Come garantire che le reti LAN in fibra di domani siano in buone condizioni Analisi delle tracce OTDR Come diventare un esperto nella risoluzione dei problemi grazie all analisi avanzata delle tracce OTDR. L esperienza nella progettazione di tester per cavi e reti ha dato vita a un metodo rivoluzionario per l analisi automatica delle fibre. L analisi automatica delle tracce OTDR incrementa la visibilità per determinare lo stato di salute delle LAN in fibra, traducendo i dati in semplici risultati PASS/FAIL. In questo studio approfondito verrà analizzato il modo in cui un dispositivo OTDR è in grado di rilevare e analizzare i risultati di test e spiegare i dati, sia quelli attesi sia quelli inaspettati, sulle tracce in reti in fibra. Sommario Quali sono i vantaggi dell analisi OTDR?................... 2 Eventi, backscattering e altri termini poco conosciuti............... 2 Lo sviluppo dell analizzatore di eventi........................... 3 Eventi imprevisti.................... 3 Eventi fittizi........................ 4 Eventi nascosti...................... 6 Eventi di guadagno.................. 7 Eventi di attenuazione imprevisti...... 7 OTDR per la certificazione OptiFiber la soluzione completa di analisi delle tracce................. 8
Come garantire che le reti LAN in fibra di domani siano in buone condizioni Parte II Analisi delle tracce OTDR Come diventare un esperto nella risoluzione dei problemi grazie all analisi delle tracce OTDR avanzata. Quali sono i vantaggi dell analisi OTDR? Parte prima della serie Come garantire che le reti LAN in fibra di domani siano in buone condizioni, Scelta di un OTDR, spiegava cos è uno strumento OTDR (optical time domain reflectometer) e quali sono gli elementi importanti al momento di sceglierne uno da utilizzare sulla propria rete. Un OTDR può rappresentare una soluzione diagnostica e di risoluzione dei problemi molto efficace, che richiede attrezzature e operatore da un solo lato. Gli OTDR offrono dei vantaggi sulle misurazioni di attenuazione/lunghezza perché un dispositivo OTDR può individuare guasti, eventi di attenuazione e di riflessione sui cavi in fibra. La scelta di un OTDR con le funzionalità e le specifiche più adatte all ambiente in cui si opera è importante per trarre vantaggio da tali funzionalità. La capacità di analizzare e interpretare correttamente i risultati dei test OTDR è di pari importanza nella scelta di questo strumento. Questo studio approfondito spiega in che modo un OTDR rileva e analizza i risultati dei test sulle reti in fibra ottica. Analizza i casi tipici rilevati e il modo in cui interpretare i dati per garantire il buono stato delle LAN in fibra ottica. Eventi, backscattering e altri termini poco conosciuti Esistono molti termini poco conosciuti che vengono utilizzati per descrivere il funzionamento di un OTDR e il modo in cui analizza i risultati dei test. Questi termini sono di facile comprensione se spiegati adeguatamente. Gli OTDR vengono utilizzati per rilevare e analizzare i casi di disturbo di un segnale della fibra ottica. Questi casi vengono spesso chiamati eventi. Alcuni eventi sono previsti, mentre altri sono inaspettati su un collegamento in fibra. Tali eventi vengono classificati in riflettivi e non riflettivi. Le sezioni successive di questo studio approfondito analizzano i tipi di eventi rilevati con l uso di un OTDR. Gli OTDR trasmettono una serie di brevi impulsi luminosi ad elevata potenza in una fibra e rilevano la luce riflessa man mano che ogni impulso viaggia lungo la fibra. Gli OTDR si avvalgono di speciali diodi al laser per generare tali impulsi e di speciali fotorilevatori ad alta sensibilità per misurare la riflessione o il backscattering. Tale metodo viene detto ripresa di una traccia. Una traccia è un plot grafico della fibra che viene sottoposta a test, dove la potenza si trova sull asse delle ordinate, mentre la distanza