9.2.5. Холодный зажим

Одной из главных проблем, связанных с измерениями OTDR, является то, что расстояние до дефекта вдоль кабеля и физическое расстояние до дефекта, измеренное по земле, часто могут сильно различаться. Обычно это потому, что кабель часто свернут в бухты рядом с точками соединения и протягивания вдоль маршрута, чтобы имелась возможность ремонта и расширения системы. Точное определение действительной разницы между длиной кабеля и физическим расстоянием может оказаться очень сложным.

Австралийская телекоммуникационная сеть Telstra совместно с австралийским производителем волоконно-оптического тестирующего оборудования Kingfisher разработала для обнаружения относительного положения методику введения в кабель временного дефекта. Система состоит из открытого зажима, который крепится вокруг кабеля, в который наливается жидкий азот. "Холодный зажим" (как это называется) создает в этой точке затухание от 0,2 до 1 дБ. OTDR затем находит расстояние до созданного дефекта, а затем можно точно определить расположение настоящего дефекта и устранить его.

9.2.6. Проверка частоты ошибок в битах

Частота ошибок в битах (bit error rate - BER) является мерой эффективности линии передачи данных. BER определяется путем присоединения специальных тестирующих приборов к передатчику и приемнику, после чего передатчик посылает через систему волоконно-оптической связи псевдослучайный набор битов и измеряет число неверных битов на выходе из приемника (прибор измерения частоты ошибок, присоединенный к приемнику, содержит тот же код псевдослучайного набора битов)х. Тест проводится в течение предопределенного периода времени, который служит основной точкой отсчета для значения числа ошибок. Затем вычисляется число ошибок путем сложения числа битов, содержавших ошибку, и деления его на общее число битов, переданных за указанный период времени.

Для волоконно-оптических систем связи проверка числа ошибок проводится в течение 30 минут или 1 часа (например, в микроволновой радиосвязи проверка обычно проводится в течение 24 часов, 48 часов или дольше).

Для большинства волоконно-оптических систем связи в качестве приемлемого минимума рекомендуется остаточное число ошибок (фоновое число ошибок, когда система доступна для нормальной работы) 10^-9 (то есть один ошибочный бит на каждый миллиард переданных битов). Если для стандартной системы оптической передачи нарисовать график зависимости Числа ошибок от силы- принятого детектором сигнала, можно увидеть, что кривая ошибок остается достаточно плоской, пока уровень сигнала не приблизится к чувствительности приемника, а затем показатель резко падает. Это показано на рис. 9.6.

9.6. Зависимость числа ошибок (BER) от уровня принятого сигнала для стандартной оптической системы передачи

На этом графике также отображен тот факт, что ожидаемая фоновая частота ошибок для волоконно-оптической связи составляет в норме 10^-12.

Как правило, проверку частоты ошибок выполняют лишь в волоконно-оптических системах, требующих высокой безошибочности работы. Это стандартный рекомендованный тест для линий связи с длиной свыше 2 км и со скоростями передачи выше 100 Мбит/с.

Число ошибок обычно имеет отношение к другому параметру системы связи, который называется коэффициентом готовности. Он определяется как процентное соотношение времени, в течение которого связь доступна для непрерывного использования в течение периода в 12 месяцев с минимальной указанной частотой ошибок (для волоконно-оптической связи обычно от 10^-9 до 10^-12). Время, в течение которого линия связи недоступна для использования, называется простоем (outage). Поскольку невозможно проводить тест числа ошибок в течение 12-месячного периода (потому что линия связи нужна для использования по назначению - передачи информации), значения готовности обычно вычисляют теоретически, используя в качестве основы для вычислений запас надежности.

Например, требуемой характеристикой может быть доступность линии связи в 99,99% для любого 12-месячного периода с максимальной частотой ошибок 1 х 10^-9.

Это означает, что система не будет иметь простоев в течение 12-месячного периода. Суммарный простой больше (365 дней х 24 часа/день х 60 минут/час х 0,01%) = 53 минуты, где простоем считается наличие более одного ошибочного бита на каждый миллиард преданных битов.

Другим примером с менее строгими параметрами (например, для передачи по медному кабелю или посредством радиосвязи) может быть требуемая характеристика с доступностью 99,85% для худшего месяца любого года с максимальной частотой ошибок 1 х 10^-3.

Это означает, что система не должна иметь простоев в худший месяц более (31 дней х с 24 часа/день х 60 минут/час х 0,15%) = 1 часа 7 минут, где простоем считается наличие более одного ошибочного бита на каждую тысячу переданных битов.

Международный стандарт

При измерении частоты ошибок для высокоскоростных каналов передачи данных через телефонные линии связи международный стандарт требует, чтобы число ошибок проверялось через компоненты 64 Кбит/с высокоскоростной линии связи (часто 2 Мбит/с). Неготовность при этом определяется как периоды времени, когда число ошибок в каждой секунде превышает 10^-3 для периода из 10 последовательных секунд или дольше на скорости передачи данных 64 Кбит/с. Если число ошибок превышает 10^-3 лишь для девяти последовательных секунд, линия связи все ещё считается готовой.

Другими условиями, применяющимися для этих видов соединений, является число сильно ошибочных секунд, в которых число ошибок превышает 10^-3 в течение одной полной секунды (то есть секунды с числом ошибочных битов более 64), и число ошибочных секунд, в которых в секунде имеется один или более ошибочных битов.

Волоконно-оптические системы передачи должны иметь чрезвычайно высокие значения доступности. Для волоконных систем легко достижимо значение 99,99% (суммарный простой в течение года 53 минуты) или лучше. Причиной таких высоких значений доступности является то, что на оптические волокна не воздействуют помехи, наводки и большинство других факторов внешней среды, в отличие от систем связи на основе медных кабелей, и радиосвязи. Однако из-за рассеяния Релея, дисперсии, колебания температуры флуктуации в высокоскоростных системах и других непредвиденных эффектов показатель безошибочности теоретически никогда не достигнет 100%.