O que é o teste de OTDR?

Com os rápidos progressos na tecnologia de fibra óptica e novas implementações de rede de fibra, os métodos de teste de OTDR tornaram-se indispensáveis para construir, certificar, manter e realizar o troubleshooting dos sistemas de fibra óptica. 

O reflectômetro óptico no domínio do tempo (OTDR) é um instrumento usado para criar uma representação virtual de uma série de cabos de fibra óptica. Os dados da medição podem fornecer informações sobre a condição e o desempenho de fibras, bem como quaisquer componentes ópticos passivos no caminho do cabo, como conectores, emendas, splitters e multiplexadores. 

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Após a captura, a análise e o armazenamento dessas informações, elas podem ser recuperadas conforme necessário para avaliar o mesmo cabo ao longo do tempo. 

Troubleshooting de falhas de cabos de fibra óptica com OTDRs 

O OTDR também é a única ferramenta de teste de fibra capaz de fazer o troubleshooting de falhas de cabos de fibra óptica localizando a distância até a falha e identificando o tipo e a causa da falha, incluindo quebras, dobras, conectores ruins e quaisquer “eventos” de perda de inserção excessiva. Para fazer isso, um OTDR usa os efeitos da dispersão de Rayleigh e da reflexão de Fresnel para medir a condição de um enlace de fibra e, embora possam ser executados testes single-end (unidirecionais), os testes de OTDR bidirecionais de extremidade dupla melhoram a detecção de eventos de precisão de medição e são necessários para cumprir os padrões de teste IEC e ITU-T. 

Fatores de forma OTDR 
Um instrumento OTDR pode ser portátil para transporte entre locais ou montado em rack para posicionamento e monitoramento permanentes de uma rede com alarmes disparados automaticamente se a fibra for comprometida.  

Medições OTDR preditivas 
Em conjunto com o método de dispersão Rayleigh usado para caracterizar enlaces de fibra, o OTDR também pode usar os efeitos de dispersão Raman e Brillouin para prever quebras, monitorar a integridade da fibra e evitar interrupções de serviço com medições de temperatura e tensão. Essas três técnicas formam uma combinação poderosa para gerenciar redes de cabeamento de fibra ou utilizar a fibra para detecção de fibra óptica distribuída. 

Embora originalmente destinado a aplicações de fibra óptica de longo curso, as ferramentas de OTDR de alta resolução de geração mais recente também podem ser usadas para diagnosticar cabos muito mais curtos, como os da parte interna de aeronaves e cabeamento de instalações empresariais, como cabeamento estruturado. Também foram desenvolvidas técnicas de medição ou aquisição de múltiplos pulsos para testar configurações mais complicadas, incluindo redes PON e implantações de fibra até a residência (FTTH). 

Entre em contato com o departamento de vendas para saber mais sobre o equipamento de teste de OTDR da VIAVI hoje mesmo ou use a ferramenta seletora de OTDR para encontrar a ferramenta recomendada e solicitar uma cotação de preço de OTDR. 

Como funciona um OTDR? 
O OTDR envia um pulso de energia luminosa (potência óptica), gerada por um diodo laser, para uma extremidade de uma fibra óptica. Um fotodiodo mede a energia de luz de retorno ou potência óptica refletida e espalhada (retroespalhada) ao longo do tempo e a converte em um valor de medição que é exibido como um gráfico (ou traço) em uma tela. 

A localização de cada evento e o comprimento total do cabo são calculados com base no tempo de ida e volta do pulso de luz que passa pelo core da fibra e a luz refletida/retroespalhada retornando ao detector OTDR. A perda de inserção é calculada a partir da alteração de amplitude proporcional da luz refletida/retroespalhada. 

Muitas ferramentas modernas de OTDR selecionam automaticamente os parâmetros de aquisição ideais para uma fibra específica enviando pulsos de teste em um processo conhecido como autoconfiguração, configuração automática ou teste automático. Apesar de a tecnologia avançada permitir agora que muitos sistemas de teste OTDR determinem automaticamente as melhores configurações, ainda é importante entender quais são as configurações subjacentes e como elas podem afetar seus resultados. 

Analogia de teste de OTDR 
Há comparações óbvias entre o OTDR e o equivalente de teste de fio de cobre, TDR, que ele substituiu gradualmente, pois ambos são baseados na reflectometria do domínio do tempo. Outra analogia útil pode ser a tecnologia de ultrassom. 

Nas aplicações de imagens médicas, são produzidas ondas sonoras inaudíveis de alta frequência (≥ 20 KHz) pelos elementos vibratórios de um transdutor de ultrassons. As ondas sonoras retrorrefletidas à fonte permitem a criação de imagens precisas de características corporais. Da mesma forma, as ondas de luz refletidas ou dispersas do pulso de teste de OTDR permitem que a condição geral do core da fibra seja “vista”. 

Entender a ciência por trás do OTDR começa com alguns conceitos básicos que são importantes para o processo de teste de OTDR. 