si trova su quello delle ascisse, come riportato nella figura 1. La fibra ottica funge da guida d onda per l impulso luminoso. Man mano che l impulso si sposta lungo la fibra, gran parte della luce si muove in direzione della fibra. Una piccola parte si disperde (backscattering) in diverse direzioni, per via della struttura e dei piccoli difetti del vetro che compone la fibra. Il backscattering consiste nella piccola quantità di luce ridiretta verso l OTDR e rilevata. L OTDR utilizza le modifiche di backscattering per rilevare gli eventi nella fibra che riducono o riflettono la potenza nell impulso di origine. Quindi la parte di una traccia OTDR contenuta tra gli eventi viene chiamata linea di backscattering. La potenza di un impulso luminoso diminuisce a causa dell attenuazione dovuta alla dispersione e in presenza di eventi quali connessioni e giunti. Inoltre, le riflessioni Figura 1. Una traccia OTDR vengono causate da connessioni, interruzioni, fessure, giunti, pieghe accentuate o l estremità della fibra. Un OTDR è in grado di stabilire l attenuazione e la riflettenza di singoli eventi, nonché l attenuazione e la riflettenza totali o l attenuazione ottica per riflettenza di una sezione di fibra.
Lo sviluppo dell analizzatore di eventi Tradizionalmente, gli OTDR venivano affidati a utenti esperti per l interpretazione dei risultati riportati su una traccia. Ad esempio, un tecnico stabiliva qual era il rumore sulla traccia, quali erano gli eventi e che tipo di eventi stava osservando in base alla sua esperienza e familiarità con le tracce OTDR. Con l aumento delle capacità dei processori integrati, è stato aggiunto un software per aiutare gli utenti a interpretare i risultati. Gli OTDR sono ora in grado di distinguere certi tipi di eventi da altri e di confrontarli in base ai limiti stabiliti dall utente. Man mano che il software è diventato più sofisticato, si è ridotto il bisogno da parte degli utenti di interpretare i risultati. La maggior parte degli OTDR estrae inoltre informazioni dai dati rilevati, visualizzando tabelle di testo in cui sono indicate l ubicazione e le caratteristiche, come l attenuazione e la riflettenza, degli eventi individuati. Questa viene spesso chiamata tabella dell evento. Vedere la figura 2. Figura 2. Tabella dell evento Alcuni eventi, quali connettori, giunti ed estremità di una fibra, sono previsti su una traccia OTDR e vengono calcolati tra i fattori di perdita. Una coppia appaiata di connettori in fibra ottica rappresenta un evento riflettivo e un giunto in fibra viene considerato un evento di attenuazione dato che presenta una riflettenza minima. Le connessioni e i giunti devono presentare un attenuazione e una riflettenza che corrispondono alle specifiche richieste dagli standard del settore per applicazioni in esecuzione su reti in fibra ottica. Con l OTDR per la certificazione OptiFiber di, gli utenti possono assegnare dei valori limite di test alle caratteristiche dell evento. Tali limiti per attenuazione e riflettività possono essere impostati in base agli standard di settore o secondo i requisiti specifici di un lavoro. L analizzatore di OptiFiber confronta le caratteristiche dell evento in base ai limiti del test selezionati dall utente e fornisce all utente un indicazione PASS/FAIL che può essere memorizzata in un record. Questa funzionalità, che si basa sull estrazione precisa delle caratteristiche dell evento da parte del software dell analizzatore, elimina la necessità da parte degli utenti più o meno esperti dell OTDR di analizzare le tracce di fibre che corrispondono o superano i valori di attenuazione e riflettività previsti, consentendo ai tecnici di operare in modo efficiente. Eventi imprevisti Oltre agli eventi previsti, quali connettori e giunti, gli OTDR sono in grado di individuare e caratterizzare anche gli eventi imprevisti sulle fibre. Tali eventi includono eventi fittizi, di guadagno, eventi nascosti e di attenuazione non pianificati. Consultare la figura 3 per osservare degli esempi di eventi su una traccia OTDR. Tali eventi si verificano solitamente in concomitanza a una condizione non ottimale sul collegamento in fibra. Connettori sporchi, pieghe accentuate e dimensioni discrepanti dei nuclei della fibra sono esempi di cause di eventi imprevisti. Evento nascosto Evento riflettivo Evento di attenuazione Evento fittizio del primo evento riflettivo Evento dell estremità della fibra Figura 3. Una traccia OTDR complessa
