#UnderstandingOTDRs အပိုင္း (၁)

#UnderstandingOTDRs
အပိုင္း (၁)
(www.anritsu.com မွ Understanding OTDRs စာအုပ္ကို ဘာသာျပန္သည္။)

Introduction

Fiber Optic Communications
Testing Optical Fiber For Loss
Other Fiber Tests
OTDR Applications

Introduction

Fiber Optic Communications

Fiber Optic ဆက္သြယ္ေရးက ရိုးရွင္းပါတယ္။ Electrical signal မွ Light signal သို ့ေျပာင္းျပီး Optical Fiber မွတစ္ဆင္႕ အေ၀းတြင္ရိွေသာ Receiver ဆီသို႕ အလင္းတန္းထုတ္လႊင္႕ျခင္းျဖစ္ပါတယ္။ Receiver အေရာက္တြင္ Light signal မွ Electrical signal သို႕ျပန္ေျပာင္းေပးပါတယ္္။ Fiber Optic ဆက္သြယ္ေရးက အျခား transmission နည္းလမ္းေတြထက္ ေကာင္းက်ိဳး ပိုမ်ားတယ္။ အလြန္ေ၀းကြာေသာ အကြာအေ၀းအထိ signal ကို ပို႕ေဆာင္နိုင္ျပီး အနီအနားရိွလွ်ပ္စစ္စက္ကြင္း ေတြမွလည္း မေနွာက္ယွက္နိုင္ပါဘူး။ ၄င္းရဲ႕စြမ္းေဆာင္ရည္က copper or coax cable systems ေတြထက္ မ်ားစြာပိုသာပါတယ္ ျပီးေတာ့ fiber က copper system ထက္ပိုျပီးေတာ့ ေပါ့တယ္ ပိုေသးပါတယ္။

Figure (1)

Fiber Optic ဆက္သြယ္ေရးရဲ႕ အဓိကကန္႕သတ္ေနတဲ႕အခ်က္ကေတာ႕ Fiber ထဲကိုျဖတ္သန္းသြားတဲ႕ အလင္းတန္းရဲ႕ Attenuation (ဆံုးရံႈးမႈ)ပဲျဖစ္ပါတယ္။ အေရးၾကီးတဲ႕ အခ်က္ကေတာ႕ Fiber ထဲကို လႊတ္လိုက္တဲ႕ အလင္းတန္းမွာပါ၀င္တဲ႕ အခ်က္အလက္ (information ) ေတြကို လက္ခံရယူျပီး နဂိုပံုစံသို႕ ျပန္ေျပာင္းျခင္းပဲျဖစ္ပါတယ္။ အလင္းတန္းက Fiber ထဲမွာ Rayleigh scattering (ေနာက္ပိုင္းရွင္းျပပါမည္) သေဘာတရားနဲ႕ ျဖတ္သန္းစဥ္မွာ အလင္းဆံုးရႈံးမႈ (attenuation) ကိုျဖစ္ေပၚေစပါတယ္။ အခ်ိဳ႕အလင္းတန္းေတြကို ဖန္သားထဲသို႕ စုပ္ယူျခင္း ခံရသလို ဖန္သားရဲ႕အညစ္အေၾကးနဲ႕ Bends (ေကြးေကာက္ျခင္း) ေတြေၾကာင္႕လည္း ဖန္သားအျပင္သို႕ ေပါက္ထြက္မႈေတြ ျဖစ္ေပၚေစတယ္။ အလင္းမ်ားစြာ ဆံုးရံႈးရင္ (သို႕) attenuation ျဖစ္ရင္ေတာ႕ Receiver မွာ အလင္းတန္းထဲက pulses ေတြကို ခြဲျခားဖို႕ရာ အလင္းတန္းက အားနည္းေနမွာျဖစ္ပါတယ္။ အလင္းတန္းက အားအရမ္းနည္းေနရင္ေတာ႕ Transmitter ရဲ႕ output power ကို ျမွင္႕ေပးျခင္း ၊ Receiver ရဲ႕ sensitivity ကို ျမွင္႕ေပးျခင္း (သို႕) Transmitter နဲ႕ Receiver ၾကားအကြာအေ၀းကို ေလွ်ာ့ခ်ေပးျခင္းျဖင္႕ Attenuation (ဆံုးရံႈးမႈ) မ်ားေနျခင္းကို ေလွ်ာ့ခ်နိုင္သည္။ ဆက္သြယ္ေရးစနစ္မွာ အသံုးမျပဳရေသးခင္ Fiber အေနနဲ႕ အကြာအေ၀းတစ္ခုမွာ အလင္းဘယ္ေလာက္ဆံုးရံႈးေနေၾကာင္းသိဖို႕ရာ အလြန္အေရးၾကီးပါတယ္။ Attenuation (ဆံုးရံႈးမႈ) ပမာဏမ်ားလြန္းေနရင္ မွန္ကန္တဲ႕လုပ္ရပ္တစ္ခု လုပ္ဖို႕လိုပါတယ္။

