OTDR-målinger med ulike fibertyper

Når man måler med en OTDR sendes det ut en lyspuls som man så måler tilbakerefleksjonen fra. Det er nemlig omtrent 0.0001% av lyset man sender gjennom en fiber som blir reflektert tilbake via det som kalles Rayleigh-spredning. Men akkurat hvor mye som blir spredt tilbake avhenger blant annet av modefeltdiametern (MFD) til lyset i fiberen. MFD kan litt forenklet tenkes på som kjernediameteren i fiberen.

Loser/gainer

Jo mindre MFD jo mer konsentrert er lyset samlet i kjernen og jo mer tilbakespredning blir det. Så om man måler med en OTDR gjennom en skjøt fra større til mindre MFD vil det plutselig komme mer lys tilbake etter skjøten, og det ser ut som den har negativt tap. Dette kalles en gainer:

I motsatt retning vil man derimot få en mindre del av lyspulsen i retur etter skjøten og det ser dermed ut som den har unormalt mye tap. Dette kalles en loser:

Det reelle tapet på grunn av ulik MFD i dette eksempelet er 0,013 dB, noe som vil avsløres av å måle i begge retninger. Siden dette er en av de vanligste feilkildene i OTDR-målinger har de aller fleste OTDR'er mulighet til å sammenstille bidireksjonelle målinger og dermed regne ut mer presise dempingsverdier.

MFD i ulike fibertyper

Alle de vanligste fiberstandardene som ITU-T G.652.D og G.657.A1/A2 spesifiserer at MFD skal være mellom 8,6 og 9,2 μm for bølgelengde 1310 nm. Det vanligste er at G.652.D og G.657.A1 ligger i den øvre delen av dette mens G.657.A2 ligger i den nedre delen. Så man må være spesielt påpasselig å måle i begge retninger om man skal ha en overgang fra eller til G.657.A2.

Men både standardene og fiberprodusentene angir et slingringsmonn på +/- 0,4 μm ut fra middelverdien, så man kan også få betydelige loser/gainer-utslag selv ved bruk av nøyaktig samme fibertype men fra ulike batcher.

Den eneste gangen man er sikker på å ha samme MFD gjennom en skjøt er egentlig når man reparerer en skadet fiber. De fleste internasjonale standarder (for eksempel ITU-T G.650.3) advarer derfor mot bruk av unidireksjonelle OTDR-målinger for dempingsmåling av en link og anbefaler i stedet at man bruker lyskilde og effektmeter. Men en bidireksjonell OTDR-måling kan gi gode resultater spesielt for enkelthendelser på en link.

Beregning av loser/gainer

Hvor stort utslaget blir når det gjelder loser/gainer kan regnes ut om man vet MFD for de to fibertypene man ser på. Det reelle tapet når man går fra en fiber med MFD₁ til en med MFD₂ blir:

Mens feilen i OTDR-målingen blir:

Tapet man måler blir summen av disse to, og dette kan altså bli et tilsynelatende negativt tap hvis MFD₁ > MFD₂.

Her kan du endre verdiene for MFD₁ og MFD₂ og se hvilke resultater du får:

Fra MFD [μm]:  9.3

Til MFD [μm]:  8.8

Reelt tap [dB]:  0.013

OTDR-feil [dB]:  -0.24

Målt tap [dB]:  -0.227 (altså gainer)

Corning har en grundig veiledning i OTDR-måling av singelmodus fiber. 

(Her viser de også konkrete eksempler på MFD-forskjeller i ulike batcher av samme type fiber.)

De har også laget et lite White Paper som forklarer mer matematisk hva MFD er.

The Fiber Optic Association (FOA) har en fin oversikt over de viktigste aspektene rundt OTDR-målinger.

Og så har presidenten i FOA skrevet en litt mer utførlig artikkel om hvordan gainere oppstår.