#UnderstandingOTDRs အပိုင္း (၃)

#UnderstandingOTDRs
အပိုင္း (၃)
(www.anritsu.com မွ Understanding OTDRs စာအုပ္ကို ဘာသာျပန္သည္။)

OTDR Block Diagram
Laser Light Source
Coupler/Splitter
Optical Sensor Section
Controller Section
Display Section

OTDR Block Diagram

OTDR မွာ Laser light source, optical sensor, coupler/splitter, display section နဲ႕ controller section တို႕ပါ၀င္ပါတယ္။

 Figure - 4

Laser Light Source

Laser diode ကို controller ကေနအမိန္႕ေပးျပီး အလင္လိႈင္း(light pulse) ကိုထုတ္လႊတ္ေပးတယ္။ တိုင္းတာမယ့္အေျခအေနေပၚမူတည္ျပီးေတာ့ လိႈႈင္းရဲ႕ၾကာခ်ိန္ (duration of pulse or Pulse Width)ကို ေရြးခ်ယ္နိုင္သည္။ အလင္းက coupler/splitter ကို ျဖတ္သန္းျပီးေတာ႕ တိုင္းတာမယ့္ fiber ထဲကို၀င္ေရာက္သြားပါတယ္။ အခ်ိဳ႕ OTDR ေတြက fiber တိုင္းဖို႕ရာ မတူညီတဲ့ wavelength နွစ္ခုနဲ႕ laser နွစ္ခုပါ၀င္ပါတယ္။ တစ္ၾကိမ္ကို laser တစ္ခုပဲ သံုးနိုင္ပါတယ္။(ျပိဳင္တူသံုး၍ မရပါ။) ၄င္းနွစ္ခုကို ခလုတ္တစ္ခုနိွပ္ရံုနဲ႕ ေျပာင္းနိုင္ပါတယ္။

Coupler/Splitter

Coupler/splitter မွာ laser source အတြက္၊ တိုင္းမယ့္ fiber အတြက္နဲ႕ sensorအတြက္ အေပါက္(port) သံုးခုပါ၀င္ပါတယ္။ ၄င္းက အလင္းကို သတ္မွတ္ထားတဲ့ လားရာဆီသို႕သာ သြားေစပါတယ္။ (laser source မွ တိုင္းမယ့္ fiber ၊ တိုင္းမယ့္ fiber မွ sensor) ။ အလင္းကို laser source မွ sensor သို႕တိုက္ရိုက္သြားခြင့္မျပဳပါဘူး။ ထို႕ေၾကာင့္ အလင္းလိႈင္းက laser source မွ fiber ထဲသို႕သြားျပီး backscatter နဲ႕ Fresnel reflections (အလင္းျပန္) ေတြကိုသာ sensor ဆီသို႕သြားေစပါတယ္။

Optical Sensor section

 Sensor က photodetector တစ္ခုပါပဲ။ ၄င္းက fiber ထဲကေန ျပန္၀င္လာတဲ့ အလင္းပမာဏ(power level of light)ကို တိုင္းတာေပးပါတယ္။ ၄င္းက အလင္းရဲ႕ optical power ကို သက္ဆိုင္ရာ electrical power အျဖစ္ ေျပာင္းလဲေပးပါတယ္။ အလင္းမ်ားေလ လွ်ပ္စစ္ပမာဏမ်ားမ်ားထုတ္ေလပါပဲ။ OTDR sensor ကို အလြန္နည္းပါးတဲ့ backscatter light ေတြကိုပါ တိုင္းတာနိုင္ေအာင္ ထုတ္လုပ္ထားပါတယ္။ Sensor ပိုင္းမွာ electrical signal level ကိုပိုျပီးမ်ားမ်ားထုတ္နိုင္ဖို႕ electrical amplifier လည္းပါ၀င္ပါတယ္။
Fresnel reflection ရဲ႕ ပမာဏကို backscatter ထက္ အဆ ၄၀၀၀၀ ေလာက္အထိ ျမွင့္နိုင္ျပီး sensor ကတိုင္းတာနိုင္တဲ့ ပမာဏထက္ေတာင္ ပိုနိုင္ပါေသးတယ္။ Sensor ကို၀န္ပိုခိုင္းတာက saturation ကို ျဖစ္ေစပါတယ္။ Sensor ရဲ႕ maximum output level မွာ electrical output level ကို clipped(တံုးတိျပတ္) ေစပါတယ္။ ထို႕ေၾကာင့္ တိုင္းတာေနတဲ႕လိႈင္းက  fiber ရဲ႕အဆံုး(သို႕)mechanical splice ေနရာ ကိုေရာက္တဲ့အခါတိုင္း sensor ကို အာရံုခံမရ ျဖစ္ေစပါတယ္။ ထိုအာရံုခံလို႕မရတဲ့ အခ်ိန္အပိုင္းအျခားကို dead zone လို႕ေခၚပါတယ္။ (Dead zone ကိုေနာက္ပိုင္းဆက္ရွင္းျပပါမည္။)

