Teste de fibra

Aprenda tudo sobre testes de fibra, incluindo testes de fibra para perda óptica e de velocidade óptica, bem como as práticas recomendadas para teste de fibra.

O que é teste de fibra?

Fiber optic testers from VIAVI

O teste de fibra abrange os processos, as ferramentas e os padrões usados para testar componentes de fibra óptica, enlaces de fibra e redes de fibra implantadas. Testes ópticos e mecânicos de elementos discretos e testes de transmissão abrangentes para verificar a integridade de instalações completas de rede de fibra estão incluídos.

A fibra óptica emergiu como o meio de transporte de comunicação mundial mais importante. A crescente diversidade de aplicações de fibra óptica enfatizou a necessidade de treinamento técnico e soluções de teste versáteis e fáceis de usar.

Desde sua criação na década de 1970, as redes de fibra óptica evoluíram e expandiram-se continuamente. O surgimento do 5G, redes submarinas e fibra até a residência (FTTH) enfatizou a importância de testes e monitoramento de fibra robustos. A VIAVI oferece um legado inigualável de proficiência técnica, confiabilidade e colaboração construído durante mais de 80 anos produzindo as melhores soluções de teste de fibra do mercado.

Com o tamanho e a complexidade das redes de fibra atuais, a produtividade não é mais uma opção. A eficiência deve começar no laboratório e estender-se durante todo o período de construção e manutenção. A VIAVI oferece um portfólio totalmente integrado de instrumentos, software e serviços de teste de fibra habilitados para nuvem que são flexíveis e interoperáveis. A próxima geração de ferramentas de teste de fibra óptica agora é mais rápida, fácil de usar e mais poderosa do que nunca.

Recursos essenciais:

Padrões de teste de fibra

Os padrões do mercado de fibra óptica foram desenvolvidos ao longo dos anos para certificar os componentes e as instalações de redes de fibra antes do uso. À medida que as implantações multiplicam-se, a adesão a normas nacionais e internacionais é necessária para manter a consistência, a interoperabilidade e o desempenho.

Vários órgãos normativos e grupos de trabalho foram formados para cada categoria de teste. Como participante ativo no desenvolvimento e análise de normas, a VIAVI trabalha lado a lado com os principais órgãos normativos para facilitar a próxima geração de produtos e serviços de teste de fibra.

IEC 

A Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) é uma organização de normas mundiais que prepara e publica normas internacionais para tecnologias elétricas, eletrônicas e relacionadas. Criada em 1906, a IEC estabeleceu várias normas e comitês técnicos relacionados à fibra óptica. Isso inclui normas internacionais reconhecidas para a geometria da fibra, atenuação, perda de macrocurvatura e dispersão cromática.

AIT/EIA

Nos Estados Unidos, a Associação das Indústrias de Telecomunicações (AIT) e a Aliança das Indústrias Eletrônicas (EIA) produzem normas nacionais importantes para muitas aplicações de telecomunicações, incluindo testes de redes e equipamentos de fibra.

As normas AIT incluem os amplamente utilizados requisitos de certificação Nível 1 para a instalação de fibra. Embora a certificação de Nível 1 seja limitada a comprimento, polaridade e perda geral do enlace, o teste de Nível 2 é usado para produzir resultados de testes mais descritivos, incluindo a localização e a magnitude do evento de perda, usando equipamentos de teste de fibra OTDR.

IETF

A Internet Engineering Task Force (ETF) é uma organização aberta focada exclusivamente em padrões e políticas para a internet. Como a fibra óptica continua a fornecer um bloco de construção fundamental da internet, a IETF coopera com a Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC), a Organização Internacional de Normalização (ISO) e outros grupos de trabalho importantes para padronizar e proteger redes de fibra como uma via de internet.

Por que as redes de fibra precisam ser testadas?

Os requisitos do mercado e os requisitos de garantia tornam as redes de fibra óptica inevitáveis, mas há muitas outras razões para se testar e monitorar o desempenho da rede de fibra.

A demanda do mercado por largura de banda levou a um aumento no tamanho e na complexidade das redes de fibra. A arquitetura de rede óptica passiva (PON), DWDM (divisão de comprimento de onda denso multiplexado)e outras inovações introduziram mais segmentos de cabos e locais de perda de inserção, mesmo quando os requisitos de desempenho aumentam e as reservas estimadas de perdas diminuem. Testes de fibra completos e precisos em todos os níveis e fases de rede podem garantir a satisfação do cliente e a vantagem competitiva.

