Рефлектометр для кабельних ліній: характеристики і принцип роботи

Рефлектометр для кабельних ліній: характеристики і принцип роботи

Необхідність у таких приладах, як рефлектометри для кабельних ліній, виникла в той час, коли було здійснено перехід від аналогового зв 'язку до цифрового. Вся справа в тому, що при аналоговому з 'єднанні вважалося, що якщо одна людина чує іншого, то це вже добре, а наявні шуми і тріск на лінії - це неминучість. З цифровим зв 'язком все виявилося не так просто.

Загальний опис цифрового зв 'язку. Якість з "єднання

Основна відмінність цифрової передачі сигналу від аналогової в тому, що вона передає більш чистий звук. Іншими словами, шуми і тріск повинні бути відсутні при розмові. Підвищення вимог до якості зв 'язку призвело до того, що виникла необхідність у перевірці кабелів. Неполадки або будь-які дефекти, що виникають на цих відрізках, різко негативно позначалися на передачі інформації між точками зв 'язку. Саме для того, щоб знаходити ці дефекти, причини їх виникнення і усувати їх, були винайдені такі прилади, як рефлектометри для кабельних ліній.

Основний принцип роботи

Варто сказати відразу про те, що є кілька видів цього приладу. Деякі з моделей призначаються для роботи з кабелями старого зразка. Інші ж застосовуються для перевірки оптоволоконних сполук, які в даний час вважаються одними з кращих, так як сигнал передається по них набагато швидше, а втрати набагато менше.

Отже, основний принцип роботи рефлектометра полягає в наступному. Пристрій підключається безпосередньо до кабелю і посилає по ньому короткий електричний імпульс. Якщо на шляху цього сигналу опиняться якісь дефекти, неоднорідності, неполадки, обрив і т. д., то електричний імпульс відіб 'ється у зворотний бік. Тут важливо зазначити, що характеристика відображеного сигналу буде прямо залежати від того, з якої саме причини він повернувся назад. Тобто можна не тільки встановити наявність дефекту, а й зрозуміти його причину. Рефлектометри для кабельних ліній здатні фіксувати сигнал, що повернувся, вимірювати його параметри, визначати час, через який імпульс повернувся назад. Крім того, він автоматично порівнює показники початкового сигналу і того, який повернувся.

Участь людини в роботі приладу

У характеристики приладу внесені спеціальні програми, які здатні провести аналіз всіх наявних даних і на їх підставі зробити висновок про те, на якій відстані знаходиться дефект і що стало причиною його виникнення. Вся інформація, яку прилад отримує під час роботи, виводиться на дисплей пристрою. Якщо говорити загалом про участь людини, то все, що потрібно - це підключити пристрій до лінії, натиснути кнопку запуску, а після отримання даних ознайомитися з ними. Всю іншу роботу рефлектометр для кабельних ліній виконує в автоматичному режимі. Крім того, застосування таких пристосувань допомагає заздалегідь розуміти причину і місце виникнення дефекту, що дозволяє оперативно реагувати на них.

Які можливості має пристрій

Крім прямого призначення, рефлектометри також можуть використовуватися для того, щоб проводити діагностику кабелю зв 'язку, а також може взаємодіяти з силовими і сигнальними типами кабелю. Дальність дії кожного приладу безпосередньо залежить від його потужності. Основні межі їх роботи знаходяться в районі від 10 до 50 км. Однією з найбільш зручних можливостей сучасних моделей стало те, що вони можуть бути підключені до комп 'ютера. Дана особливість дозволяє зберігати всі отримані дані, а після цього порівнювати їх з результатами, які були визначені раніше. За допомогою цього приладу можна визначити не тільки місце обриву кабелю зв 'язку, але і місце короткого замикання, переплутані пари, паралельні відводи, плаваючі дефекти.

Характеристики пристрою

З основних характеристик, що впливають на роботу приладу, можна виділити такі як переріз жив кабелі, якість дроту, а також спосіб підключення пристрою до лінії зв 'язку. Наприклад, зі збільшенням перерізу жив кабелю, буде зменшуватися загасання, яке зазнає електричного імпульсу, а це означає, що відстань його проходження буде збільшуватися.

Якщо говорити про роботу зі старими кабелями, то у них часто є такі недоліки, як знижений опір ізоляції, а також підвищене загасання. Будь-який з цих мінусів негативно позначиться на робочій відстані пристрою. Ще один важливий момент, що впливає на ту ж характеристику - це спосіб підключення кабельного рефлектометра до дроту. Під 'єднувати пристрій потрібно таким чином, щоб він міг передати максимально можливий за потужністю імпульс. Крім цього, є ще одна характеристика, яка відноситься до фільтрації шумів. Рефлектометр має автоматичну функцію фільтрації. Завдяки цьому у приладу є можливість автоматично позбавлятися від шумів, що заважають роботі.

Приймальні блоки пристрою

Рефлектометри для кабельних ліній розділяються на два види залежно від того, який приймальний блок використовується в конструкції. Найчастіше використовується вузькосмуговий приймальний блок. Використання саме такого пристрою обґрунтовано тим, що він дозволяє застосовувати вузькосмуговий підсилювач, а також АЦП (в результаті цього знижується споживана потужність, а також зменшується вартість приладу). Перед підсилювачем розташовуються такі деталі, як схема вибірки і зберігання. Використання таких схем призвело до того, що з 'явилася можливість застосовувати імпульси з довгою до 2 нс. Однак, як і будь-який інший пристрій, і це має свої мінуси. Недоліком такої схеми стало те, що вона виводить на дисплей рефлектометра перешкоди. Через це застосовувати прилади з такими показниками можна лише на коротких дистанціях.

