CodingBox ドキュメント

測定と試験:光源・パワーメーター、OTDR、反射減衰量、検査

ファイバリンクは、少数の測定器を使って受入試験、認証、そして後の診断が行われます。総損失には光源と光パワーメータ、ルート上の各イベントの損失にはOTDR、反射にはリターンロスメータ、そしてトラブルの大半の原因となるコネクタ端面には顕微鏡です。トランシーバー自身のDDM は、常に存在する5つめの測定器です。本ページでは、それぞれが何を測定するか、正しい使い方(基準測定法、ランチコード、波長)、OTDRトレースの読み方、認証規格が求める内容、そしてDDM がどこに位置づけられるかを説明します。

測定器一覧

測定器測定対象精度用途
光源+光パワーメータ(LSPM/OLTS)リンク全体の端から端までの挿入損失。850/1300 nm(MMF)または1310/1550/1625 nm(SMF)±0.1–0.2 dB受入試験(Tier 1)、総損失のトラブルシューティング
OTDR(光時間領域反射測定器)距離に対する各イベント(コネクタ、スプライス、曲げ、断線)の損失と反射率。km当たりのファイバ減衰イベントごと±0.05 dB、距離±1 m(屈折率の校正後)特性評価(Tier 2)、障害箇所特定
リターンロスメータ/OCWRリンク全体の戻り反射±0.5 dBUPCとAPCの検証、レーザーの安定性確認
ファイバ検査顕微鏡端面の傷、ピット、汚損IEC 61300-3-35のゾーンに準拠接続の都度、接続前に
可視光式ファイバ探索器(VFL)断線やきつい曲げの箇所で、被覆越しに見える赤色レーザー(650 nm)経路の追跡、明白な障害、極性確認
ファイバ識別器ファイバを曲げて通信の有無と方向を検出する誤ったファイバを切り離す前の確認
光スペクトラムアナライザ(OSA)波長、チャネルごとのパワー、OSNRWDM(OSNR
トランシーバーのDDMリンク両端でのTxおよびRxパワー仕様上±3 dB、標準的には±1 dB稼働中の監視(ツールでDDMを読む

LSPMによる挿入損失測定(Tier 1)

  1. 基準測定: 光源とメータを試験用リファレンスコードで接続し、メータをゼロ点(0 dB)に校正する。1ジャンパ基準法(TIA-526-14/ISO 14763-3の方法A)は結果に両端のリンクコネクタを含める。2ジャンパまたは3ジャンパ法では、片方または両方を除外する。
  2. 測定: 試験対象のリンクをリファレンスコードの間に挿入し、各波長での損失を読み取る。必要な場合は両方向で測定する(IECは双方向測定を推奨している)。
  3. 設計バジェットおよび規格の合格値と比較する: リンク損失 ≤(ファイバ長×係数+コネクタペア数×許容値+スプライス数×許容値)。
  4. 波長: MMFでは850 nmと1300 nm、SMFでは1310 nmと1550 nm(曲げを検出するには1625 nm も)。マルチモード用光源は、規定のエンサークルドフラックス入射条件を満たす必要がある。
落とし穴影響
汚れたリファレンスコードすべてのリンクで0.5–2 dBの誤差
グレードやMFDが異なるリファレンスコード0.1–0.5 dBのオフセット
規格に対して誤った基準測定法リンクコネクタが二重に、またはまったく計上されない
エンサークルドフラックス非準拠のままマルチモードにレーザー光源を入射最大1 dBの範囲で低め、または高めに表示される
1波長のみで測定曲げ(1550/1625 nm)や水のピークの問題を見逃す

OTDR(Tier 2)

OTDRはパルスを送出し、後方散乱までの時間を測ります。損失はトレース上の落ち込みとして、反射はスパイクとして現れます。

トレースの特徴意味
一定の傾きファイバ減衰(dB/km)——ケーブル仕様と一致するはず
スパイクのない段差融着接続または曲げ(非反射性イベント)
スパイクの後に段差コネクタまたはメカニカルスプライス(反射性イベント)
頭打ちのスパイクの後にノイズファイバ終端または断線。開放コネクタ
段差が上昇する(ゲイナー)後方散乱特性(MFD)が異なるファイバ間のスプライス。両方向を平均する
段差を伴わない遠方のスパイクゴースト——多重反射であり、実際のイベントではない
終端付近で傾きが上昇高反射率の終端が受光部を飽和させている
設定目安
パルス幅近接イベントと分解能には短いもの(5–30 ns)、レンジには長いもの(1–10 µs)。デッドゾーンはパルス幅とともに広がる
レンジファイバ長の1.5–2倍
平均化スプライス単位の精度には30–180秒
屈折率ケーブルのデータシートによる(G.652で1.467–1.470)。0.001の誤差は距離の0.07 %に相当する
ランチコードとリシーブコード300–1 000 m(SMF)/100–300 m(MMF)とし、最初と最後のコネクタがデッドゾーンの外に来るようにする
波長1310 + 1550 nm(SMF)、曲げ探索には1625 nm。850 + 1300 nm(MMF)
双方向試験正確なスプライス損失には必須(MFDによるアーティファクトを平均で相殺する)

