OTDR - Reflectômetro óptico de domínio do tempo

OTDRs são essenciais para testar e solucionar problemas de redes de fibra

Garanta a integridade da sua rede de fibra óptica com um reflectômetro óptico de domínio do tempo (OTDR). O teste com OTDR analisa o desempenho do cabo de fibra óptica de ponta a ponta, testando componentes ao longo do cabo, incluindo pontos de conexão, dobras e emendas.

Nesta página

• O que é OTDR?
• Finalidade de um OTDR
• Vantagens de um OTDR
• Tipos de OTDRs
• Como usar um OTDR
• Resolução de problemas com OTDR
• Continue aprendendo

O que é OTDR?

O OTDR é uma ferramenta poderosa, que ajuda técnicos e engenheiros a avaliar a integridade dos cabos de fibra óptica.

OTDRs injetam pulsos de luz de alta potência na fibra, usando diodos laser especializados. Ao descer pela fibra, esses pulsos de luz se deparam com vários eventos: conectores, quebras, rachaduras, emendas e a extremidade da fibra. Tais eventos mudam o índice de refração, fazendo com que reflexos voltem ao OTDR. Esses reflexos, chamados de reflexos de Fresnel, são meticulosamente medidos pelo OTDR para localizar esses eventos dentro do link de fibra.

Devido à estrutura inerente da fibra e às imperfeições microscópicas dentro do vidro, uma pequena porção do pulso de luz se espalha em várias direções. Esse fenômeno é chamado de retro-espalhamento (backscattering). Ao medir a luz dispersa que retorna junto com os reflexos, o OTDR reúne dados abrangentes sobre as características da fibra, incluindo atenuação (perda de inserção) e possíveis defeitos.

Finalidade de um OTDR

O objetivo principal de um OTDR é caracterizar a perda de inserção de um link, ao comparar a diferença entre a quantidade de retro-espalhamento das extremidades próximas e distantes. Ele também mede a quantidade de luz refletida para cada evento (conectores, emendas etc.), não incluindo o retro-espalhamento, em relação ao pulso de lançamento. Isso é chamado de refletância, expressa em decibéis (dB) como valor negativo. Valores mais altos (mais próximos de 0 dB) indicam reflexos mais fortes, provavelmente devido a conexões ruins.

Em essência, a refletância é o inverso da perda de retorno, que compara a potência de entrada com a potência refletida e é sempre um número positivo. Valores mais distantes de zero indicam melhor desempenho da refletância e da perda de retorno.

Vantagens de um OTDR

Caracterizar um link de fibra com um OTDR oferece várias vantagens.
 

• • Um link de fibra pode conter vários conectores e/ou terminações de emenda realizadas por diferentes técnicos, com habilidades variadas. Outras perturbações, como extremidades de fibra sujas ou curvaturas macro e mico, também podem ocorrer dentro do link, como resultado de um trabalho ruim ou outros fatores de instalação. Caracterizar a fibra com um OTDR permite que os técnicos localizem qualquer falha, identifiquem práticas de instalação ruins e verifiquem a qualidade da instalação para garantir que suporte aplicações atuais e futuras.


• • Caracterizar um link de fibra com um OTDR também permite que os técnicos identifiquem pontos de conexão questionáveis, com perda tão alta que pode precisar ser abordada. Isso pode ajudar a evitar problemas futuros, já que a perda pode aumentar com o tempo devido ao gerenciamento de cabos deficiente, degradação da emenda, faces de extremidade de fibra sujas e até mesmo perda de energia de transmissores antigos.


• • Um OTDR também confirma precisamente quantas conexões existem dentro de um link. Um link com muitos pontos de conexão pode exceder os limites de perda para uma determinada aplicação.


• • Um OTDR pode minimizar o risco de perder uma conexão ruim, o que pode acontecer se você usar apenas um conjunto de teste de perda óptica (Optical Loss Test Set, OLTS) para calcular a perda total de inserção, conforme exigido pelos padrões da indústria nos testes de Nível 1. Como cada perda de evento é invisível para um OLTS, um link pode passar no teste geral de perda de inserção e ainda não transmitir tráfego de rede, devido a eventos de refletância específicos.

Tipos de OTDRs

OTDRs estão normalmente disponíveis como modelos de bancada ou dispositivos portáteis. Os OTDRs de bancada são relativamente grandes, usam fonte de alimentação CA e têm funções e recursos altamente especializados para testes laboratoriais. Por outro lado, os OTDRs portáteis são menores, leves e alimentados por bateria para uso em campo.

Nem todos os OTDRs portáteis são iguais. É necessário considerar as diferentes capacidades, funcionalidades e recursos. Por exemplo, um OTDR que pode testar fibra multimodo e monomodo em vários comprimentos de onda e distâncias mais longas pode abranger uma gama mais ampla de aplicações. OTDRs com zonas mortas ultracurtas de atenuação e evento (a distância necessária para fazer uma medição de perda de um evento) são melhores para testar conectores curtos e cabos de patch no data center.