Processo do teste de OTDR 

Realizar um teste de OTDR requer que alguns processos básicos de configuração, programação, execução de teste e relatórios sejam seguidos. 

• Ligue o OTDR e verifique se a bateria está carregada e se o display de teste está funcionando. 
• Limpe e inspecione as extremidades de todas as fibras em teste, cabos de lançamento, conectores e adaptadores. 
• Conecte cuidadosamente o cabo de lançamento à porta do OTDR em uma extremidade e a fibra em teste na extremidade oposta. 
• Selecione uma configuração de teste pré-programada (ou instalação), com base no tipo de rede e nas condições de teste, ou defina/ajuste os parâmetros de teste conforme necessário. As configurações manuais dos parâmetros de teste de OTDR geralmente incluem o seguinte: 
  • Range:define o range (distância) apropriado com base no comprimento total da fibra 
  • Largura de pulso:define a duração de cada pulso a laser emitido 
  • Tempo de aquisição:define a duração de tempo para calcular a média das medições da luz refletida 
  • Índice de refração:ajusta o índice do material do cabo que está sendo testado 
  • Configurações de limite de perda para o sistema e elementos individuais ou “eventos” 
• Inicie a aquisição do OTDR para obter os resultados do teste e o “traço” gráfico 
• Armazene e/ou carregue resultados de teste conforme necessário 
• Desconecte cuidadosamente todos os cabos, conectores e adaptadores 

Boas práticas para o uso do OTDR 
Antes que os cabos de lançamento ou referência e a fibra em teste sejam conectados para medição, as práticas de limpeza e inspeção da fibra são de extrema importância. Saiba mais sobre a metodologia Inspecione antes de conectar da VIAVI em nossa página Inspeção de fibra. 

Os conectores correspondentes entre os cabos de lançamento, a fibra em teste e o OTDR devem ser compatíveis para minimizar a refletância. Imagine um adaptador de mangueira com uma conexão solta ou torta com a mangueira, causando vazamento de água e espirrando para trás da junção. Isso é semelhante ao impacto de uma conexão OTDR incorreta, quando as lacunas de ar permitem que muita luz seja retrorrefletida e sobrecarregue o fotodiodo. 

O uso de um cabo de recepção na extremidade da fibra em teste é outra prática recomendada e especificada nos padrões de teste IEC e ITU-T para medir com precisão o conector da extremidade. Para medir e qualificar um conector, ele deve ser acoplado a outro conector, de modo que, quando um teste de OTDR for realizado, a luz passe através da face final do conector até a face final do conector acoplado receptor e da fibra receptora, fornecendo uma ligação óptica que permita que as perdas sejam medidas para o conector de extremidade.

Saiba mais sobre caracterização de fibra. 

As melhores ferramentas de OTDR portáteis incluem recursos para operação com um único toque e aplicações personalizadas para diferentes níveis de habilidade e tipos de rede. O testador de fibra portátil SmartOTDR da VIAVI oferece produtividade aprimorada com resultados de teste passa/falha automatizados. 

Como interpretar os resultados de teste de OTDR 
Quando o teste de OTDR for concluído, o instrumento exibirá os resultados do OTDR nos formatos numérico e gráfico. O gráfico, também chamado de traço, mostrará onde cada conector/conexão, emenda, dobra ou quebra está localizado, juntamente com a perda de sinal (em dB) e as características de reflexão de cada elemento. 

O equipamento de teste de OTDR avançado da VIAVI com recursos como o Smart Link Mapper (SLM) também traduz esses dados de traço em uma visão linear baseada em ícones, em que cada elemento e evento é representado como um ícone de fácil leitura, com informações de passa/falha visíveis imediatamente e o nome de cada componente/evento claramente exibido. O SmartLink Mapper também fornece aplicações e ícones personalizados para aplicações como FTTH, redes PON ou Fiber to the Antenna (FTTA). 

O comprimento total da fibra e a perda de link são exibidos quando uma execução de teste é concluída. Se os limites de perda tiverem sido definidos inicialmente, será indicado por passa ou falha para cada elemento do enlace de fibra. 

Embora os conjuntos de recursos, tamanho e custo variem significativamente, existem três categorias principais de equipamentos de teste OTDR disponíveis no mercado hoje. 