Apesar das melhores intenções de técnicos altamente treinados, a fragilidade e a escala da fibra óptica podem ser imprecisas quando se trata de contaminação, microcurvatura e danos ao conector. Conexões sujas continuam sendo a causa número um de falhas em redes de fibra. Testar uma rede de forma abrangente antes da ativação permite que quaisquer defeitos ou danos sejam detectados e reparados proativamente.

Testing fiber optic networks with VIAVI inspection equipment

O ciclo de vida do teste de fibra

O teste de fibra é frequentemente considerado uma atividade de instalação que verifica a prontidão da rede de fibra. Em aplicações práticas, o teste de fibra óptica estende-se desde o primeiro desenvolvimento de novos componentes e sistemas de fibra óptica no laboratório até monitoramento e troubleshooting, que garantem anos de desempenho confiável da fibra no campo.

Viavi Fiber Testing Portfolio 2020
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Desenvolvimento e verificação do sistema

Cada novo componente ou sistema de fibra óptica começa como um conceito no laboratório. Os testes nesta fase do ciclo de vida são necessários para provar o conceito e verificação do projeto. Para a fibra, isso inclui parâmetros de transmissão como perda de retorno óptico e dispersão cromática. Os produtos de fibra recém-projetados também podem estar sujeitos a tração, torção e testes de temperatura.

Para todos os componentes de rede de fibra, testes de laboratório eficazes exigem simulação de rede de fibra precisa para prever problemas do mundo real e verificar o desempenho do sistema. Elementos de rede óptica como módulos ópticos coerentes digitais (DCO) podem ser projetados e totalmente validados no laboratório com o sistema de medição e teste óptico MAP-300 da VIAVI. Uma coleção de módulos de teste óptico de troca a quente líder do mercado também é escalável para aplicações de teste de fabricação.

Fabricação

Testes de fabricação de rede de fibra são essenciais para garantir que o sistema funcionará adequadamente antes de um grande investimento no trabalho de instalação, em equipamentos e da validação ser feita. As medições de perda óptica devem ser realizadas pelo fabricante no nível do componente. O teste do tipo mecânico para parâmetros importantes também deve ser realizado.

Os trechos de cabo personalizados são frequentemente pré-terminados para acelerar a instalação. O mesmo equipamento de teste e inspeção de fibra óptica versátil usado em campo pode ser utilizado para verificar a qualidade do cabo na produção e estabelecer uma linha base da perda óptica.

Cada módulo, conector, splitter e transponder em uma rede de fibra implantada deve estar sujeito a esses mesmos padrões de alta qualidade. Fabricação escalável e automatizada e sistemas de teste ambiental oferecem a eficiência necessária para atender às crescentes demandas de produção no mercado de fibra óptica.

Instalação e turn-up

Quando todos os elementos estão no lugar certo durante a instalação da rede de fibra, o foco é em medição e certificação precisas e oportunas. A preparação na forma de layouts detalhados, reservas estimadas de perda e inspeção de fibra antes da instalação são pré-requisitos de uma implantação bem-sucedida. Uma equipe treinada armada com dispositivos de teste de fibra óptica precisos e calibrados é outro ponto importante.

Os testes de instalação e comissionamento são concluídos para verificar o cabo, a emenda e a qualidade da terminação (atenuação, localização e refletância). Testes e caracterização da fibra nos níveis 1 e 2 requerem uma variedade de ferramentas. Isso inclui localizadores visuais de falhas (VFLs), conjuntos de testes de perda óptica (OLTS) e reflectômetros ópticos no domínio do tempo (OTDrs). As soluções de teste da família SmartClass da VIAVI oferecem produtos portáteis integrados capazes de realizar inspeção de fibra, certificação de Nível 1 e tarefas de relatório com eficiência, usando um único instrumento.

Monitoramento e troubleshooting

A tarefa de testar redes de fibra não termina com o turn-up. Assim que a rede tiver sido ativada, o monitoramento de fibras ópticas é usado para avaliar a integridade contínua. Às vezes, o monitoramento é realizado como uma verificação periódica, embora o monitoramento de fibras ópticas ativo (AFM) detecte problemas ou intrusões continuamente, como uma prática recomendada do mercado. As soluções de teste de fibra remota ONMSi e SmarTotU da VIAVI simplificam o monitoramento de fibras ópticas contínuo ao permitir monitoramento remoto e sem contato manual com alertas automatizados.