A facilidade de uso também é uma consideração. Alguns OTDRs projetados para provedores de serviços e redes de operadoras geralmente contêm interfaces de usuário complicadas, com complexos menus de vários níveis. Os OTDRs mais flexíveis oferecem usabilidade intuitiva em todos os ambientes de implantação, desde a empresa e o data center até ambientes externos de fábrica e rede óptica passiva. OTDRs simples e fáceis de usar reduzem o tempo de treinamento e aceleram os testes, o que se traduz diretamente em economia de custos.

A capacidade de documentar resultados de forma confiável é outro recurso a ser considerado. O OTDR OptiFiber^® Pro da Fluke Networks facilita a entrega de resultados e relatórios de testes - basta carregar os resultados ao nosso serviço baseado em nuvem LinkWare™ Live para gerenciar os trabalhos de certificação de cabos e acompanhar cada teste. Com o LinkWare Live, os resultados de um OLTS e um OTDR, e até mesmo de uma câmera de inspeção de face da extremidade, podem ser integrados em um único relatório de teste para um determinado projeto, fornecendo documentação completa que satisfaz os clientes e facilita a resolução de problemas futuros.

Como usar um OTDR

OTDRs são necessários para testes em conformidade com o Nível 2, nos padrões TIA e para testes "estendidos" nos padrões ISO. E também são ideais para a resolução de problemas em estações de cabos de fibra.

Parâmetros de teste OTDR

Primeiro, você deve selecionar o tipo de fibra, o comprimento de onda e o limite de teste da aplicação específica. OTDRs avançados, com funcionalidade de autoteste, podem analisar execuções de fibra para definir parâmetros-chave para visualização e resultados ideais. No entanto, pode haver casos em que você prefira definir manualmente alguns parâmetros, como largura de pulso, tempo médio, zonas mortas e intervalo de distância.

Por exemplo, embora uma largura de pulso mais estreita possa reduzir o alcance do OTDR, também pode fornecer mais detalhes sobre eventos específicos, especialmente quando dois eventos estão extremamente próximos.

Certificação de novos links com um OTDR

O teste de Nível 2 baseia-se no Nível 1, adicionando um OTDR para caracterizar eventos individuais que muitas vezes são invisíveis ao realizar apenas o teste de Nível 1. Como o teste de Nível 1 identifica apenas a perda total de inserção de um link, e não eventos individuais, é possível que ignore problemas ocultos. Por exemplo, uma conexão de perda muito baixa pode mascarar uma problemática conexão de alta perda. É importante observar que o teste de Nível 2 requer testes OTDR e OLTS. O OLTS é necessário para a verificação final da perda de inserção. A combinação desses testadores oferece uma estratégia completa de teste dos sistemas de fibra óptica.

Como os padrões de fibra óptica exigem tolerâncias mais rígidas para a perda de sinal, localizar e medir com precisão eventos que enfraquecem o sinal torna-se ainda mais crítico. Essa tendência leva ao aumento das especificações que exigem testes de Nível 2.

Além disso, algumas aplicações exigem a medição da refletância de conectores específicos, que só podem ser feitos com um OTDR. Por exemplo, em aplicações monomodo de curto alcance, altamente suscetíveis à refletância, como 100GBASE-DR, 200GBASE-DR4 e 400GBASE-DR4, a IEEE define limites de perda com base no número e na refletância dos conectores no link.

Teste bidirecional com um OTDR

Medidas de teste bidirecional, de ambas as extremidades, garantem a medição precisa da perda total de sinal em todo o link. Isso ocorre porque medir a perda de conectores de fibra óptica e emendas, bem como a perda global do link, depende da direção do teste. Testar um link de fibra em uma direção pode dar resultados diferentes do que testar o mesmo link de fibra na direção oposta. É necessário calcular a média dos resultados de ambas as direções para obter uma medição precisa.

Com o tempo e o custo envolvidos nos testes de ambas as extremidades, os técnicos muitas vezes tentam testar todos os links de uma extremidade antes de passar para a outra, mas essa abordagem unilateral não funciona. As normas exigem que os cabos de lançamento e de extensão permaneçam em suas posições de medição iniciais, para testes bidirecionais precisos.

A resposta é usar um loop para conectar as duas fibras na extremidade, permitindo que o link seja testado em ambas as direções em uma única vez sem mover o OTDR para a extremidade. OTDRs avançados, como a série OptiFiber Pro OTDR, apresentam a tecnologia SmartLoop™. SmartLoop verifica a presença da fibra de lançamento, loop e extensão durante o teste duplex. Com SmartLoop, os técnicos podem instalar vários loops na extremidade e executar um conjunto de testes bidirecionais sem ter que deixar a outra extremidade, reduzindo o tempo de teste em pelo menos 50%.

