Рефлектометр для кабельних ліній: характеристики і принцип роботи

Необхідність в таких приладах, як рефлектометри для кабельних ліній, що виникла в той час, коли був здійснений перехід від аналогового зв'язку на цифрову. 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 з аналогової в тому, що вона передає більш чистий звук. Іншими словами, шуми і тріск повинні бути відсутнім 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 передачу 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 з'єднань, 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 виявляться якісь дефекти, неоднорідності, неполадки, обрив і т. д., то електричний імпульс відіб'ється у зворотний бік. Тут важливо зазначити, що характеристика відбитого сигналу безпосередньо залежати від того, з якої саме причини він повернувся назад. Тобто можна не тільки встановити наявність дефекту, але і зрозуміти його причину. Рефлектометри для кабельних ліній здатні фіксувати повернувся сигнал, вимірювати його параметри, визначати час, через яке імпульс повернувся назад. Крім того, він автоматично порівнює показники початкового сигналу і того, який повернувся.

Участь людини в роботі приладу

В характеристики приладу внесені спеціальні програми, які здатні провести аналіз усіх наявних даних і на їх основі 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 в загальному 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.

Якими можливостями володіє 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 перетин жил кабелю, якість проводу, а також спосіб підключення пристрою до лінії зв'язку. Приміром, зі збільшенням перерізу жил кабелю, буде зменшуватися загасання, яке зазнає електричний імпульс, 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 підвищений загасання. Будь-який з цих мінусів негативно позначиться на робочому відстані пристрою. Ще один важливий момент, який впливає на ту ж характеристику - це спосіб підключення кабельного рефлектометра до дроту. Приєднувати пристрій потрібно таким чином, щоб він міг передати максимально можливий по потужності імпульс. Крім цього, є ще одна характеристика, яка відноситься до фільтрації шумів. Рефлектометр має автоматичну функцію фільтрації. Завдяки цьому приладу наявна можливість автоматично позбавлятися від шумів, що заважають роботі.

Прийомні блоки пристрою

Рефлектометри для кабельних ліній поділяються 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 довжиною до 2 нс. Однак, як і будь-яке інше пристрій, і це має свої мінуси. Недоліком такої схеми є те, що вона виводить на дисплей рефлектометра перешкоди. З-за цього застосовувати прилади з такими показниками можна лише на коротких дистанціях.

Широкосмугове пристрій

Основною характеристикою рефлектометра для кабельних ліній, що використовують у конструкції такої приймальний блок, як широкосмуговий, стало те, що рівень шумів знижується до мінімуму. Це властивість ідеально підходить для застосування приладу на великі відстані. Це перевага обумовлена тим, що в збірці приладу відсутні такі схеми вибірки та збереження, як у вузькосмуговому, а АЦП залишається. Проте застосовувати цей прилад на короткій дистанції не вийде зовсім, так як він не підтримує подачу імпульсів малої дальності дії. Основний принцип дії, на якому грунтується робота широкосмугового підсилювача - це вимірювання швидкості проходження імпульсу по кабелю до зіткнення з неоднорідністю і назад. Тут варто відзначити, що дана характеристика представляється у вигляді коефіцієнта, який визначається 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 хорошим дозволом, є потужний мікропроцесор, а також акумулятор, який забезпечить тривалу автономну роботу. Природно, що всередині розташовується і сам рефлектометр. Роз'єми для 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. При підключенні і запуску приладу в волокно надсилається короткий потужний імпульс світла, який відразу ж починає вимірювати всі відбиття, що виникають вздовж проводу. В той момент, коли світловий імпульс доходить до якоїсь неоднорідності, приміром, зварюванні, пошкодження і т. д., він тут же відбивається і повертається назад, де реєструється на фотоприймачі 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 проводу, реєструючи всі наявні неполадки.

Характеристики та деталі апарату

Характеристики самого ж приладу, а також його точність залежать від трьох основних елементів, наявних у рефлектометра - це лазер, разветвитель і приймач. Ці ж деталі забезпечують вимірювання рефлектометром неоднорідностей. Перший елемент конструкції - це лазерний світлодіод. Саме він відповідає за формування коротких імпульсів зондувального 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 це пристрій буде проходити сигнал, відбитий від неоднорідності всередині кабелю. Останній елемент - це чутливий фотоприймач. Це пристрій призначений для того, щоб точно визначити і виміряти рівень, а також за затримку часу всіх надійшли відбиттів. Фіксація та вимірювання будуть поширюватися на всі сигнали, які будуть відображені по ходу проходження сигналу. Від якості іменного цієї деталі будуть залежати такі найважливіші характеристики пристрою, як: динамічний діапазон і мертва зона. До того ж якість цього елемента буде також сильно позначатися на точності проведених вимірювань.

Базові налаштування оптичного агрегату

Діапазон зміни сигналу коливається в залежності від чотирьох базових налаштувань, які є у даного приладу. Перша з них - це довжина хвилі. Дана настройка є найбільш простою і практично завжди вона налаштована на довжину хвилі 1310 і 1550 нм. Це якщо говорити про одномоде. Многомод ж практично завжди працює на таких параметрах, як 850 і 1300 нм. Винятком з цих правил може стати лише той прилад, який працює на PON з трьома довжинами хвиль - 13101490 і 1550 нм. Ось на такі настройки необхідно орієнтуватися при роботі з рефлектометром. Друга налаштування - це вимірювана відстань. При роботі з даним параметром необхідно керуватися одним важливим правилом - на рефлектограмме завжди повинен бути видно кінець оптичної лінії. Приміром, якщо кабель має довжину 500 метрів, то відстань має бути встановлено на 125 км. Якщо провід - 4 км, то виставляти відстань потрібно на 5 км. Це необхідно для того, щоб рефлектограмма могла в автоматичному режимі оброблятися апаратом. Третє - це тривалість зондувальних імпульсів. Тривалість імпульсу безпосередньо пов'язується з такими параметрами, як динамічний діапазон і мертва зона. З зменшенням імпульсу поліпшується мертва зона, а значить посилюється здатність приладу розрізняти ті неоднорідності, які розташовані на близькій відстані. Четверта налаштування - це час вимірювання. Чим більше часу буде виділено на роботу, тим якісніше вийде рефлектограмма, а також буде значно зменшено кількість шумів.