Quando são detectados problemas na rede, o troubleshooting deve identificar a causa raiz rapidamente. Problemas típicos de campo envolvem interrupções ou degradações de serviço relacionadas a cabos, conectores ou hardware comprometidos. O OTDR e outras ferramentas de teste de fibra óptica usadas durante a instalação e o turn-up também podem ser utilizadas para troubleshooting de forma eficaz e reduzir o tempo médio de reparo (MTTR).

Melhores práticas para testar o cabo da fibra óptica

Testar as redes de fibra óptica é uma parte essencial da instalação da fibra óptica, bem como a manutenção contínua. Seguindo-se algumas práticas fundamentais de teste de fibra, as melhores práticas levarão a implantações de fibra e ativação de rede mais seguras, eficientes e confiáveis.

Fiber Optic Cable Testing Best Practices

  • A importância da limpeza na instalação e nos testes das fibras não pode ser ignorada. Um microscópio de fibra óptica pode ser usado para verificar a limpeza do core e conectar as ponteiras. Ferramentas de inspeção automática podem ser usadas para interfaces comuns de fibra como rede PON e MPO. São recomendáveis materiais de limpeza especializados para a limpeza adequada das conexões de fibra óptica. A mesma atenção à limpeza deve ser dedicada aos cabos de referência e às conexões de equipamentos de teste.
  • Ao usar um testador de fibra VFL (localizador visual de falhas), é extremamente importante proteger os olhos. Como o VFL utiliza uma fonte de luz a laser de alta intensidade, nem a fonte nem o core de fibra iluminado pelo VFL devem ser vistos diretamente a olho nu.
  • O uso de uma fonte de luz óptica e um medidor de potência, ou um conjunto de teste de perda óptica (OLTS), é uma boa prática para garantir que a reserva estimada de potência óptica esteja dentro das especificações do projeto. Uma fonte de luz óptica (OLS) calibrada pode ser usada em conjunto com um medidor de potência óptica (OPM) para quantificar a perda de inserção do enlace antes do turn-up.
  • OTDR é a ferramenta de teste de fibra óptica recomendada para a criação de uma base detalhada e registro das “características” do enlace de fibra.
  • O objetivo do OTDR é detectar, localizar e medir eventos em qualquer local em um enlace de fibra. São geradas informações de localização sobre perda localizada e eventos reflexivos, fornecendo aos técnicos um registro ilustrado e permanente das características da fibra.
  • Ao usar um OTDR, utilize cabos de lançamento para qualificar os conectores na extremidade próxima e na extremidade distante. Um cabo de lançamento é conectado entre o testador e a fibra em teste, e o cabo de recepção é conectado na extremidade mais distante do enlace de fibra. É importante observar que a fibra usada no lançamento e no cabo de recepção deve corresponder à fibra que está sendo testada (tipo, tamanho do core etc.)
  • Os princípios da automação do processo de teste (TPA) eficazes no chão de fábrica também podem ser estendidos para a instalação da rede de fibra. Ao minimizar os processos de teste manuais e reduzir as oportunidades de erros e tempo de treinamento, a certificação e o turn-up podem ser concluídos e documentados de forma confiante e previsível.
  • Por último, planejamento e preparação adequados são as melhores práticas básicas aplicáveis a qualquer empreendimento organizado, incluindo testes de fibra. Montar e organizar um kit de ferramentas de teste previamente limpo, calibrado e completo é essencial para realizar os testes de fibra óptica mais eficazes e precisos.

Teste de fibra e construção de cabos de fibra óptica

O emprego da comunicação por fibra óptica pode parecer elegante em sua simplicidade, mas o teste de cabo de fibra óptica requer o entendimento de alguns princípios básicos que diferenciam o teste de fibra de seu predecessor, o teste de fio analógico.

A fibra óptica é composta por um filamento de vidro muito fino envolto em uma camada protetora de plástico. A luz, que é injetada no core da fibra de vidro, seguirá o caminho físico dessa fibra devido à reflexão interna total da luz entre o core e o revestimento.

