پاورمتر فیبر نوری چیست و چه کاربردهایی دارد؟

مقدمه

شبکه‌های محل با پهنای باند بالا امروزی نیاز به یک زیرساخت فیبر نوری قابل اعتماد دارند. نصب و نگهداری مناسب کابل‌های فیبر برای به حداقل رساندن خرابی شبکه ضروری است. این که آیا به قابلیت‌های تأیید اولیه فیبر، عیب‌یابی و بازرسی پیشرفته یا اندازه‌گیری توان نیاز دارید. پاورمتر فیبر نوری برای رفع نیازهای شما ضروری است. پاورمتر نوری (OPM) یک ابزار آزمایشی است که برای اندازه گیری دقیق قدرت تجهیزات فیبر نوری یا قدرت سیگنال نوری عبوری از کابل فیبر استفاده می‌شود. همچنین به تعیین تلفات برق وارد شده به سیگنال نوری هنگام عبور از رسانه نوری کمک می‌کند. ما در این مقاله می‌خواهیم به بررسی کامل این دستگاه بپردازیم.

بیشتر بخوانید: فیوژن فیبر نوری چیست؟

پاورمتر فیبر نوری چیست؟

پاورمتر فیبر نوری(OPM) نوعی دستگاه تست الکترونیکی است که برای اندازه گیری توان خروجی تجهیزات فیبر نوری یا توان یا از دست‌دادن سیگنال نوری ارسال شده از طریق کابل فیبر استفاده می‌شود. یک OPM از یک فتودیود برای تولید جریان الکتریکی متناسب با توان نوری استفاده می‌کند. این به OPM اجازه می‌دهد تا متوسط ​​سطح توان خروجی منبع نور را تعیین کند.

پاورمترهای قابل حمل فیبر نوری به طور معمول برای نصب، راه اندازی و نگهداری لینک‌های شبکه فیبر استفاده می‌شود. علاوه بر پاورمترهای مستقل و دستی، عملکرد OPM اغلب در راه حل‌های تست نوری جامع‌تر مانند تجهیزات OTDR ادغام می‌شود.

پاورمترهای نوری برای اندازه‌گیری دقیق خروجی نور در طول موج‌های مشخص کالیبره شده‌اند. چهار مورد از تنظیمات طول موج OPM که معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرند، 850 نانومتر و 1300 نانومتر برای فیبر چند حالته و 1310 نانومتر و 1550 نانومتر برای فیبر تک حالته هستند. در طول آزمایش، تنظیمات طول موج برای مطابقت با طول موج واقعی انتقال سرویس انتخاب می‌شوند.

نحوه استفاده از پاورمتر فیبر نوری چگونه است؟

یک پاورمتر فیبر نوری دو پارامتر کلیدی تست را نمایش می‌دهد که امکان ارزیابی مشخصات طراحی فیبر مانند افت درج یا تضعیف کم را فراهم می‌کند. اولی تنظیم طول موج بر حسب نانومتر (nm) و دومی سطح توان در دسی بل (dB یا dBm) است. تلفات نوری در دسی بل اندازه گیری می‌شود، یک واحد بدون بعد که نسبت مقدار اندازه‌ گیری شده به مقدار مرجع است. اندازه‌ گیری توان را می‌توان با استفاده از dBm به عنوان واحد اندازه گیری در وضوح خاصی نمایش داد. واحد dBm سطح توان را بر اساس مقدار مرجع 1 میلی وات برای 0 dBm تعیین می‌کند.

تطبیق پذیری پاورمتر نوری امکان استفاده از آن را برای سایر عملکردهای آزمایش فیبر پایه مانند تست تداوم می‌دهد. ایجاد وجود سیگنال در سراسر فیبر برای تأیید سریع پیوند فیبر در میدان با حداقل تغییرات تجهیزات مهم است. هنگامی که به عنوان بخشی از یک مجموعه تست تلفات نوری مستقر می‌شود، از قرائت نورسنج نوری نیز می‌توان برای تعیین طول فیبر و قطبیت ارسال/دریافت استفاده کرد.

انواع پاورمتر فیبر نوری

تسترهای OPM مختلفی وجود دارد که به دلیل رزولوشن‌های مختلف از 0.001dB تا 0.1dB متفاوت است. با توجه به نیاز تست، باید وضوح مناسب را برای اندازه گیری انتخاب کرد. به عنوان مثال، شبکه‌های آزمایشگاهی معمولاً به تسترهای OPM با وضوح 0.01dB نیاز دارند و وضوح 0.001dB روی چند متر برق فیبر نوری تخصصی موجود است.

