aplicação do otdr

Revista Científica Periódica - Telecomunicações ISSN 1516-2338

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Telecomunicações - Volume 05 - Número 02 - Dezembro de 2002

Aplicação do OTDR na Análise de Problemas de Atenuação em FibrasÓpticas: Estudo de Casos

André Luis da Rocha Abbade e Maria Regina Campos Caputo

Instituto Nacional de Telecomunicações

Resumo - O uso do OTDR (Optical Time-DomainReflectometer) agiliza e auxilia o trabalho das equipes deimplantação, operação e manutenção de fibras ópticas. Oobjetivo deste trabalho é detalhar alguns procedimentosadotados na avaliação de resultados obtidos com o uso doOTDR. Serão apresentados alguns casos ocorridos emcampo, enfocando-se aspectos relevantes nainterpretação dos resultados medidos. No intuito defacilitar a compreensão e interpretação destes resultados,serão apresentados inicialmente alguns conceitos básicosde propagação da luz na fibra óptica e serão tambémdefinidos os principais parâmetros de configuração doOTDR.

Abstract - The use of OTDR (Optical Time-DomainReflectometer) can help and fast the work ofImplantation, Operation and Maintenance groups ofoptical fibers. The objective of this work is to detail someprocedures used in valuation of results geting by usingOTDR. It will show some real cases, it focuses importantaspects to understand the results. In sence of facility thecomprehension and interpretation this results, it willshow initially some basic concepts of propagation of lightin optical fibers and it will also define the most importantparameters of OTDR configuration.

I. PRINCÍPIOS DE TRANSMISSÃO EM FIBRAS ÓPTICAS

I.1. INTRODUÇÃO .

A tecnologia em fibras ópticas tem evoluídorapidamente nos últimos anos, conseguindo-se avançossignificativos no desenvolvimento de fibras com baixaatenuação, baixa dispersão e baixa eficácia na geração deefeitos não-lineares. Sua aplicação nos mais diversossetores de telecomunicações e informática é hoje muitointensa. A redução do custo das fibras ópticas temviabilizado a utilização de sistemas ópticos nos troncosdas redes de telefonia. Também nas linhas de assinanteslocais a utilização de sistemas ópticos já é uma constanteem projetos.

Para a verificação da qualidade dessas redes, váriosinstrumentos de teste têm sido desenvolvidos comdiferentes aplicações. O reflectômetro óptico no domíniodo tempo (OTDR-Optical Time Domain Reflectometer) é oinstrumento mais usado atualmente para testes deatenuação em fibras ópticas. O OTDR pode medir:atenuação na emenda, atenuação total em distânciasespecíficas (trechos de fibra), reflectância, distância à falhaou à emenda e o comprimento da fibra em teste.

Este trabalho tem como objetivo mostrar como o OTDRpode facilitar a solução de problemas em cabos ópticos.Na primeira parte serão apresentados alguns conceitosbásicos relativos ao funcionamento do OTDR e nasegunda parte serão apresentados alguns casosanalisados em campo.

I.2. CONFINAMENTO DA LUZ NA FIBRA ÓPTICA.

A luz é acoplada no núcleo da fibra e viaja por todo oseu comprimento por um processo conhecido comoreflexão interna total. Quando o feixe de luz alcança olimite do núcleo com a casca podem acontecer duassituações. Para alguns ângulos, o feixe óptico sofrereflexão parcial, sendo parte de sua energia transferidapara a casca em cada reflexão. Na outra situação, prevê-sea existência de um ângulo a partir do qual a luz serátotalmente refletida para o núcleo. Este ângulo éconhecido como ângulo crítico. Logo, os raios quepossuem ângulo de incidência maior que o ângulo crítico,viajam ao longo do núcleo. [1,2,3,4,5,6].

I.3. REFLEXÃO DE FRESNEL

Ocorrem reflexões internas no núcleo advindas dediversos fenômenos e se estendem ao longo de toda afibra. Ocorrem também reflexões no fim da fibra (interfacevidro/ar) e em outras interfaces como, por exemplo,conectores, emendas mecânicas e também em locais ondea densidade do material da fibra varia. Se a interface noconector for ideal, isto é, clivada perpendicularmente aoeixo do núcleo, então o coeficiente da luz refletida nãoexcederá 4% [1,6], para os valores comuns de índice derefração da fibra óptica, tem-se n f ≅ 1,50 e n0 ≅ 1,00. [5]

04,02

0

0 ≅+

−=Γ

nn

nnp

f

f

O pulso de luz é refletido e essa reflexão é conhecidacomo uma reflexão de Fresnel. Detectando-se essareflexão na tela do OTDR, pode-se calcular a sua distânciaem relação ao inicio da fibra. Se a face clivada possuir umângulo de inclinação maior que 3,5°, como mostrado nafigura 1, a reflexão de Fresnel não será percebida peloOTDR [1], pois irá sofrer refração parcial na interfacenúcleo/casca, todas as vezes que este feixe de luz incidirnesta interface com ângulo de incidência menor que oângulo critico. O somatório destas refrações parciais serásuficiente para atenuar a reflexão de Fresnel, de tal forma


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que a parcela desta que retornará, não será suficiente paraser detectada pelo OTDR. Esta situação pode serobservada com a utilização de conector do tipo APC(Angled Polish Connectors – conectores angularespolidos).