Fiber Testing

Os três Cs de uma fibra óptica

Os elementos básicos de uma fibra óptica em termos de teste de fibra são às vezes chamados de “três Cs”:

  • Core: o centro do cabo da fibra, feito de plástico ou vidro com tratamento especial. Esse é o meio de transmissão da luz em toda a extensão do cabo, por isso deve ser o mais puro e limpo possível.
  • Cladding:  (revestimento) uma camada adicional feita de material semelhante ao core, mas com um índice de refração mais baixo para facilitar a reflexão de retorno da fonte de luz de volta ao core continuamente.
  • Coating:  (proteção) a camada externa do cabo que envolve, protege e isola o core e o revestimento.

Tipos de fibra

A fibra é classificada em diferentes tipos (multimodo ou monomodo) com base na maneira como a luz viaja por ela. O tipo de fibra está diretamente ligado ao diâmetro do core e do revestimento. A fibra multimodo tem um diâmetro de core maior, permitindo que vários modos de luz a transpassem simultaneamente.

As principais vantagens da fibra multimodo são a facilidade de acoplamento às fontes de luz e às outras fibras, o custo inferior das fontes de luz (transmissores) e os processos simplificados de conectorização e emenda. No entanto, sua atenuação alta (perda óptica) e a baixa largura de banda limitam a transmissão de luz sobre a fibra multimodo a curtas distâncias.

A vantagem da fibra monomodo é o seu maior desempenho em relação à largura de banda e à atenuação.

O tamanho pequeno do core da fibra monomodo requer transmissores e sistemas de alinhamento mais caros para que se tenha um acoplamento eficiente. No entanto, para sistemas de alto desempenho ou para sistemas com mais de alguns quilômetros de extensão, a fibra monomodo continua sendo a melhor solução.

Métodos de teste de fibra e tipos de medição

Para avaliar a qualidade de uma instalação de fibra, considerá-la pronta para ativação do serviço e garantir uma operação sempre confiável de um enlace de fibra, alguns métodos de testes e ferramentas da fibra devem ser utilizados.

Há várias coisas importantes para se medir, avaliar e verificar:

Inspeção do conector óptico

Quando duas fibras são unidas, um requisito fundamental é garantir que a luz passe de fibra para a fibra, sem perda excessiva ou refletância de retorno. O que continua sendo um desafio é a manutenção de uma face final intocada. Uma única partícula inserida no core de uma fibra pode causar perda de inserção e reflexão de retorno significativas e até danos ao equipamento. Uma inspeção de fibra proativa é essencial para assegurar conexões de fibra confiáveis.

Fiber End-Face Inspection

Teste de continuidade da fibra

Durante o teste das redes de cabos de fibra óptica, uma fonte de laser visível, conectada a uma extremidade do cabo, pode ser usada para verificar a transmissão para a extremidade oposta. Esse tipo de teste de fibra óptica destina-se tão somente a detectar defeitos brutos da fibra, como macrocurvaturas. O teste de continuidade de fibra também pode ser usado para determinar se o cabo de fibra óptica correto está conectado no local correto do patch panel.

Um identificador de fibra (FI) é uma ferramenta de teste de fibra portátil útil que pode identificar e detectar sinais ópticos do exterior em qualquer ponto ao longo do enlace de fibra. Os identificadores de fibra podem ser usados para confirmar a presença de tráfego em uma fibra, bem como a direção da transmissão.

Um localizador visual de falhas (VFL) usa luz laser de espectro visível para testar a continuidade da fibra, bem como para detectar condições de falha. A fonte de luz vermelha será visível por meio do revestimento no local de quaisquer quebras na fibra ou de emendas defeituosas. Para fibra com mais de 5 km (3 milhas) ou em que o acesso para visualizar a fibra é limitado, pode ser usado um OTDR como testador de cabo óptico para identificar qualquer problema de continuidade.

Medição de perda óptica

Conforme a fonte de luz atravessa a fibra, ela diminui o nível de potência. A diminuição no nível de potência, também chamada de perda óptica, é expressa em decibéis (dB).

Alguns podem perguntar qual é o “método correto para testar uma fibra”. A maneira mais precisa de medir a perda óptica geral em uma fibra é injetar um nível de luz conhecido em uma extremidade e medir o nível de luz na outra extremidade, usando um OLTS. Como a fonte de luz óptica e o medidor de potência estão conectados às extremidades opostas do enlace, é necessário acessar ambas as extremidades da fibra para este método.

Medição de potência óptica

A medição de potência é um teste da intensidade do sinal do transmissor quando o sistema estiver em uso ou ativado. Um medidor de potência óptica exibirá a potência óptica recebida em seu fotodiodo e pode ser conectado diretamente à saída do transmissor óptico ou em um cabo de fibra no ponto onde estaria o receptor óptico. A potência óptica pode ser medida em unidades “dBm”, na qual o “m” representa 1 miliwatt e o “dB” refere-se a decibéis.

