Reflectómetro óptico en el dominio del tiempo

Un reflectómetro óptico en el dominio del tiempo ( OTDR ) es un instrumento optoelectrónico utilizado para caracterizar una fibra óptica . Es el equivalente óptico de un reflectómetro electrónico en el dominio del tiempo , que mide la impedancia del cable o línea de transmisión bajo prueba. Un OTDR inyecta una serie de pulsos ópticos en la fibra bajo prueba y extrae, desde el mismo extremo de la fibra, la luz dispersada ( retrodispersión de Rayleigh ) o reflejada desde puntos a lo largo de la fibra. La luz dispersada o reflejada que se recoge se utiliza para caracterizar la fibra óptica. La intensidad de los pulsos de retorno se mide e integra en función del tiempo y se representa gráficamente en función de la longitud de la fibra.

La fiabilidad y la calidad de un OTDR se basan en su precisión, rango de medición, capacidad para detectar y medir eventos muy próximos entre sí, velocidad de medición y capacidad para funcionar satisfactoriamente en diversas condiciones ambientales extremas y tras diferentes tipos de maltrato físico. El instrumento también se evalúa en función de su coste, las funciones que ofrece, su tamaño, su peso y su facilidad de uso.

Algunos de los términos que se utilizan con frecuencia para especificar la calidad de un OTDR son los siguientes:

Exactitud : Se define como la corrección de la medición, es decir, la diferencia entre el valor medido y el valor verdadero del evento que se está midiendo.

Rango de medición : Se define como la atenuación máxima que puede existir entre el instrumento y el evento que se está midiendo, para la cual el instrumento aún podrá medir el evento dentro de límites de precisión aceptables.

Resolución del instrumento : Es una medida de cuán cerca pueden estar dos eventos y aún así ser reconocidos como dos eventos separados. La duración del pulso de medición y el intervalo de muestreo de datos crean una limitación de resolución para los OTDR. Cuanto menor sea la duración del pulso y el intervalo de muestreo de datos, mejor será la resolución del instrumento, pero menor será el rango de medición. La resolución también suele verse limitada cuando reflexiones potentes regresan al OTDR y sobrecargan temporalmente el detector. Cuando esto sucede, se requiere cierto tiempo antes de que el instrumento pueda resolver un segundo evento de fibra. Algunos fabricantes de OTDR utilizan un procedimiento de "enmascaramiento" para mejorar la resolución. El procedimiento protege o "enmascara" el detector de las reflexiones de fibra de alta potencia, evitando la sobrecarga del detector y eliminando la necesidad de recuperación del detector.

Los requisitos de la industria para la fiabilidad y la calidad de los OTDR se especifican en los Requisitos genéricos para equipos de tipo reflectómetro óptico en el dominio del tiempo (OTDR). ^{[ 1 ]}

Los tipos más comunes de equipos de prueba similares al OTDR son:

1. OTDR con todas las funciones :

   Los OTDR de funciones completas son reflectómetros ópticos tradicionales en el dominio del tiempo. Son muy completos y suelen ser más grandes, pesados ​​y menos portátiles que los OTDR portátiles o los localizadores de rotura de fibra. A pesar de su tamaño, su peso y dimensiones son solo una fracción de los de los OTDR de primera generación. Un OTDR de funciones completas suele tener una unidad principal a la que se le pueden añadir módulos enchufables multifunción para realizar diversas tareas de medición de fibra. Es común que incluyan pantallas a color de mayor tamaño. El OTDR de funciones completas suele tener un rango de medición mayor que otros tipos de equipos similares. Se utiliza con frecuencia en laboratorios y en campo para realizar mediciones de fibra complejas. La mayoría de los OTDR de funciones completas se alimentan con corriente alterna o con batería.

2. OTDR portátil y localizador de roturas de fibra :

   Los OTDR portátiles (antes mini) y los localizadores de roturas de fibra están diseñados para diagnosticar problemas en redes de fibra óptica en entornos de campo, a menudo alimentados por batería. Ambos tipos de instrumentos abarcan el espectro de enfoques que los proveedores de comunicaciones utilizan para la infraestructura de fibra óptica. Los OTDR portátiles y económicos están pensados ​​para ser fáciles de usar, ligeros y sofisticados, capaces de recopilar datos de campo y realizar análisis de datos básicos . Pueden tener menos funciones que los OTDR con todas las funciones. A menudo se pueden usar junto con software para PC para recopilar datos y realizar análisis de datos avanzados. Los OTDR portátiles se utilizan comúnmente para medir enlaces de fibra y localizar roturas, puntos de alta pérdida, alta reflectancia, pérdida de extremo a extremo y pérdida de retorno óptico (ORL).

   Los localizadores de rotura de fibra son instrumentos de bajo costo diseñados específicamente para determinar la ubicación de un evento catastrófico en la fibra, como una rotura, un punto de alta reflectancia o una pérdida significativa. El localizador de rotura de fibra es una cinta métrica optoelectrónica diseñada para medir únicamente la distancia a dichos eventos.