علاوه بر این، عدم قطعیت اندازه گیری عملاً تمام پاورمترهای فیبر نوری یکسان است، که توسط محدودیت‌های فیزیکی انتقال استانداردها با اتصال دهنده‌های نوری محدود می‌شود. بیشتر کنتورها دارای عدم قطعیت +/-5٪ یا تقریباً 0.2dB هستند، بدون توجه به وضوح صفحه نمایش.

محدوده نرمال پاورمتر فیبر نوری چه میزان است؟

مقدار نرمال فیبر نوری تست شده توسط پاورمتر نوری این است که تلفات فیبر نوری در هر کیلومتر 0.5 دسی بل است. هنگامی که اتصال موثر نسبتا کوچک است، مقدار را می‌توان به 0.4 دسی بل کاهش داد. مقدار تئوری فیبر خالص 0.2db/km است، به استثنای اتصال فعال، می‌توان آن را به 0.3db کاهش داد.

واحد توان نوری dbm است. در مشخصات فرستنده یا سوئیچ نوری، توان نور ساطع و دریافت نور وجود دارد. معمولا توان نوری کمتر از 0dbm است. حداقل توان نوری که گیرنده می‌تواند دریافت کند حساسیت نام دارد. حداکثر واحد توان نوری که می‌تواند حساسیت منفی دریافت کند DB (dbm-dbm=db) است که به آن محدوده دینامیکی می‌گویند.

توان نوری منهای حساسیت دریافتی، مقدار اتلاف فیبر مجاز است. توان نوری واقعی که از توان نوری دریافتی واقعی کم می‌شود، افت فیبر (db) است. مقدار بهینه توان نوری دریافتی توسط گیرنده حداکثر توان نوری قابل دریافت است(محدوده دینامیکی/2) اما معمولاً به مقدار ایده آل نمی‌رسد.

راهنمای انتخاب پاورمتر نوری مناسب

همانطور که از عبارت بالا پیداست، پاورمتر نوری برای تست فیبر نوری بسیار مفید و ضروری است. بنابراین، انتخاب یک پاورمتر نوری مناسب بسیار مهم است. در هنگام انتخاب پاورمتر نوری، کاربرد، طول موج‌های کالیبره شده، نوع رابط و محدوده اندازه گیری عواملی هستند که باید در نظر گرفته شوند.

کاربرد

 پاورمتر نوری می‌تواند قدرت نوری مطلق را در پیوند فیبر نوری معمولی و دستگاه‌های فیبر نوری آزمایش کند. با این حال، پاورمتر نوری نیز وجود دارد که برای کاربردهای خاص طراحی شده است، مانند پاورمتر نوری PON و پاورمتر نوری CWDM، که می‌تواند اندازه گیری سریع و آسان توان را برای برنامه‌های مربوطه فراهم کند.

محدوده طول موج و طول موج های کالیبره شده

هر پاورمتر نوری محدوده مشخصی از طول موج‌ها را پشتیبانی می‌کند که معمولاً از 800 نانومتر تا 1700 نانومتر متغیر است. اگر مقدار توان نوری دقیق‌تری مورد نیاز است، پیشنهاد می‌شود قبل از آزمایش توان نوری، پاورمتر را به همان طول موج‌هایی که دستگاه‌ها در حال اجرا هستند، کالیبره کنید. متداول‌ترین طول موج‌های مورد استفاده 850 نانومتر، 1310 نانومتر، 1550 نانومتر و غیره هستند. بنابراین، هم محدوده طول موج پشتیبانی‌ شده و هم طول موج‌های کالیبره شده باید در نظر گرفته شوند.

محدوده اندازه گیری

محدوده مشخصی از توان نوری که یک پاورمتر نوری می‌تواند آزمایش کند نیز باید در نظر بگیریم. به طور کلی، توان نوری که پاورمتر نوری می‌تواند اندازه گیری کند، از -70dBm تا +30dBm است.

نوع رابط

معمولاً از طول کابل پچ فیبر برای اتصال پورت روی متر برق نوری با پورت مربوطه دستگاه‌ها برای آزمایش فیبر نوری استفاده می‌شود. رابط‌های آداپتور نوری روی مترهای برق نوری می‌توانند ثابت باشند. به عنوان مثال، بسیاری از پاورمترهای نوری معمولاً فقط یک آداپتور FC دارند. درصورتی‌که پچ‌کوردها را با کانکتور فیبر نوری مربوطه خاتمه نمی‌دهید، پاورمترهای نوری مجهز به چندین آداپتور قابل تعویض نیز در دسترس هستند. همچنین پاورمتر نوری برای رابط‌های چند فیبر مانند MPO/MTP وجود دارد.