Testing Optical Fiber For Loss

Fiber တစ္ခုရဲ႕ overall attenuation တိုင္းဖို႕ရာ အေကာင္းဆံုးနည္းလမ္းကေတာ႕ အဆံုးတစ္ဖက္မွ သိရိွထားတဲ့အလင္း level တစ္ခုကို လႊတ္ျပီး အျခားအဆံုးတစ္ဖက္မွ ထြက္လာတဲ႕ အလင္း level  ကို တိုင္းျခင္းပဲျဖစ္ပါတယ္။ Level နွစ္ခုၾကားျခားနားခ်က္ (decibels or dB နဲ႕တိုင္း) က end to end attenuation (insertion loss လို႕လဲေခၚ) ပဲျဖစ္ပါတယ္။ အတိအက်ဆံုး နည္းလမ္းကေတာ႕ calibrated light source နဲ႕ optical power meter ကိုအသံုးျပဳျခင္းပဲ ျဖစ္ပါတယ္။ ဒါေပမယ့္ Light source နဲ႕ optical power meter ကိုအသံုးျပဳျခင္းက Fiber လမ္းေၾကာင္းတစ္ေလွ်ာက္ attenuation မ်ားေနရင္ (သို႕) ျပႆနာျဖစ္ေနတဲ့ ေနရာတစ္ခုကို မေဖာ္ျပပါဘူး။ ၄င္းက fiber ထဲမွာျပႆနာျဖစ္ေနနိုင္တဲ့  ေနရာကိုလည္း မညႊန္ျပနိုင္ပါဘူး။
အျခားတစ္ဖက္မွာေတာ႕ OTDR  က distance နဲ႕ signal level ကို မ်ဥ္းျပေျမပံု (plot) တစ္ခု နဲ႕ေဖာ္ျပျပီး ၄င္း information က fiber ထဲကျပႆနာတစ္ခုကို ဘယ္ေနရာမွာရွာရမလဲဆိုတာကို သိနိုင္ဖို႕ အမ်ားၾကီးအသံုး၀င္ပါတယ္။

Other Fiber Tests

Fiber အမ်ားစုအတြက္ အေရးအၾကီးဆံုးတိုင္းတာမႈကေတာ႕ attenuation လကၡဏာေတြကို တိတိက်က်သိဖို႕ပါပဲ။ ဒါေပမယ္႕ High-speed or အလြန္ရွည္လ်ားတဲ႕ fiber စနစ္အတြက္ အျခားတိုင္းတာမႈေတြကိုလည္း လိုေကာင္းလိုနိုင္ပါတယ္။ Dispersion test က fiber ထဲက မတူညီတဲ႕အလင္းအလ်င္ေၾကာင္႕ fiber ရဲ႕ အခ်က္အလက္သယ္ေဆာင္နိုင္စြမ္းကို ဘယ္လိုသက္ေရာက္လည္းဆိုတာကို တိုင္းတာျခင္းပဲျဖစ္ပါတယ္။ ဒါက ဘာလဲဆိုေတာ႕ ထုတ္လႊတ္လိုက္တဲ႕ အခ်က္အလက္ေတြကို ကိုယ္စားျပဳတဲဲ႕ အလင္းရဲ႕ တခ်ိဳ႕အစိတ္အပိုင္းေတြက အျခားအစိတ္အပိုင္းေတြထက္ ပိုျပီးွလ်င္ျမန္စြာ ျဖတ္သန္းနိုင္ၾကတယ္။ Multimode fiber မွာေတာ႕ အဲဒါကို bandwidth measurement လို႕ေခၚပါတယ္။ Dispersion နဲ႕ bandwidth test က OTDR နဲ႕တိုင္းလို႕မရပါဘူး။

The OTDR

Optical Time Domain Reflectometer (OTDR) ဆိုတာက optical fiber ရဲ႕ လကၡဏာေတြကို ေဖာ္ျပဖို႕ရာ အသံုးျပဳတဲ့ electronic-optical instrument ပဲျဖစ္ပါတယ္။ ၄င္းက Fault ျဖစ္တဲ့တည္ေနရာကို ေဖာ္ျပေပးျပီး fiber ထဲက အမွတ္တစ္ခုမွာ signal ပမာဏဘယ္ေလာက္ဆံုးရံႈးတယ္ဆိုတာကိုပါ ေဖာ္ျပေပးပါတယ္။ OTDR က fiber ရဲ႕ အဆံုးတစ္ဖက္တည္းကေနျပီးေတာ႕ တိုင္းတာနိုင္ပါတယ္။ OTDR က fiber တေလွ်ာက္ ေထာင္ေပါင္းမ်ားစြာေသာ တိုင္းတာမႈေတြကို ျပဳလုပ္နိုင္ပါတယ္။ တိုင္းတာတဲ႕ data point တစ္ခုနဲ႕တစ္ခုၾကား အကြာအေ၀းက 5cm (၂ လက္မ) ေလာက္ပဲရိွပါတယ္။ Data point ေတြကို OTDR မ်က္နွာျပင္တြင္ ဘယ္မွညာသို႕ ေလွ်ာေစာက္ဆင္းသြားေသာ မ်ဥ္းေၾကာင္းတစ္ခုနဲ႕ေဖာ္ျပျပီး အကြာအေ၀း (distance) ကို ေရျပင္ညီစေကး (horizontal scale) ၊ အလင္းတန္းပမာဏ (signal level) ကို ေဒါင္လိုက္စေကး (vertical scale) ျဖင္႕ေဖာ္ျပသည္။ Cursor (ျမွား) နဲ႕ data point နွစ္ခုကိုေရြးေပးျခင္းအားျဖင္႕ ၄င္းနွစ္ခုၾကားရိွ distance နဲ႕ signal level ကိုဖတ္နိုင္သည္။

OTDR Applications

OTDR ကို optical fiber စနစ္မွာ ပံုစံမ်ိဳးစံုနဲ႕ က်ယ္က်ယ္ျပန္႕ျပန္႕အသံုးျပဳၾကသည္။
   • End-to-end loss တိုင္းရန္ ၊ Fiber Drum ရဲ႕ အရည္အေသြး စစ္ေဆးရန္
   • Splicing (Fusion and mechanical splice) loss တိုင္းရန္
   • Connector ေတြရဲ႕ Reflectance or Optical Return Loss (ORL) တိုင္းရန္
   • Fiber ျပတ္တဲ႕ေနရာကို ရွာေဖြရန္