. Ниже перечислены основные инструменты.

• Визуальный локатор повреждений (VFL). Простейший прибор - красный лазер, подключаемый к волокну через стандартный разъём. Обнаруживает обрывы и грубые изгибы на расстоянии до 5 км. Незаменим при поиске повреждения в пределах здания.
• Оптический тестер (OLTS). Комплект «источник + измеритель мощности». Модели: Fluke Networks CertiFiber Pro, EXFO FOT-930, Viavi FIT-S105. Измеряет вносимые потери и обратные потери. Время одного измерения - 3-5 секунд.
• Оптический рефлектометр (OTDR). Модели: Yokogawa AQ7280, EXFO FTB-730C, Viavi MTS-2000. Строит рефлектограмму всей линии. Время одного измерения - 30-180 секунд в зависимости от длины трассы и требуемой точности.
• Видеомикроскоп. Увеличение 200-400x для инспекции торцов разъёмов. Позволяет обнаружить загрязнения, царапины и сколы до начала измерений.

Порядок тестирования на объекте

Процедура проверки ВОЛС на реальном объекте включает несколько этапов, каждый из которых документируется.

Подготовка

Инженер получает проектную документацию: схему трассы, спецификацию кабеля, расчёт бюджета потерь. Проверяет комплектность оборудования, заряд аккумуляторов приборов, наличие компенсационных катушек и чистящих материалов. Все разъёмы в кроссах осматриваются и очищаются.

Измерения

На каждом волокне последовательно выполняются: визуальная проверка VFL (прохождение света от начала до конца), измерение вносимых потерь тестером на двух длинах волн, рефлектометрия с обоих концов на двух длинах волн. Результаты записываются в память приборов с идентификатором волокна.

Анализ результатов

После завершения измерений инженер сравнивает результаты с нормативами и проектным бюджетом потерь. Если какое-то волокно не проходит - определяется причина: повышенные потери в конкретном шве, загрязнённый разъём, изгиб на участке трассы.

Устранение дефектов

Монтажная бригада исправляет выявленные проблемы: пересваривает дефектный шов, очищает или заменяет разъём, исправляет укладку кабеля. После каждого исправления волокно тестируется повторно.

Оформление протокола

По итогам формируется пакет документов: протокол измерений вносимых потерь (таблица с результатами по каждому волокну), альбом рефлектограмм, акт осмотра трассы, заключение о соответствии проектным требованиям. Документация передаётся заказчику и хранится в составе исполнительной документации объекта.

Распространённые дефекты и методы их обнаружения

Систематизируем типичные проблемы, выявляемые при проверке оптических линий:

• Загрязнение торцов разъёмов. Метод обнаружения: видеомикроскоп. Проявление: повышенные вносимые потери и обратное отражение. Решение: очистка безворсовой салфеткой или кассетным очистителем.
• Некачественная сварка. Метод: рефлектометрия. Проявление: повышенные потери в шве (более 0,3 дБ). Решение: повторная сварка с предварительной очисткой и скалыванием волокон.
• Макроизгиб кабеля. Метод: сравнение рефлектограмм на 1310 и 1550 нм. Проявление: повышенные потери на 1550 нм на конкретном участке. Решение: перекладка кабеля с соблюдением минимального радиуса изгиба.
• Обрыв волокна. Метод: VFL или рефлектометрия. Проявление: полное отсутствие сигнала или резкий обрыв на рефлектограмме. Решение: вскрытие кабеля в месте повреждения и монтаж ремонтной муфты.
• Несоответствие типов волокон. Метод: рефлектометрия с двух сторон. Проявление: «усиление» сигнала на сварном шве при измерении с одного направления (из-за разницы диаметров сердечников). Решение: замена сегмента кабеля на волокно того же типа.

Тестирование ВОЛС - процесс трудоёмкий, особенно на объектах с десятками волокон и несколькими промежуточными муфтами. Но именно оно гарантирует, что смонтированная линия будет работать стабильно и предсказуемо на протяжении всего срока эксплуатации.