Controller section

 Controller က OTDR ရဲ႕ ဦးေနွာက္ပါပဲ။ ၄င္းက laser ကိုဘယ္အခ်ိန္ အလင္းလႊတ္ရမယ္ဆိုတာကို ေစခိုင္းတယ္၊ sensor မွ power level ေတြကို ရယူတယ္၊ fiber ထဲမွ scattering နဲ႕  reflection point ေတြရဲ႕ distance ကို တြက္ခ်က္ေပးတယ္၊ point တစ္ခုခ်င္းစီရဲ႕ data ေတြကို သိုေလွာင္ေပးတယ္၊ ျပီးေတာ့ အခ်က္အလက္ေတြကို display section ကို ေပးပို႕ေပးပါတယ္။
Controller section ရဲ႕ အဓိကပါ၀င္ပစၥည္းကေတာ့ အလြန္တိက်တဲ့ clock circuit တစ္ခုပဲျဖစ္ပါတယ္။ ၄င္းကို laser အလင္းလႊတ္တဲ့အခ်ိန္ နဲ႕ ျပန္လာတဲ႕အလင္းကို sensor ကအာရံုခံတဲ့အခ်ိန္ၾကား time difference (ကြာျခားခ်ိန္) ကိုတိုင္းတာရန္ အသံုးျပဳသည္။အသြားအျပန္ အလင္းျဖတ္သန္းတဲ့ ၾကာခ်ိန္ (round-trip pulse travel time) နဲ႕ fiber ထဲသြားတဲ့အလင္းရဲ႕ အလ်င္ (speed)ကို ေျမွာက္ျခင္းအားျဖင့္ အသြားအျပန္အကြာအေ၀း(round-trip distance) ကိုတြက္ခ်က္နိုင္သည္။ OTDR မွ point တစ္ခုၾကားအကြာအေ၀းက round-trip distance ရဲ႕တစ္၀က္ပဲေပါ့။
Backscattering က fiber တစ္ေလွ်ာက္မွာျဖစ္ပ်က္ေနတဲ့အတြက္ OTDR ထဲကို အလင္းလိႈင္းေတြက စဥ္ဆက္မျပတ္ စီး၀င္ေနပါတယ္။ Controller က data points ေတြသိရဖို႕အတြက္ ပံုမွန္ time interval မွာ sensor  ကတိုင္းတာတဲ့ level ကို နမူနာျပဳလုပ္ေပးပါတယ္။ Data point တစ္ခုခ်င္းစီကို ၄င္းရဲ႕sequence time (OTDR မွ ၄င္း point ထိအကြာအေ၀းနဲ႕ သက္ဆိုင္) နဲ႕ power level အရေဖာ္ျပတယ္။ Original pulse က fiber ထဲကိုျဖတ္သန္းသြားစဥ္တြင္ တျဖည္းျဖည္း အားနည္းသြားတဲ့အတြက္ အလင္းျပန္လာတဲ့ သက္ဆိုင္ရာ backscattering level ကလည္း တျဖည္းျဖည္းအားနည္းလာပါတယ္။ ထို႕ေၾကာင့္ data point ေတြရဲ႕ power level ေတြက အစမွအဆံုးထိ တျဖည္းျဖည္းေလ်ာ့က်လာပါတယ္။ ဒါေပမယ့္ Fresnel reflection ျဖစ္တဲ့အခါ အဲဒီအမွတ္မွာ သက္ဆိုင္ရာ data point ေတြရဲ႕ power level က ရုတ္တရက္ maximum level အထိျမင့္တက္သြားပါတယ္။
Controller က data point အားလံုးကိုစုစည္းျပီးသြားတဲ့အခါ အခ်က္အလက္ေတြကို display screen ေပၚမွာ ေဖာ္ျပပါတယ္။ ပထမဆံုး data point ကို graph ရဲ႕ ဘယ္ဘက္အစြန္ဘက္မွာ fiber ရဲ႕စမွတ္အေနနဲ႕ ေဖာ္ျပပါတယ္။ ေဒါင္လိုက္ position က returned signal power level အေပၚအေျခခံျပီး power ျမင့္ေလ graph မွာျမင့္ေလပါပဲ။ ေနာက္ထပ္ အစဥ္လိုက္လာတဲ့ data point ေတြကို ညာဘက္သို႕ အစဥ္လိုက္ ေနရာခ်သြားပါတယ္။ ရလာတဲ့ trace က ဘယ္ဘက္အျမင့္ပိုင္းမွ ညာဘက္အနိမ့္ ပိုင္းသို႕ ေလွ်ာေစာက္ (slope) ဆင္းသြားပါတယ္။ ၄င္း slope line က loss per unit distance (dB/km) တန္ဖိုးမ်ားကို ေဖာ္ျပပါတယ္။ Slope ကမတ္ေစာက္ေလ dB/km တန္ဖိုးကမ်ားေလပါပဲ။ Backscattering level နွင့္ဆိုင္တဲ့ data point ေတြက ၄င္း slope line ကိုျဖစ္ေစပါတယ္။ Fresnel Reflection က backscatter level ကေနျမင့္တက္လာတဲ့ spike (အခၽြန္အတက္)နဲ ့တူပါတယ္။  Backscatter level ရုတ္တရက္ျမင့္တက္လာမႈက Point loss ကိုေဖာ္ျပျပီး ၄င္းက fusion splice ဒါမွမဟုတ္ fiber ထဲမွာအလင္းေတြ အျပင္ကိုေပါက္ထြက္ေနတဲ့ stress point ကိုေဖာ္ျပပါတယ္။