کاربرد پاورمتر فیبر نوری چیست؟

با توسعه سریع فناوری ارتباطات فیبر نوری، ارتباطات فیبر نوری به حالت اصلی انتقال شبکه‌های ارتباطی مختلف تبدیل شد. توان نوری اساسی‌ترین پارامتر اندازه گیری در سیستم‌های ارتباطی فیبر نوری و یکی از مهم‌ترین پارامترها برای ارزیابی عملکرد تجهیزات انتهایی نوری و ارزیابی کیفیت انتقال فیبر نوری است. پاورمتر نوری ابزاری است که به ویژه برای اندازه گیری توان نوری مطلق یا تلفات نسبی توان نوری عبوری از بخشی از فیبر نوری استفاده می‌شود. این به طور گسترده‌ای در خطوط لوله ارتباطی، تعمیر و نگهداری تجهیزات، تحقیقات علمی و تولید استفاده می‌شود.

در اندازه گیری فیبر نوری، پاورمتر نوری یک متری است که معمولاً برای بارهای سنگین استفاده می‌شود. با اندازه گیری توان عالی فرستنده یا شبکه نوری، یک پاورمتر نوری می‌تواند عملکرد دستگاه نوری را ارزیابی کند. استفاده از یک پاورمتر نوری در ترکیب با یک منبع نور پایدار می‌تواند تلفات اتصال را اندازه گیری کند، تداوم را بررسی کند و به ارزیابی کیفیت انتقال لینک‌های فیبر نوری کمک کند.

OTDR در مقابل OPM ، کدام یک را باید انتخاب کنید؟

در حوزه شبکه‌های فیبر نوری، تست نوری قابل اعتماد و دقیق برای حفظ عملکرد بهینه بسیار مهم است. دو ابزار متداول مورد استفاده برای این منظور عبارتند از: بازتاب سنج دامنه زمان نوری (OTDR) و پاورمتر نوری. در حالی که هر دو کارکردهای مهمی را انجام می‌دهند، درک تفاوت‌ها و قابلیت‌های آنها برای انتخاب ابزار مناسب برای نیازهای خاص شما ضروری است.

مقایسه OTDR و پاورمتر نوری

کاربرد و موارد استفاده:

OTDR: OTDRها برای عیب یابی، تشخیص عیب و مشخصه‌های جامع فیبر ایده آل هستند. آنها به ویژه برای شناسایی محل شکستگی‌ها یا خطاها در پیوندهای فیبر نوری در فواصل طولانی ارزشمند هستند.

پاورمتر نوری: پاورمترهای نوری برای بررسی عملکرد اجزای جداگانه مناسب هستند و اطمینان حاصل می‌کنند که سطوح توان صحیح را دریافت یا انتقال می‌دهند. آنها معمولاً برای تعمیر و نگهداری معمول و تأیید بودجه برق در پیوندهای فیبر کوتاه‌تر استفاده می‌شوند.

ملاحظات هزینه و بودجه:

OTDR: OTDRها به دلیل عملکرد تجزیه و تحلیل جامع خود، عموماً در مقایسه با کنتورهای برق نوری گران تر هستند.

پاورمتر نوری: پاورمترهای نوری راه حل مقرون به صرفه‌تری را ارائه می‌دهند و آنها را به انتخابی عملی برای نیازهای خاص که عمدتاً شامل اندازه گیری توان هستند تبدیل می‌کند.

الزامات کاربر:

OTDR: OTDR به کاربر نیاز دارد که دانش فنی داشته باشد، در غیر این صورت داده‌های ردیابی را نمی‌توان به طور دقیق تفسیر کرد.

پاورمتر نوری: استفاده از کنتورهای برق نوری معمولاً آسان‌تر است و کاربر کمتری را طلب می‌کند.

چگونه OTDR یا پاورمتر نوری را انتخاب کنیم؟

بستگی به نیازهای خاص شما دارد. OTDR برای آزمایش تمام طول کابل فیبر نوری و شناسایی هر گونه عیب یا مشکل بهتر است. یک برق سنج نوری برای اندازه گیری قدرت سیگنال در یک نقطه خاص از کابل بهتر است. اگر نیاز به عیب یابی کابل یا شناسایی عیوب دارید، OTDR انتخاب بهتری است. اگر فقط نیاز به اندازه گیری قدرت سیگنال دارید، یک پاورمتر نوری کافی است.

سخن آخر                  

پاورمتر نوری یک ابزار تست فیبر نوری با استفاده آسان است که می‌تواند تا حد زیادی راندمان کاری تکنسین‌ها را افزایش دهد. انتخاب ابزار مناسب برای تست نوری در شبکه‌های فیبر نوری برای حفظ قابلیت اطمینان و کارایی بسیار مهم است. ممنون که تا پایان مقاله همراه ما بودید.