Eventi fittizi Uno degli eventi più interessanti che è possibile osservare su una traccia OTDR è un evento fittizio. Questo tipo di evento può essere difficilmente distinguibile da eventi reali perché si tratta di un evento inesistente che compare su una traccia OTDR. Gli eventi fittizi possono essere generati in due modi. Nel primo caso l evento fittizio è causato da un ritardo insufficiente tra emissioni laser. In questo caso, l energia di un emissione laser si incrocia con l energia di un altra emissione. Gli eventi fittizi della figura 4 sono esempi di eventi causati da impulsi luminosi troppo vicini tra loro. Sono presenti quattro grandi impulsi dopo l estremità della fibra, e il primo impulso si trova appena dopo 250 m. La distanza uniforme tra questi eventi e il fatto che gli impulsi generalmente diminuiscono in altezza indicano che si tratta di eventi fittizi. In questo caso, l energia di un emissione laser si incrocia con l energia di un altra emissione. Ma la causa più comune di eventi fittizi nelle LAN è l eco della luce che rimbalza più volte tra gli eventi. Un eco è provocato solitamente da una connessione scadente tra le fibre. Gli eventi riflettivi fungono da specchi semitrasparenti, attraverso i quali passa la maggior parte della luce, tranne una parte che viene riflessa in direzione dell OTDR. La luce non verrà riflessa solo verso l OTDR, ma anche nella direzione opposta, riflettendo la luce di ritorno verso l estremità opposta. La traccia OTDR nella figura 3 riporta un evento fittizio generato da un riflesso del il primo evento riflettivo a 100 m, quindi dell evento della interfaccia dello strumento (porta OTDR) e riflesso quindi di nuovo dal primo evento. L evento fittizio si trova a circa 200 m sulla fibra, cioè a una distanza doppia rispetto al primo grande evento riflettivo e non è praticamente presente alcuna attenuazione nell evento fittizio. Figura 4. Esempio di eventi fittizi
Ci sono diversi modi per identificare un evento fittizio e distinguerlo da un evento reale. Un utente esperto di OTDR cercherà diversi elementi durante l analisi di una traccia. Gli eventi che presentano una dispersione molto maggiore rispetto ad altri eventi (ampliamento degli impulsi) o che cambiano posizione se viene inserita ulteriore fibra dopo tale posizione, sono probabilmente eventi fittizi. Inoltre, gli eventi che non presentano dispersione e che presentano ripetizione e distanza uniformi lungo la traccia sono probabilmente fittizi. Solo un tecnico per fibre molto esperto è in grado di identificare gli eventi fittizi con questi metodi basati su tentativi. Quando si utilizza OptiFiber, l identificazione degli eventi fittizi diventa un operazione semplice. Gli eventi fittizi e le sorgenti fittizie vengono identificate dal software dell analizzatore e denominati evento fittizio e sorgente fittizia nella tabella dell evento, come riportato nella figura 5. Per ridurre al minimo le interruzioni causate dagli eventi fittizi, verificare prima di eseguire il test che tutte le connessioni del collegamento in fibra siano pulite, accoppiate adeguatamente e di buona qualità. In tal modo si riduce al minimo l energia riflessa, minimizzando anche la possibilità che venga generato un evento fittizio rilevante. Si deve verificare inoltre che tutti i cavi di riferimento, ricezione e connessione siano dello stesso tipo di fibra e che possiedano le stesse dimensioni del nucleo. Figura 5. Tabella dell evento con evento fittizio e sorgente fittizia identificati
