Tietoliikennejärjestelmien harjoitustyö 1997

Jukka Ojala:

Valokaapelien mittaukset ja vianhaku

Valokaapeleiden ja kuitujen ominaisuuksia voidaan tutkia monilla eri mittauksilla. Mitattavia suureita on paljon, samoin mittausmenetelmiä. Suoritettavien mittausten tarve on erilainen sen mukaan, onko kyseessä tutkimus ja tuotekehitys, valmistuksen laadunvalvonta vai verkon rakentaminen ja käyttö.

Seuraavassa yleisimmät kuidusta mitattivissa olevat suureet:

Asennuksen yhteydessä ja käytön aikana tarvittavat tärkeimmät mittaukset ovat ylläolevan luettelon kolme ensimmäistä mittausta. Takaisinsirontamittaus eli tutkamittaus on yleisin asennuksen yhteydessä tehtävä mittaus, sillä tutkamittauksen antama informaatio kuidusta tai kuitureitistä sisältää tärkeimmät seikat sen käyttöönoton, dokumentoinnin ja käytön kannalta.

Jotta mittaukset olisivat luotettavia on syytä pitää huoli mittalaitteiden kalibroinnista. Kalibroinnin voi suorittaa siihen valtuutettu elin.

Vaimennusmittaus vertailumenetelmällä

Optisen kuidun vaimennus mitataan lähetin-vastaanotinparin avulla. Mitattavaan kuituun syötetään lähettimestä valotehoa ja valotehon taso mitataan kuidun alku- ja loppupäästä. Mitattujen tasojen erotus on kuidun vaimennus. Kuvattua menetelmää kutsutaan vertailumenetelmäksi.

Sen mukaan miten mittaus käytännössä toteutetaan puhutaan kolmesta eri vertailumenetelmästä:

Katkaisumenetelmässä mitattava kuitu kytketään toisesta päästään optiseen lähettimeen ja toisesta päästään optisen tehon mittariin. Ensin mitataan loppupäästä tuleva optinen tehotaso P2(dBm). Sitten katkaistaan kuitu alkupäästä 1-2 m pituiseksi ja mitataan tästä tuleva optinen tehotaso P1(dBm). Vaimennus A(dB) saadaan mitattujen tehotasojen erotuksena.

Väliinkytkemismenetelmässä mitataan ensin optisen lähettimen antama optinen tehotaso P1(dB) lyhyen syöttökuidun päästä. Sitten kytketään mitattava kuitu syöttökuidun ja optisen tehomittarin väliin ja mitataan kuidun loppupäästä tuleva tehotaso P2(dB). Vaimennus A(dB) saadaan mitattujen tehotasojen erotuksena.

Korvausmenetelmä poikkeaa vain vähän väliinkytkemismenetelmästä. Tehotaso P1 mitataan kuten edellisessä, mutta mittauksen toisessa vaiheessa syöttökuitu korvataan tutkittavalla kuidulla ja mitataan kuidun loppupäästä tehotaso P2. Vaimennus saadaan jälleen tehotasojen erotuksena.

Tutkamittaus perustuu takaisinsirontailmiöön ja valon heijastumiseen taitekertoimen muutoskohdasta. Mittauksessa käytettävää laitetta kutsutaan valokaapelitutkaksi (OTDR, Optical Time Domain Reflectometer). Lähettimestä lähetetään suuntakytkimen kautta kuituun valopulssi. Kuidussa edetessään pulssi vaimenee ja osa pulssin tehosta siroaa takaisin kuidun alkupäähän. Takaisin sironnut osa vahvistetaan ja syötetään näyttölaitteelle. Lisäksi osa pulssin tehosta heijastuu takaisin kuidussa olevista mahdollisista taitekertoimen muutoskohdista. Tutkalla voidaan siis saada selville seuraavat asiat; kuidun vaimennus ja sen jakautuminen pitkin kuitua, jatkoksien vaimennukset ja etäisyydet, kuidun pituus ja mahdollisten kuitukatkoksien sijainti.

Vianhaku

Vika valokaapelijärjestelmässä ilmenee yleensä järjestelmän antaman hälytyksen perusteella. Signaali katoaa joko kokonaan tai muut kriteerit signaalin siirron laadun suhteen ylittyvät. Vikaa haettaessa on ensin selvitettävä onko vika laitteistossa vai kaapeliverkossa. Jos vika on kaapeliverkossa on se paikallistettava, jotta korjaaminen olisi mahdollista. Tyypillisimmin vika esiintyy jatkoksessa, liitoksessa, kaapelin vaurioituessa tai peräti katketessa. Vian paikallistamisessa on valokaapelitutka välttämätön apuväline. Järjestelmähälytyksen tai tasomittausten perusteella saadaan ensin selville verkon se piste (esim. jakaja) johon asti järjestelmä toimii. Tästä pisteestä voidaan tutkan avulla ryhtyä etsimään vikakohtaa suunnasta, jossa vika esiintyy. Tutkan avulla saadaan selville vikapaikan etäisyys mittauspisteestä. Tutkamittaustuloksen ja verkon dokumentoinnin perusteella saadaan vian fyysinen sijainti selville. Tutkamittaus on hyvä, mikäli mahdollista, tehdä molemmista suunnista vikapaikkaan nähden. Tällöin tarkkuus paranee ja vian laajuus selviää, mikäli vika ei ole pistemäinen. Kaapelin kaikki kuidut on tarkistettava tutkamittauksin, vaikka vika ilmenisi vain yhdessä kuidussa.
 

Lähde

Suomen Sähköurakoitsijaliitto ry: Valokaapelit ja niiden asentaminen