   En general, los OTDR portátiles y los localizadores de rotura de fibra son más ligeros y compactos, más fáciles de usar y suelen funcionar con batería, a diferencia de los OTDR con todas las funciones. El objetivo de los OTDR portátiles y los localizadores de rotura de fibra es que sean lo suficientemente económicos como para que los técnicos de campo los incluyan en su kit de herramientas estándar.

3. RTU en RFTS :

   La RTU es el módulo de prueba del RFTS descrito en los Requisitos genéricos para sistemas de prueba de fibra remota (RFTSS). ^{[ 2 ]} Un RFTS permite probar la fibra automáticamente desde una ubicación central. Una computadora central controla el funcionamiento de los componentes de prueba tipo OTDR ubicados en puntos clave de la red de fibra. Estos componentes escanean la fibra para detectar problemas. Si se encuentra un problema, se registra su ubicación y se notifica al personal correspondiente para que inicie el proceso de reparación. El RFTS también puede proporcionar acceso directo a una base de datos que contiene información histórica de los registros de fibra del OTDR y cualquier otro registro de fibra para la planta física de fibra.

   Dado que los reflectómetros ópticos en el dominio del tiempo (OTDR) y equipos similares tienen múltiples aplicaciones en la industria de las comunicaciones, los entornos operativos varían considerablemente, tanto en interiores como en exteriores. Sin embargo, lo más habitual es que estos equipos de prueba se utilicen en entornos controlados, accediendo a las fibras en sus puntos de terminación en los bastidores de distribución de fibra. Los entornos interiores incluyen áreas controladas como centrales telefónicas (CO), casetas de equipos o cámaras frigoríficas (CEV). Su uso en exteriores es menos frecuente, pero puede incluir su uso en pozos de registro, plataformas aéreas, zanjas abiertas o vehículos de empalme.

A finales de la década de 1990, representantes de la industria y usuarios de OTDR desarrollaron un formato de datos único para almacenar y analizar datos de fibra óptica OTDR. Este formato se basaba en las especificaciones de la norma GR-196, Requisitos genéricos para equipos de reflectometría óptica en el dominio del tiempo (OTDR). El objetivo era que el formato fuera verdaderamente universal, de modo que pudiera ser implementado por todos los fabricantes de OTDR. Los proveedores de OTDR desarrollaron el software para implementar dicho formato. Durante el proceso, identificaron inconsistencias en el formato, así como áreas de confusión entre los usuarios.

Entre 1997 y 2000, un grupo de especialistas en software de proveedores de OTDR intentó resolver problemas e inconsistencias en el formato de datos OTDR conocido entonces como "Bellcore". Este grupo, denominado Grupo de Usuarios del Formato de Datos OTDR (ODFUG), logró avances. Desde entonces, muchos desarrolladores de OTDR han seguido colaborando con otros desarrolladores para solucionar problemas de interacción específicos y facilitar la compatibilidad entre fabricantes.

En 2011, Telcordia decidió recopilar los comentarios de la industria sobre este formato de datos en un documento titulado Formato de datos del reflectómetro óptico en el dominio del tiempo (OTDR). Este Informe Especial (IE) resume el estado del formato de datos OTDR de Bellcore, renombrándolo como formato de datos OTDR de Telcordia. ^{[ 3 ]}

El formato de datos está diseñado para todos los equipos OTDR que almacenan datos de traza e información de análisis. Las implementaciones iniciales requieren que el proveedor del OTDR proporcione un software independiente para convertir los archivos de traza existentes al formato de datos SR-4731 y, a su vez, convertir archivos de este formato universal a un formato compatible con sus OTDR más antiguos. Este software de conversión de archivos puede ser desarrollado por el proveedor del hardware, el usuario final o un tercero. Además, este software garantiza la compatibilidad del formato de datos del OTDR con los equipos existentes.

El formato SR-4731 describe datos binarios . Si bien la información de texto se encuentra en varios campos, la mayoría de los números se representan como enteros con o sin signo de 16 bits (2 bytes) o 32 bits (4 bytes), almacenados como imágenes binarias. El orden de bytes en este formato de archivo es explícitamente de byte bajo, como es común en máquinas basadas en procesadores Intel . Los campos de cadena terminan con un byte cero "\0". Los datos de la forma de onda OTDR se representan como datos enteros cortos sin signo, espaciados uniformemente en el tiempo, en unidades de decibelios (dB) por 1000, referenciados al nivel de potencia máximo. El nivel de potencia máximo se establece en cero, y se asume que todos los puntos de datos de la forma de onda son cero o negativos (el bit de signo está implícito), de modo que el nivel de potencia mínimo en este formato es -65,535 dB, y la resolución mínima entre pasos de nivel de potencia es 0,001 dB. En algunos casos, esto no proporcionará un rango de potencia suficiente para representar todos los puntos de la forma de onda. Por este motivo, se ha introducido el uso de un factor de escala para ampliar el rango de potencia de los puntos de datos.

• pérdida de retorno óptico