• Benchtop 
  Esse termo descreve tipicamente o equipamento de teste de OTDR utilizado nos laboratórios e nas instalações de produção. Os dispositivos benchtop podem ser colocados em uma bancada de laboratório ou em um compartimento de teste de produção e geralmente têm uma tela maior, mais portas de expansão disponíveis para aplicações como testes de MPO, e uma fonte de alimentação de AC (tomada) direta. O equipamento de teste de OTDR benchtop pode ser usado quando um alto nível de precisão, sensibilidade ou medição de longo alcance (com sua intensidade de pulso de alta potência inerente) é necessário. 
• OTDR portátil 
  Como o nome indica, o equipamento de teste portátil OTDR é leve (menos de 1 kg), portátil, normalmente alimentado por bateria e otimizado para uso em campo. A interface do usuário é geralmente simples e direta, de modo que os técnicos podem aprender facilmente a operar o OTDR. Os medidores OTDR portáteis também podem integrar ferramentas adicionais necessárias para certificação de fibra e troubleshooting, como localizadores visuais de falhas (VFL), medidores de potência óptica (OPM) e compactos microscópios de inspeção de fibra. As opções de conectividade, incluindo Wi-Fi ou Bluetooth, podem ser usadas para transferir resultados de testes e ordens de serviço rapidamente. 
• OTDR integrado ou montado em rack 
  Os OTDRs integrados são projetados e fabricados com um fator de forma pequeno que pode ser facilmente integrado ao equipamento de monitoramento de rede. Os OTDRs montados em rack são combinados com uma chave óptica para girar automaticamente por muitas fibras. Uma rotina de teste programada pode priorizar fibras críticas e clientes importantes. Essas aplicações de monitoramento de fibras ópticas podem ser usadas para monitoramento em serviço ou de fibra apagada (dark fiber). 

É importante entender as especificações de OTDR para que se possa escolher o OTDR certo para uma aplicação dedicada. 

• Range dinâmico 
  Expresso em decibéis (db), o range dinâmico é definido como a diferença entre o nível de potência inicial refletido da fibra quando definido para a largura de pulso máxima e o nível superior do nível de ruído do detector. O range dinâmico determina o comprimento máximo observável de uma fibra. 
• Zona morta de evento 
  A zona morta de evento (EDZ) é a distância mínima que o OTDR pode detectar entre dois eventos reflexivos (normalmente duas conexões). Caso os eventos reflexivos sejam mais espaçados do que a EDZ, o OTDR mostrará o resultado como um evento. 
• Zona morta de atenuação
  A zona morta de atenuação (ADZ) definida no padrão IEC 61745 é a distância mínima após um evento reflexivo (por exemplo, conector) ou atenuação (por exemplo, emenda) em que um evento não reflexivo (emenda) pode ser medido. Assim como a EDZ, a ADZ depende da largura de pulso. 
• Comprimentos de onda 
  Um OTDR envia um pulso de luz com base no(s) comprimento(s) de onda usado(s) para transmissão quando o enlace de fibra está operacional. Os comprimentos de onda típicos são 850 nm e 1300 nm para fibra multimodo e 1310 nm, 1550 nm e 1625 nm para fibra monomodo. Os comprimentos de onda filtrados de 1625 nm ou 1650 nm podem ser usados para testes de manutenção em serviço para evitar interferência com os comprimentos de onda do tráfego ao vivo. 

Fabricantes de OTDR 
Ao apoiar o segmento de mais rápido crescimento do mercado de testes de fibra, os fabricantes de equipamentos OTDR experimentaram a expansão contínua global em todas as categorias de produtos, e espera-se que essa tendência continue. A adoção do 5G está trazendo novas oportunidades e desafios, com operações de monitoramento, instalação e fabricação de fibra óptica reagindo à demanda contínua. Como fabricante líder do mercado de OTDR, a VIAVI está atendendo aos requisitos sem precedentes dos clientes para segurança, eficiência e qualidade do produto de teste de OTDR. 

Como calibrar o equipamento de teste de OTDR 
Para todos os equipamentos de medição, a calibração periódica é necessário para medir e corrigir o viés do equipamento e redefinir as funções com base nos padrões de referência. Nos mercados em que a precisão dos resultados dos testes de OTDR é essencial, o padrão IEC 61746 para calibração, bem como o padrão TIA/EIA-455-226 (adotado a partir do padrão IEC) são reconhecidos. 

O padrão IEC inclui práticas específicas para calibrar precisão ponto a ponto, linearidade, atenuação, saída de potência e atraso. Dada a complexidade, é melhor deixar a calibração do OTDR para os fabricantes de equipamentos OTDR ou laboratórios de calibração certificados. 

O futuro dos testes de OTDR 
Proporcionar mais funcionalidade, precisão e resolução a um preço mais baixo é um desafio constante. O aprimoramento dos algoritmos de teste automático do OTDR continua reduzindo a barreira de entrada dos técnicos e aumentando a aceitação.  

Sem tecnologia, como o teste de OTDR, a aplicação avançada de fibra óptica não seria viável. A capacidade de “ver” dentro de milhares de quilômetros de fibra óptica, não mais espessa do que um fio de cabelo humano, tornou-se uma realização extraordinária e uma necessidade prática. 

Na próxima década, novas redes 5G que transportam grandes cargas de dados, cidades inteligentes conectadas por meio de redes de comunicação e a implantação contínua de serviços FTTH atenderão à demanda do mercado por testes de OTDR eficientes e versáteis. Com grandes inovações em OTDR, como SmartLink Mapper e Smart Acquisition, tornando os testes mais fáceis, precisos e poderosos, a VIAVI está atendendo às necessidades de instalação e manutenção de fibra do futuro.