Conector APC

Luz refletida 4%

Luz incidente 100%

> 3,5°

Luz transmitida96%

Figura 1: Reflexão de Fresnel em conectores clivados a90º e em conectores APC[1].

I.4. RETROESPALHAMENTO

Os feixes de luz que viajam pelo núcleo da fibra sãoespalhados pelo material. Como conseqüência destesespalhamentos, ocorrerão perdas que incluem reduçõesna amplitude do campo guiado por mudanças na direçãode propagação, causadas pelo próprio material e porimperfeições no núcleo da fibra. Citam-se a dispersãolinear de Rayleigh, a dispersão linear de Mie, a dispersãoestimulada de Raman e o espalhamento estimulado deBrillouin [5].

Em termos quantitativos, o espalhamento de Rayleighé o mais importante e resulta em conseqüência deirregularidades submicroscópicas na composição e nadensidade do material. Estas alterações podem surgirdurante o processo de fabricação da fibra ou em funçãode defeitos próprios na estrutura molecular do vidro. Asdimensões físicas e a separação dessas irregularidadessão bem pequenas comparadas ao comprimento de ondada luz no meio (1/10 ou menor). O resultado dessasirregularidades é uma flutuação no valor do índice derefração do material ao longo da fibra óptica. Asirregularidades decorrentes da composição do vidro têmsido controladas através de um aperfeiçoamento dosprocessos de fabricação, mas as originadas pordiferenças de densidade do material são intrínsecas aovidro e não podem ser evitadas. Portanto, se pudesse serconstruída uma fibra óptica absolutamente perfeita emtermos de pureza, a perda de potência por esteespalhamento persistiria. Ou seja, esta atenuaçãorepresenta o limite mínimo teoricamente possível para aperda na fibra óptica. É inversamente proporcional àquarta potência do comprimento de onda e éindependente da amplitude do campo óptico guiado [5].

Como existe o espalhamento do pulso enquanto a luzviaja pelo núcleo, uma quantidade dessa luz espalhadaserá refletida de volta à fonte óptica (luz retroespalhada).Em fibras ópticas de alta qualidade o espalhamento de luz

é uniformemente distribuído por toda a fibra. A potênciada luz retroespalhada irá se atenuar de acordo com umarelação exponencial com a distância e consequentementecom o tempo de propagação.

Luz retroespalhada

Luz incidente

Luz espalhada

Figura 2: Ilustração para se estabelecer o conceito deRetroespalhamento da luz na fibra óptica[1].

O OTDR é projetado para detectar exatamente esta luzretroespalhada pela fibra. Sendo o nível desta luzretroespalhada muito baixo, da ordem de um milhão devezes inferior à luz incidente em fibras monomodo, ou seja60 dB, sua detecção é difícil [7]. Por este motivo osOTDRs ópticos são instrumentos de alta sofisticaçãotecnológica e de difícil construção.

II. REFLECTÔMETROS ÓPTICOS NO DOMÍNIO DOTEMPO (OTDR)

Um OTDR pode testar diversos aspectos de uma fibraóptica, como serão descritos neste trabalho. Inicialmentedescreveremos o principio de funcionamento destesinstrumentos.

II.1. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DO OTDR

O diodo laser do OTDR é um conversor elétrico-óptico (E/O) acionado por um gerador de pulsos. O pulsode luz é acoplado numa fibra em teste via um acopladordirecional óptico. As reflexões geradas peloretroespalhamento e pela reflexão de Fresnel retornam aoacoplador direcional e são encaminhadas para ofotodiodo, do tipo avalanche (APD), que converterá osinal óptico em um sinal elétrico (O/E). O sinal elétrico éamplificado e enviado para um microprocessador quecalcula o atraso de propagação e a atenuação percebidapelo APD. A tela do OTDR apresenta os resultados numformato gráfico que permite a caracterização do estado dafibra [1].