Широкосмуговий пристрій

Основною характеристикою рефлектометра для кабельних ліній, що використовують в конструкції такий приймальний блок, як широкосмуговий, стало те, що рівень шумів знижується до мінімуму. Ця властивість ідеально підходить для застосування приладу на великі відстані. Ця перевага обумовлена тим, що в збірці приладу відсутні такі схеми вибірки і зберігання, як у вузькосмуговому, а АЦП залишається. Однак застосовувати цей прилад на короткій дистанції не вийде зовсім, оскільки він не підтримує подачу імпульсів малої дальності дії. Основний принцип дії, на якому ґрунтується робота широкосмугового підсилювача - це вимірювання швидкості проходження імпульсу по кабелю до зіткнення з неоднорідністю і назад. Тут варто зазначити, що дана характеристика видається у вигляді коефіцієнта, який підбирається з таблиці. Звідси випливає, що точність роботи рефлектометра цього типу безпосередньо залежить від того, наскільки точно був підібраний коефіцієнт.

Оптичні пристрої

Крім звичайних пристроїв, є також оптичні рефлектометри. Вони мають багато спільного з першим видом приладу, але є і значні відмінності.

Почати розбиратися необхідно з конструкції пристрою. Як і всі інші прилади, він має досить хороший дисплей кольорового типу з хорошою роздільною здатністю, є потужний мікропроцесор, а також акумулятор, який забезпечить тривалу автономну роботу. Природно, що всередині розташовується і сам рефлектометр. Роз 'єми для його підключення розташовуються зверху конструкції і захищаються кришками.

Принцип роботи

Принцип роботи оптичного рефлектометра дещо відрізняється від звичайного, імпульсного зразка. Його робота схожа з дією радара. Під час підключення та запуску приладу у волокно надсилається короткий потужний імпульс світла, який відразу ж починає вимірювати всі відображення, що виникають уздовж дроту. У той момент, коли світловий імпульс доходить до будь-якої неоднорідності, наприклад, зварювання, пошкодження і т. д., він тут же відбивається і повертається назад, де реєструється на фотоприймальнику агрегату. Тут і починаються відмінності від пошуку обриву кабелю звичайним пристроєм. Під час зіткнення повертається не весь імпульс, а лише його частина. Це означає, що зондуючий сигнал, нехай і ослаблений, але все ж продовжує рухатися вперед по кабелю в пошуках неоднорідностей. Таким чином, сигнал слід або до самого обриву, або до кінця дроту, реєструючи всі наявні неполадки.

Характеристики і деталі апарату

Характеристики самого ж приладу, а також його точність залежать від трьох основних елементів, наявних у рефлектометра - це лазер, розгалужувач і приймач. Ці ж деталі забезпечують вимірювання рефлектометром неоднорідностей.

Перший елемент конструкції - це лазерний світлодіод. Саме він відповідає за формування коротких імпульсів зондуючого типу. Найчастіше довжина цих сигналів знаходиться в межах від 5 до 20 нс. Тут варто зазначити, що для кожної довжини всередині приладу є свій лазер. Іншими словами, якщо пристрій працює на двох хвилях, то і світлодіодів буде два.

Другий елемент - це розгалужувач. Цей пристрій відповідає за те, щоб сигнал міг вільно надходити в оптоволокно, але не пускає його відразу ж у приймач. Крім того, саме через цей пристрій буде проходити сигнал, відображений від неоднорідності всередині кабелю.

Останній елемент - це чутливий фотоприймач. Цей пристрій призначений для того, щоб точно визначити і виміряти рівень, а також затримку за часом всіх відображень, що надійшли. Фіксація та вимірювання будуть поширюватися на всі сигнали, які будуть відображені по ходу проходження сигналу. Від якості іменного цієї деталі залежатимуть такі найважливіші характеристики пристрою, як: динамічний діапазон і мертва зона. До того ж якість цього елемента буде також сильно позначатися на точності, що проводяться вимірювань.

Базові параметри оптичного агрегату

Діапазон змін сигналу коливається залежно від чотирьох базових параметрів, які є у даного приладу.

Перша з них - це довжина хвилі. Дане налаштування є найбільш простим і практично завжди воно налаштоване на довжину хвилі 1310 і 1550 нм. Це якщо говорити про одномід. Багатомод же практично завжди працює на таких налаштуваннях, як 850 і 1300 нм. Винятком з цих правил може стати лише той прилад, який працює на PON з трьома довжинами хвиль - 1310, 1490 і 1550 нм. Ось на такі налаштування необхідно орієнтуватися при роботі з рефлектометром.

Друге налаштування - це відстань вимірювання. Під час роботи з цим параметром необхідно керуватися одним важливим правилом - на рефлектограмі завжди має бути видно кінець оптичної лінії. Наприклад, якщо кабель має довжину 500 метрів, то відстань має бути встановлено на 1,25 км. Якщо провід - 4 км, то виставляти відстань потрібно на 5 км. Це необхідно для того, щоб рефлектограма могла в автоматичному режимі оброблятися апаратом.

Третє - це тривалість зондуючих імпульсів. Тривалість імпульсу безпосередньо пов 'язується з такими параметрами, як динамічний діапазон і мертва зона. Зі зменшенням імпульсу поліпшується мертва зона, а значить посилюється здатність приладу розрізняти ті неоднорідності, які розташовані на близькій відстані.

Четверте налаштування - це час вимірювання. Чим більше часу буде виділено на роботу, тим якісніше вийде рефлектограма, а також буде значно зменшено кількість шумів.