Компания VIAVI — единственная, предлагающая полностью портативные DTS- и DTSS-решения, включающие в себя и классический оптический рефлектометр. Большинство устройств для измерения температуры и механического воздействия существуют только в стоечном исполнении. Наши решения для измерений с использованием оптоволокна отличаются модульной конструкцией, работают от батареи и совместимы с масштабируемой контрольно-измерительной платформой MTS-8000 или решением VIAVI ONMSi, совместимым с моделью OTU-8000. OTU-8000 — это модульное головное контрольно-измерительное устройство, включающее в себя оптический рефлектометр, рефлектометры по методу Бриллюэна и Рамана, а также коммутатор, позволяющий автоматизировать наблюдение за множеством оптоволоконных кабелей.
Какие типы опросных устройств для оптоволоконных датчиков предлагает компания VIAVI?
Портфель контрольно-измерительных устройств VIAVI для оптоволокна включает в себя:
- Устройства DTS (распределенное измерение температуры) на базе технологии оптического рефлектометра по методу Рамана
- Устройства DTS (распределенное измерение температуры и механических воздействий) на базе технологии оптического рефлектометра по методу Бриллюэна
Как периодически проводить контроль инфраструктуры?
Использование портативной платформы, такой как VIAVI MTS-8000 с модулем DTS или DTSS позволит техническому специалисту проводить измерения характеристик оптоволокна на месте. Кроме того, использование ONMSi и устройства для тестирования оптики (OTU) в стоечном исполнении с функциями DTS и DTSS позволяет наблюдать за оптоволокном за счет их периодической контрольной трассировки и уведомлять об изменениях при наличии отклонений от эталонной трассы.
Каковы экономические преимущества использования распределенных оптических датчиков по сравнению с традиционными электромеханическими?
Оптоволоконные датчики значительно дешевле, менее трудоемкие в монтаже и позволяют собирать больше данных. В распределенных датчиках используется тот же материал, что и в оптоволокне, они недороги, имеют малый вес, и их просто прикрепить или встроить в тестируемый объект.
Оптоволоконные датчики надежны, не требуют постоянного электропитания для получения данных, и на них не влияют электромагнитная и радиоинтерференция. Ранее основными источниками получения данных о механических и температурных воздействиях были датчики, требовавшие питания, отдельного провода, и имевшие большой вес.
Электромеханические датчики могут отвалиться, нарушать работу оптоволокна, иметь высокую стоимость, и они требуют источника питания. В местах, где питание недоступно, и их работа затруднена вследствие коррозии, вибраций или электромеханических помех, их использование крайне проблематично. Электрические и радиопомехи искажают данные их измерений. Недорогой мониторинг безопасности с использованием оптоволокна может использоваться для мостов, в конструкцию которых оптоволокно можно встраивать или прокладывать уже после строительства. Это позволит выявить механическое воздействие и угрозу разрушения объекта еще до того, как она станет реальной. Если у оптоволокна нет чрезмерного изгиба, то его можно устанавливать синусоидально, чтобы иметь большее количество точек данных вдоль его поверхности. Оптический рефлектометр определяет микро- и макроизгибы и может использоваться для оптимизации механического воздействия на оптоволокно и его изгибы при монтаже датчика, если в конкретной сфере применения оптоволокно должно быть слегка напряженным.
Каковы преимущества оптоволоконных датчиков, и какие типы данных можно получить от них?
Оптоволоконные датчики обеспечивают различные типы данных благодаря технологии оптической рефлектометрии во временной области (OTDR), включая данные об акустических параметрах, механическом воздействии, температуре и характеристиках передачи света, которые указывают на перемещение, изгибы и разломы кабеля. Эти данные могут поступать по всей длине оптоволокна, а не ограничены отдельными дискретными точками расположения датчиков. Например, использование OTDR для измерения указанных параметров позволит определить градиент изменения температуры по всей длине оптоволокна. Можно также определить участок начала и окончания напряжения волокна на основании его удлинения. В телекоммуникациях следует избегать механических воздействий, следовательно, его замеры защищают сеть и позволяют заблаговременно устранять механические воздействия на кабель и проводить его ремонт. При наблюдении за мостом механическое воздействие на оптоволокно может указывать на перемещение моста, например, провисание, прогиб или напряжение, вызванное разделением пролетов моста.
Можно также измерять температуру по всему зданию, для которого требуется специфический температурный режим, например, ЦОД, атомная станция или хранилище крови. Традиционные термостатические датчики с питанием размещаются в нескольких местах и периодически измеряют параметры дискретно. Они дороги и требуют постоянной подачи электроэнергии. Что произойдет в случае отсутствия датчика или его отказа из-за перебоя в питании, экстремальных температур или электромагнитной интерференции? Из-за неоптимального регулирования температуры появляются «холодные» или «горячие» области. Оптоволоконный датчик в виде одного или нескольких оптоволоконных кабелей может опутать все здание, получая информацию непрерывно на всем своем протяжении. Такая сеть обеспечит большее количество точек данных, а также позволит улучшить покрытие при более низкой стоимости и высокой надежности. Для опроса оптоволоконного датчика достаточно импульса света, испускаемого лазером оптического рефлектометра, а на случай перебоев в питании более, чем на день, устройство может работать от батареи.
Каковы принципиально новые сферы применения оптоволоконных датчиков?