Os parâmetros reconhecidos pelo OTDR são: o tempoem que o pulso é enviado na fibra, sua largura de pulso ea velocidade com que ele viaja pela fibra óptica. O tempoque o pulso de luz gasta para viajar pela fibra, se refletir evoltar para o detector do OTDR pode ser medidoprecisamente. Conhecendo-se este tempo, o OTDR podecalcular a distância (km). Na figura 3, podemos ver como oOTDR mostra os eventos que comumente ocorrem em umenlace. O eixo das ordenadas é o nível de potência


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refletida e o eixo das abscissas, a distância ao ponto deinteresse. A distância d onde ocorre o evento pode sercalculada por:

g

g

ntctv

d⋅⋅=

⋅=

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onde:c = velocidade da luz no vácuo,vg = velocidade de grupo do sinal óptico na fibra,ng = índice de refração de grupo da fibra,t = intervalo de tempo entre o sinal transmitido e o

recebido pelo OTDR.

Emendamecânica

OTDR

Conector Fusão Curva Fissura Fim da fibra

dB

Trechos de fibra sem defeito aparente

km

Figura 3: Curva típica de um OTDR [7]

A curva obtida na figura 3 mostra o nível de luzretroespalhada e picos de reflexão devido às reflexões deFresnel em um conector, em uma emenda mecânica e emuma fissura. Aparecem também descontinuidades devidoa emenda por fusão ou curvatura acentuada da fibra. Étambém mensurável a atenuação na fibra através dainclinação da curva. É importante observar que, caso nãohaja um conector (ou o conector seja do tipo APC) naoutra extremidade da fibra em teste, pode não existir opulso no final da fibra, como descrito em I.3.. Nestasituação haveria uma brusca descontinuidade do sinal,evidenciando-se o aparecimento do ruído. Com baseneste ruído, pode-se determinar o alcance dinâmico doOTDR.

II.2. ALCANCE DINÂMICO (DR – DYNAMIC RANGE)

Uma das formas de se definir alcance dinâmico é adiferença de nível de retroespalhamento no início da fibrae o nível de ruído onde a relação sinal/ruído é igual a 1,medido em dB. O alcance dinâmico determina ocomprimento máximo de fibra possível de ser medido peloOTDR, considerando-se a atenuação na fibra, nasemendas e nas conexões.

Deve-se também considerar que quanto maior ocomprimento da fibra, mais o sinal retroespalhado seaproxima do ruído, aumentando a margem de erro dasmedidas e fazendo com que pequenos eventos sejamdificilmente detectados. Para se medir uma perda de

emenda com valor de precisão de 0,1 dB, necessita-se deuma relação sinal ruído de aproximadamente 6,5 dB acimado nível de pico do ruído. Para um valor de precisão de0,05 dB, necessita-se de uma relação sinal ruído deaproximadamente 8dB acima do nível de pico de ruído,que por sua vez está a aproximadamente 2,3 dB acima donível médio de ruído (SNR=1).[8]

dB

DRSNR =1

2,3 dB

km

Figura 4: Método de aferição de alcance dinâmico (DR)para SNR=1

Os OTDRs enviam pulsos repetidamente para a fibra.São tiradas médias dos resultados para que o ruídoaleatório do receptor seja suavizado no tempo. Na tela doOTDR, o nível de ruído será reduzido com o tempo.Quanto maior o tempo, maior será o alcance dinâmico. Asmaiores melhorias do sinal ocorrem no primeiro minuto[7].

A maioria dos OTDRs têm suas faixas dinâmicasespecificadas após três minutos de medição, de acordocom a Bellcore TR-TSY-000196.[7]

II.3. ZONA MORTA

A zona morta é definida como a distância entre oinício de um evento e o ponto onde um eventoconsecutivo pode ser detectado[8]. A zona morta étambém conhecida como resolução espacial entre doispontos, pois determina o espaçamento mínimo que podeser medido entre dois eventos [7]. Na curva do OTDRexistem trechos “cegos” que ocorrem devido a eventosreflexivos, que saturam o receptor do OTDR[8]. Estestrechos “cegos” têm a duração igual à soma da largura dopulso óptico mais o tempo que o receptor demora pararecuperar-se da reflexão[8].

Existem dois tipos de zona morta: zona morta deevento e zona morta de atenuação, como descritos aseguir:

II.3.1. ZONA MORTA DE EVENTO(ZME OU EDZ - EVENT DEAD ZONE)

Define a distância mínima a partir de um ponto ondeocorre um evento, até outro ponto onde um outro eventode mesma natureza pode ser detectado. Entretanto esseevento só pode ser detectado e não se pode medir aperda associada a ele[8]. Quanto a sua natureza, oseventos podem ser reflexivos (quando há reflexões de


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Fresnel) ou não-reflexivos (quando há degraus porvariação do nível do sinal retroespalhado). Para eventosreflexivos, a zona morta de evento é definida como adistância medida no ponto onde a curva cai 1,5 dB donível de saturação devido à reflexão de Fresnel, comomostrado na figura 5. Para eventos não reflexivos, a zonamorta de evento é definida como a distância entre ospontos de início e fim de um degrau com atenuaçãoinferior a 1,0 dB e variando 0,1 dB dos valores inicial efinal, como mostrado na figura 6[9]. Usualmente, estazona morta é um valor fixo e depende somente da largurade pulso aplicada. Esta definição não é freqüentementeutilizada, mas será útil para a compreensão de algunscasos que serão comentados na seção 3.