^{Testes bidirecionais em um OTDR podem testar cabos de fibra em ambas as direções, com um loop.}

Análise de rastreamento de OTDR

Na imagem abaixo, o traço diminui gradualmente, devido à perda de inserção com o deslocamento da luz pela fibra, e é interrompido por mudanças acentuadas, causadas por conectores, emendas, quebras, dobras acentuadas e outros eventos. A extremidade da fibra pode ser identificada por um grande pico, após o qual o traço cai drasticamente no eixo Y.

^{Traço típico do OTDR, exibindo comprimento, declínio na intensidade do sinal e eventos.}

1. O conector OTDR, que tem grande refletância, torna impossível caracterizar a perda no primeiro conector.
2. O primeiro conector do link em teste é caracterizado ao usar uma fibra de lançamento com cerca de 350 pés.
3. Dois conectores estão muito próximos para que o OTDR caracterize adequadamente a perda em cada um.
4. Um evento de perda sem refletância, provavelmente uma emenda ruim ou conector APC
5. Um conector UPC comum, com refletância e perda
6. Um conector com refletância, onde o sinal após o conector está mais forte do que antes. Isso é conhecido como “ganho” e indica conexões de tipos de fibra com diferentes propriedades de retro-espalhamento.
7. O final da fibra, que tem a forte reflexão, torna impossível determinar se há um conector lá e seu desempenho.

A capacidade de isolar e ampliar um traço OTDR pode fornecer mais detalhes sobre eventos específicos.

^{É mais fácil visualizar resultados do traço em um OTDR com recursos avançados de tela sensível ao toque, como isolamento e zoom.}

Embora todos os OTDRs exibam um traço gráfico dos links de fibra, interpretar esses traços pode ser um desafio se você não for um especialista em análise de traços. Modelos avançados, como o OptiFiber Pro, abordam esta questão incorporando análise automatizada, que traduz o traço em um mapa de eventos claro, identificando locais de conectores, emendas e possíveis problemas. O mapa de eventos é ideal para técnicos iniciantes na análise de traços; ele oferece uma visão simplificada para facilitar a resolução de problemas e pode ser uma ferramenta de treinamento valiosa. Não tem certeza sobre um evento específico no traço? Basta alternar entre a visualização detalhada e o mapa de eventos para verificar suas interpretações e aprimorar suas habilidades de leitura de traços.

^{OTDRs avançados reconhecem eventos e os apresentam tanto em um traço (direita) quanto de uma maneira fácil de interpretar (esquerda).}

Resolução de problemas com OTDR

Mesmo após uma planta de fibra ter sido instalada, testada e comissionada, um link de fibra pode ter problemas que variam de muita perda de inserção, retransmissões e erros de bit até não funcionar. OTDRs são a ferramenta definitiva para a resolução de problemas de uma planta de cabos de fibra. Embora outras ferramentas, como localizadores visuais de falhas, localizadores de falhas e OLTS, possam ser usadas para a resolução de problemas, apenas um OTDR pode dizer exatamente onde as quebras, dobras ou conexões ruins estão localizadas no link da fibra e caracterizar cada evento.

Ao solucionar problemas com um OTDR, você tem algumas nuances a considerar:
 

• • Quando um cabo de fibra excede seu raio de curvatura ou entorta, você pode precisar testá-lo em dois comprimentos de onda para localizar esse tipo de tensão: 850 e 1300 nm, para multimodo, e 1310 e 1550 para monomodo. Com ondas de comprimentos superiores, uma fibra sob pressão mostrará perda significativamente maior; normalmente, ondas de comprimento superiores mostram perda menor.


• • Pode haver também casos de resolução de problemas onde as configurações de OTDR precisem ser manualmente ajustadas. Por exemplo, uma boa emenda pode exibir perda inferior a 0,1 dB. Se você precisa localizar uma emenda de perda muito baixa, pode ser que não apareça no OTDR se o limite de perda for definido acima da perda da emenda. A configuração automática do OptiFiber Pro para limite de perda é de 0,15 dB, o que significa que só serão encontrados eventos neste nível ou acima. Basta ajustar o limite de perda para localizar emendas com perda extremamente baixa.

^{O premiado OTDR OptiFiber® Pro, da Fluke Networks, a solução definitiva para teste e resolução de problemas, assegurando o bom estado do seu mais importante cabeamento de rede.}

Continue aprendendo

• • OTDR: Sua melhor resolução de problemas
• • White Paper: OLTS e OTDR: Uma estratégia completa de teste
• • White Paper: Escolhendo o OTDR certo para o seu datacenter
• • White Paper: Resolução de problemas com fibra
• • Artigos de base de conhecimento sobre OTDR
• • Cuidado com fantasmas e zonas mortas