Eventi nascosti Gli eventi nascosti sono eventi così ravvicinati a quelli precedenti che il segnale dell evento precedente non ha il tempo di scendere al livello di backscattering prima che l evento nascosto venga rilevato. Gli eventi nascosti si verificano spesso a causa di cavi di connessione installati su un collegamento in fibra. Gli eventi nascosti riportati nelle figure 3 e 6 sono dovuti a un cavo di connessione corto tra la fibra di riferimento e il collegamento in fibra OTDR. Figura 6. Evento nascosto Numerosi OTDR non visualizzano gli eventi nascosti perché le loro zone morte per gli eventi non sono sufficienti per rilevare eventi così ravvicinati. Tuttavia, gli OTDR progettati per applicazioni LAN e campus presentano zone morte di eventi ridotte. È tuttavia possibile che dei cavi di connessione cortissimi possano comparire come eventi nascosti invece che come due eventi riflettivi distinti nelle tracce OTDR. Quando viene visualizzata una traccia come quella della figura 6, per molti tecnici può essere difficile stabilire la posizione di connettori e di cavi di connessione corti. Per rendere più semplice questa operazione, l OTDR per la certificazione OptiFiber dispone di una funzionalità speciale chiamata ChannelMap. Il test ChannelMap di OptiFiber utilizza una speciale impostazione ed elaborazione di OTDR e analizzatore per estrarre solo gli eventi riflettivi dai dati della traccia. Gli eventi di attenuazione quali i giunti non vengono presi in considerazione nei risultati. Questo test è stato ottimizzato per individuare eventi riflettivi vicini tra loro. La figura 7 riporta un esempio di diagramma ChannelMap. ChannelMap offre la risoluzione migliore in OptiFiber; è in grado di rilevare e visualizzare perfino i cavi di connessione multimodali di solo un metro di lunghezza e i cavi di connessione monomodali di soli 2 metri. Figura 7. ChannelMap con sei connessioni
Eventi di guadagno Quando il livello di backscattering misurato dopo un evento è superiore a quello misurato prima dell evento, l evento viene chiamato guadagno. Ciò può verificarsi quando due sezioni di fibra diversa vengono collegate tra loro. Nella figura 8 ad esempio viene riportato un guadagno considerevole in una traccia OTDR, con 100 metri di fibra a 50 µm collegati a 100 metri di fibra a 62,5 µm. Studio approfondito Un guadagno si può verificare anche Figura 8. Esempio di evento di guadagno dopo un evento altamente riflettivo. Ovviamente è impossibile ottenere un guadagno o aumento reale della potenza da un dispositivo passivo quale un connettore. Quindi un guadagno indica un errore commesso al momento di eseguire la terminazione o di collegare le fibre. OptiFiber consentirà ai tecnici di identificare rapidamente i guadagni e di effettuare le modifiche necessarie per risolvere il problema. Solitamente per risolvere il problema sarà necessario sostituire un connettore guasto o un cavo di connessione con le dimensioni del nucleo sbagliate. Eventi di attenuazione imprevisti Quando si progetta una rete in fibra ottica, viene programmata anche la quantità e la qualità di connessioni e giunti. Uno strumento OTDR è in grado di rilevare ulteriori eventi di attenuazione che non erano stati pianificati. Tali eventi sono solitamente causati da pieghe accentuate della fibra. Una fascetta di fissaggio troppo stretta o una gestione insufficiente dei cavi, come riportato nella figura 9, possono causare l attenuazione della luce nella fibra. Dato che non viene generato praticamente alcun riflesso da questo evento, esso comparirà come evento non riflettivo in una traccia OTDR. Questo tipo di evento viene rilevato mediante un cambiamento improvviso del livello di backscattering sul