Мониторинг оптоволокна, используемого для передачи данных и в телекоммуникациях:
По всему миру кабели связи размещаются в суровых условиях под землей, водой и в воздухе, где из-за льда, ветра, эрозии, волн, вандализма и человеческих ошибок на кабели оказывается физическое воздействие, и они обрываются, что приводит как к перебоям, так и к снижению качества обслуживания. Иногда после монтажа физическое воздействие на кабель сохраняется. При чрезмерном воздействии такого рода кабель может оборваться, а его срок службы снижается с 35–40 лет до всего лишь нескольких месяцев.
Магистральные и подводные кабели жизненно важны, но их трудно обслуживать в неблагоприятных погодных условиях или труднодоступной, опасной местности. Распределенное выявление физических воздействий с помощью волоконно-оптического датчика позволит владельцу сетевого кабеля тестировать оптоволокно при монтаже, а затем проверять темное волокно на предмет чрезмерных физических воздействий и изменения уровня воздействий, чтобы избежать обрывов. Не так давно в Мавритании произошел обрыв подводного кабеля, из-за которого вся сеть страны оказалась отключенной от Интернета на два дня. Это произошло из-за того, что траулер зацепил кабель, шедший от берега Африки в Европу, вызвав его обрыв. Если бы за механическим воздействием на кабель велось наблюдение, то предупреждение было бы передано еще до обрыва. А при обрыве классическая опторефлектометрия по методу Рэлеевского рассеяния позволила бы определить его место с точностью до одного метра , сократив время простоя.
Представьте себе, что на воздушный кабель намерзло большое количество льда. Оператор сети может наблюдать за кабелями и определять сегменты, где сотрудникам следует удалить лед во избежание чрезмерного физического воздействия. После такого события кабель можно проверить на предмет соответствия допускам МАТ и запланировать его замену. Оптические рефлектометры с технологией DTSS существуют как в портативной версии, так и с установкой в стойку.
Ремонт кабелей связи и выставление регрессных страховых счетов виновникам:
Наиболее распространенный случай обрыва кабеля — в результате земляных работ при строительстве, когда кабель повреждается ковшом экскаватора. Часто после выявления места обрыва ремонт производится за счет сращения или установки разъемов на местах разрыва. В то же время это решение проблемы может оказаться кратковременным поскольку когда экскаватор тянул кабель из-под земли, механическая нагрузка повлияла на многие метры кабеля на обеих сторонах разрыва.
Кабель может вновь порваться при повторном монтаже, или его характеристики ухудшатся настолько, что он не сможет нормально работать. Постоянные ремонты дорого обходятся и могут привести к повторным отказам. Распределенные измерения механического воздействия с использованием OTDR и оптоволоконных датчиков по обе стороны от места обрыва позволят техническому специалисту предоставить фактические данные о том, какие именно части кабеля подлежат замене. Эти доказательства могут использоваться для выставления счета стороне, ответственной за повреждение. Кроме того, можно избежать повторных ремонтов и перебоя в обслуживании для клиентов, а также ненужных работ на неповрежденных частях кабеля, которые не испытывали механического воздействия.
Выявление утечек на трубопроводах и дамбах:
Трубопроводы, используемые в нефтехимии и пищевой отраслях, для подачи воды и отведения отходов, переносят самые разнообразные материалы — недешевые и потенциально агрессивные. Пролив, утечка, вызывающая загрязнение в трубопроводе, а также кража могут привести к катастрофическим проблемам. Мониторинг трубопроводов проводится путем замеров температуры и физического воздействия на оптоволокно, расположенное вдоль трубопровода. Аналогичным образом осуществляется мониторинг дамб. Серьезное изменение температуры, механических воздействий или характеристик отражения света указывают на возможность утечки. Температура показывает утечку или несанкционированное подключение, механические воздействия — на повреждение вследствие неожиданного перемещения, а место возникновения проблемы определяется с точностью до метра с использованием классической опторефлектометрии по методу Рэлеевского рассеяния. Комбинированное опросное устройство, способное считывать параметры физического воздействия, температуры и отражения света, может быть частью установленного в стойку оптического рефлектометра, постоянно отслеживая оптоволоконные датчики, присоединенные к трубопроводу. Оптоволоконные датчики обеспечивают точность определения, позволяя оперативно выводить объект из эксплуатации, проверять и ремонтировать его.
Выявление локальных перегревов на ЛЭП:
Локальный перегрев на линиях электропередач — это серьезнейшая угроза пожара и повреждения инфраструктуры. Недавние лесные пожары в Калифорнии, США, были, вероятно, вызваны именно локальным перегревом или обрывом кабеля ЛЭП. Это привело к гибели людей и огромным убыткам, а энергетической компании предъявлены иски, которые могут привести к ее банкротству.
Единственным экономически оправданным средством выявления подобных проблем является удаленный мониторинг, включая распределенное измерение температуры (DTS) — что существенно дешевле убытков от катастрофических событий. Для удаленного мониторинга ЛЭП вдоль нее прокладывается оптоволокно. При выявлении роста температуры, механических воздействий или изгиба, что может указывать на отказ на линии, система выдает предупреждающий сигнал. В сочетании с Рэлеевским OTDR-анализом возможно определить точное место возникновения проблемы на основании постепенного или внезапного изменения местоположения оптоволокна, сравнивая эталонную трассировку с периодически выполняемой. При получении предупреждающего сигнала возможно аварийное отключение линии питания и проведение расследования. А поскольку анализ оптоволокна с использованием оптоволоконного датчика не подвержен электромагнитным помехам, это идеальный источник данных в среде, где такие помехи постоянны.
Подробнее об измерениях с использованием оптоволокна, тестировании оптоволокна имониторинге оптоволокна.