Teste de fibra para verificar perda óptica

Ao testar uma fibra quanto a perda óptica, os testadores de fibra precisarão conectar-se a uma fonte de teste para fornecer um padrão de luz óptica, bem como um cabo de lançamento para fornecer uma referência de “perda de 0 dB” calibrada. Um medidor de potência na extremidade oposta do circuito medirá a fonte de luz com e sem a fibra em teste para quantificar a perda em dB da própria fibra.

Outros métodos para testar as conexões do cabo de fibra óptica incluem cabos de lançamento e cabos de recepção conectados ao medidor de potência. Esse é o método padrão para testar a perda em uma planta de cabo instalada, e inclui as medições de perda em ambas as extremidades de conexão do cabo de teste. Por esse motivo, um aspecto importante de qualquer teste de fibra óptica é assegurar que todas as conexões estejam extremamente limpas.

Testing Fiber for Optical Loss

Optical Time Domain Reflectometer

Um reflectômetro óptico no domínio do tempo (OTDR) também pode ser usado como testador de cabo de fibra óptica para verificar a perda óptica. Utilizando a fonte de luz de alta intensidade emitida em um intervalo de pulso predefinido por meio de um cabo de conexão em uma extremidade do cabo de fibra óptica, o instrumento OTDR analisa o retroespalhamento da luz, retornando ao local de origem.

Este método de teste de fibra de extremidade única pode ser usado como um testador de fibra óptica para analisar quantitativamente a perda, bem como identificar os locais de perda durante a instalação, manutenção e troubleshooting. Os produtos Mini OTDR oferecem a funcionalidade de um dispositivo OTDR mainframe em um produto de teste de fibra portátil e podem integrar outras capacidades como inspeção de extremidade da fibra, VFL e medição de potência. Saiba mais sobre teste com OTDR.

As origens do teste de fibra óptica

The Origins of Fiber Testing

A transmissão de um sinal óptico através de uma “fibra” de vidro fino não é um conceito novo. Há mais de um século, experimentos mostraram a capacidade da luz de se deslocar através de um substrato de vidro curvo e reter a maior parte da sua intensidade original. No final da década de 1960, fibras de vidro ultratransparentes, de laser óptico e de sinalização digital uniram-se para formar a base das redes de comunicação de fibra óptica que conhecemos hoje. Na década de 1990, as redes de fibra óptica já podiam transportar até 100 vezes mais informações do que cabos tradicionais com amplificadores eletrônicos.

As fibras ópticas funcionam convertendo informações eletrônicas/binárias em sinais ópticos na forma de pulsos de luz digital. Esses sinais podem ser transmitidos por longos percursos de fibra óptica até um receptor na extremidade da linha, no qual o sinal é convertido novamente em sua forma binária original. Esse é o formato legível para sistemas e dispositivos de computador. Para verificar e manter a integridade desses sinais ópticos em redes complexas e de longa distância, bem como acompanhar o ritmo do aumento na largura de banda, os processos de teste de fibra devem evoluir continuamente.

O futuro do teste de fibra óptica

O potencial da fibra como meio de comunicação parece ilimitado, com novas descobertas e possibilidades sendo continuamente encontradas. A pesquisa promissora em tecnologias como a transmissão de “luz trançada” pode consequentemente levar a uma melhoria de largura de banda de 100 vezes sobre a mesma fibra monomodo.

Essa capacidade adicional pode ser necessária antes do esperado, com o 5G, Iot (Internet das Coisas) e inteligência artificial acelerando o aumento já acentuado ano após ano sobre o consumo. Não é surpresa que o mercado de testes de fibra óptica cresça em um ritmo de praticamente 9% ao ano no futuro próximo.

Fiber optic testers from VIAVI

Para garantir esse futuro brilhante, uma abordagem comum em etapas para testar a fibra é fundamental. Inovações que começam como conceitos não comprovados acabam passando para a produção e finalmente se tornam elementos essenciais de redes de fibra em todo o mundo. Ao estabelecer soluções de teste confiáveis e interoperáveis com uma DNA (arquitetura de rede digital) comum que liga todas as fases do ciclo de vida de testes, a VIAVI está habilitando soluções de teste e monitoramento de fibra para acompanhar a imaginação.

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