イベントデッドゾーンは1–3 m、減衰デッドゾーンは5–20 mです。これより近い2つのイベントは一つに重なって見えます。

反射減衰量と反射率

定義良好な値
1つのイベントの反射率そのイベントでの反射パワー/入射パワー、dB(負の値)UPCコネクタで−50 dB以上、APCで−65、スプライスで−70未満
リンクの反射減衰量(ORL)反射パワーの合計、dB(正の値)27 dB超(10G)、35 dB超(アナログ映像、DWDM)、APCリンクでは45 dB超

反射はDFBレーザーを不安定にし、干渉性雑音を加えます。規格はPMDごとに最小のORLを規定しています(例えば10GBASE-LRで12 dB、1000BASE-LXで21 dB——これらはモジュール自体の許容値であり、設備の設計目標ははるかに高い値を狙います)。

端面検査(IEC 61300-3-35)

ゾーン直径(SMF)許容基準
A——コア0–25 µm傷、欠陥ともに不可
B——クラッド25–115 µm2 µm超の欠陥は不可(2 µm以下は数個まで)、3 µm超の傷は不可
C——接着剤115–130 µm評価対象外
D——接触部130–250 µm10 µm超の欠陥は不可

すべての接続について両側を検査します(アダプタ側はプローブチップを使う)。ワンクリック式のクリーナーまたは糸くずの出ないワイプで清掃し、再検査します。自動合否判定スコープはこれらのゾーンを適用します(コネクタとファイバ)。

認証と文書化

規格Tier 1(損失)Tier 2(OTDR)備考
ANSI/TIA-568.3-D + TIA-526-7/14必須任意/推奨損失バジェット=減衰係数×長さ+0.75×ペア数+0.3×スプライス数
ISO/IEC 14763-3必須推奨グレードに基づくコネクタの許容値
IEC 61280-4-1 / -4-2MMF/SMFの試験方法MMFにはエンサークルドフラックス
顧客/通信事業者による受入試験ファイバごとに2波長での損失、双方向OTDRトレース、ORL、端面画像ファイバごとの試験レポートとして納品

レポートは保管してください。施工時の損失と現在の損失の差は、後のどんな障害でも最初に確認する項目になります(設備の障害)。

DDMを測定器として使う

トランシーバーは、一方の端でTx出力を、もう一方の端でRx受光パワーを報告します。その差がリンク損失です——DDMの精度の範囲内で(仕様上±3 dB、良好なモジュールでは±1 dB。一度実際のメータと比較しておけば、さらに精度が上がります)。

用途方法
新設リンクの妥当性確認期待されるRx=Tx−設計損失。±2 dBずれていればLSPMで測定する
傾向監視Rx受光パワーを記録する。緩やかな1 dBの低下はコネクタの汚損または曲げ、急な3 dBの変化はイベントの発生を示す(モニタリング
どちらの端が悪いか両方向を比較する。非対称な損失は方向性のある障害を示す(片方のTx側の不良なコネクタなど)
校正1本のリンクをメータで測定し、DDMとのオフセットを記録する(校正

CodingBoxでは

モジュール自体のベンチ測定——短いリファレンスコードへのTx出力、校正済み光源からのRx受光パワー——を行えば、OTDRを持ち出す前に、弱いモジュールと損失の大きい設備とを切り分けられます。 CodingBoxはモジュールのDDMとしきい値を読み取り、その値をシリアル番号に紐づけて記録できます(アプリ内のDDM精度と限界)。

OTDRが判定している対象——スプライス工程、その合否基準、不良イベントの背後にある欠陥: スプライスと終端。これらの測定を保守サイクル、基準値、復旧の一部として捉える: 保守と復旧

OTDRの波形をイベントごとに読む方法——デッドゾーン、ゴースト、ゲイナー、双方向平均、トレース距離からルート位置への変換: OTDRトレースの読み方。あらゆる測定に先立つ検査——IEC 61300-3-35のゾーン、汚損の種類、実際に効くクリーニング方法: 端面検査とクリーニング。損失だけでなく——高速サービスやDWDMサービスの前に確認するCD、PMD、波長ごとの減衰、ORL、遅延: ファイバ特性評価


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