luogo dell evento. Affinché l OTDR possa misurare l attenuazione, deve essere in grado di creare e rilevare in corrispondenza dell evento di attenuazione un backscattering che sia superiore al livello di rumore presso il rilevatore OTDR. Nel caso di tale evento di attenuazione non programmato, solo un OTDR sarà in grado di individuarlo. I limiti di test automatici dell OTDR per la certificazione OptiFiber garantiscono che gli eventi di attenuazione imprevisti non passino inosservati. Spesso la rimozione di una fascetta di fissaggio troppo stretta può risolvere il problema e garantire che la rete sia libera da eccessiva attenuazione. Figura 9. Evento di attenuazione da piega
OTDR per la certificazione OptiFiber la soluzione completa di analisi delle tracce Gli OTDR sono importanti strumenti di documentazione e risoluzione dei problemi utilizzati per l installazione e la manutenzione degli impianti a fibre ottiche. Oltre a risolvere i problemi, gli OTDR possono esaminare le prestazioni di ogni singola connessione piuttosto che solo la somma di tutte le attenuazioni. In tal modo sono in grado di completare i test di misurazione della potenza e delle sorgenti luminose, migliorando la qualità di un impianto e garantendo il rilevamento di connessioni scadenti, che non verranno coperte da altre connessioni funzionanti nel collegamento in fibra. Identificare e capire gli eventi che si verificano in un collegamento in fibra ottica è fondamentale per garantire il buono stato delle LAN in fibra. Un OTDR è l unico strumento in grado di offrire la visibilità di tali eventi. La capacità di un OTDR di rilevare connettori, giunti e guasti in un impianto in fibra ottica dipende fondamentalmente dalle sue funzionalità e specifiche principali, quali zone morte, gamma dinamica, portata massima, precisione della distanza, soglia di attenuazione, linearità e specifiche di risoluzione di campionamento. In alcuni casi gli OTDR possono interpretare in modo errato gli eventi o non rilevarli a causa di un impostazione sbagliata dei parametri per test o di una scelta inadeguata di un OTDR per una determinata applicazione. In altri casi, i tecnici non sono in grado di interpretare correttamente le tracce OTDR. Capire in che modo funzionano l OTDR e il suo analizzatore e la maniera in cui le specifiche dell OTDR influiscono sulle sue prestazioni può aiutare gli utenti a ottenere le massime prestazioni dai propri strumenti OTDR. La capacità di un OTDR di identificare e caratterizzare gli eventi è fondamentale. È ugualmente importante la sua capacità di identificare eventi previsti, quali connettori e giunti, ed imprevisti, quali eventi fittizi, di guadagno, nascosti e di attenuazione non programmati. L OTDR per la certificazione OptiFiber offre una funzionalità di analisi delle tracce senza precedenti. Oltre all analisi delle tracce e al rilevamento degli eventi fittizi, delle sorgenti fittizie, di eventi nascosti, riflettivi, di guadagno, di eventi di attenuazione ed estremità delle fibre, OptiFiber presenta un menu guida che assiste il tecnico durante la risoluzione di eventi imprevisti rilevati nel corso dei test e della risoluzione di problemi. La sua speciale funzionalità di stabilire i limiti di eventi e tracce lo rende particolarmente produttivo. OptiFiber consente in pratica ai tecnici di operare al livello di professionisti esperti e di aumentare la qualità e il buono stato delle reti in fibra. Visitate il nostro Solution center per le best practice per fibre all indirizzo /fiberbestpractices per saperne di più sull esecuzione di test OTDR con OptiFiber. N E T W O R K S U P E R V I S I O N P.O. Box 777, Everett, WA USA 98206-0777 opera in oltre 50 Paesi di tutto il mondo. Per contattare un rappresentante o una sede locale, visitare /contact. 2006 Fluke Corporation. Tutti i diritti riservati. Stampato negli Stati Uniti 10/2006 2821012 F-ITL-N Rev. A