Figure - 5

DISPLAY SECTION

    Display Section ဆိုတာက CRT or LCD screen တစ္ခုပဲျဖစ္ျပီး ၄င္းက fiber trace ေတြကိုဖန္တီးေပးတဲ့ data point ေတြကို ေဖာ္ျပေပးျပီး OTDR set-up အေျခအေနနဲ႕ တိုင္းတာမႈေတြကိုပါ ျပသေပးပါတယ္။ OTDR display အမ်ားစုက  data point ေတြကို မ်ဥ္းတစ္ေၾကာင္းနဲ႕ဆက္သြယ္ေပးျပီး trace တစ္ခုလံုးကို ရွင္းရွင္းလင္းလင္းျမင္နိုင္ေစရန္ ေထာက္ပံ့ေပးထားပါတယ္။ Fiber trace ေပၚက နွစ္သက္ရာ အမွတ္ကို ေရြးခ်ယ္ဖို႕ screen ေပၚမွာရိွတဲ့ cursor ေလးကို လက္နဲ႕ေရြ႕လ်ားနိုင္ပါတယ္။ Cursor အထိအကြာအေ၀းကို screen ေပၚမွာေဖာ္ျပေပးပါတယ္။ Cursor နွစ္ခုနဲ႕ OTDR ေတြကေတာ့ Cursor နွစ္ခုၾကား အကြာအေ၀းနဲ႕ backscatter level မတူညီမႈတို႕ကို  ေဖာ္ျပေပးပါတယ္။ 2-Point loss, dB/Km, Splice loss နဲ႕ Reflectance ကဲ႕သို႕ေသာ cursor နဲ႕ျပဳလုပ္ရေသာတိုင္းတာမႈပံုစံေတြကို ေရြးခ်ယ္နိုင္ပါတယ္။ တုိင္းတာတဲ႕ရလဒ္ေတြကို display ေပၚမွာ ေဖာ္ျပေပးပါတယ္။