EDZ

1,5 dB

Figura 5: Método de aferição de zona morta de eventopara eventos reflexivos [8,9]

0,1 dB

0,1 dB

≤ 1 dB

EDZ

Figura 6: Método de aferição de zona morta de eventopara eventos não-reflexivos [9]

II.3.2. ZONA MORTA DE ATENUAÇÃO(ZMA OU ADZ - ATTENUATION DEAD ZONE)

Define a distância mínima do ponto a partir do iníciode uma reflexão e o ponto onde o traço doretroespalhamento pode voltar a ser detectado, podendoser realizadas medidas para a verificação da localização deeventos discretos (não reflexivos). Esta distância émedida no ponto onde a curva tenha retornado a 0,5 dBacima do nível da curva retroespalhada, extrapolada paraa esquerda [8], considerando uma reflectância de –30 dB[9]. Geralmente, quanto maior a potência refletida, maiorserá a zona morta.

ADZ

0,5 dB

Figura 7: Método de aferição de zona morta deatenuação (ADZ) [8,9]

II.4. MEDIDAS DE ATENUAÇÃO EM EMENDAS

Para a aceitação de emendas o valor analisado é amédia aritmética entre as medidas de atenuação realizadasnos dois sentidos. A medição nos dois sentidos faz-seobrigatória. O valor da medida de atenuação que éapresentado pelo OTDR é resultante das diferençasobservadas na curva do OTDR antes e após a emenda.Esta curva é gerada pelo sinal retroespalhado e este nãovaria apenas de acordo com o nível do sinal incidente,mas também com o coeficiente de retroespalhamento dostrechos de fibras em análise. Se houver diferenças entreestes coeficientes o valor medido pelo OTDR não será aperda real da emenda. Entretanto, quando realizamos amedida nos dois sentidos e calculamos a média aritmética,estas diferenças se cancelam e o valor obtido é o valormédio, real, da atenuação na emenda.

II.4.1. EMENDA COM GANHO

Freqüentemente é verificado um ganho comoresultado da análise de uma emenda, como mostrado nafigura 8. A explicação para este ganho é que a fibra queestá após a emenda está retroespalhando mais luz do quea fibra que está antes da emenda. Isto pode ocorrermesmo que haja perda na emenda. Quando faz-se amedida em sentido contrário, inverte-se a situação dosinal retroespalhado e a média aritmética das duasmedidas deverá sempre ser uma atenuação, pois umaemenda é um elemento passivo e nunca irá amplificar a luzque está sendo transmitida. Entretanto a imprecisão doOTDR e a falta de cuidado do operador, na inserção dosdados no OTDR, pode resultar em uma conclusão de quea emenda está amplificando o sinal.

Vale ainda ressaltar que sempre que houver um ganhono OTDR é porque existe uma emenda neste local, pois,com certeza, temos duas fibras diferentes nos trechosantes e depois do evento.


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km

dB

Emenda com ganho

Figura 8: Gráfico do OTDR com um ganho em umaemenda.

III. ANÁLISE DOS RESULTADOS MEDIDOS EM CAMPO:ESTUDO DE CASOS

Nos enlaces analisados em campo, todas as emendassão por fusão e nas estações os cabos são emendadosem BEO (bastidor de emenda óptica) e distribuídos emDIO (distribuidor intermediário óptico); ou emendados edistribuídos em DGO (distribuidor geral óptico).

Para

estação BConexão nobastidor

OTDR

Estação A

Ou DGO

DIO BEO

Cordão deteste

Cordão de união(Pig Tail)

Emendas

Figura 9: Pontos de conexões e emendas em um enlaceóptico tradicional

III.1. CASOS DE EVENTOS PRÓXIMOS AOPONTO DE TESTE

Para detectar o local exato da interrupção, énecessário configurar o OTDR na menor largura de pulso(LP) disponível no instrumento e analisar o gráficoobtido.

III.1.1. CASO 1 - ROMPIMENTO COM REFLEXÃO DEFRESNEL A MAIS DE 3M DO BASTIDOR

Freqüentemente, no ponto de ruptura haverá umareflexão de Fresnel na tela do OTDR e neste caso, adefinição do ponto do rompimento é feita expandindo-sea imagem (zoom) e focando a última reflexão de Fresnelque estiver na tela. As figuras 10 e 11 mostram umexemplo da tela do OTDR para um enlace de 5km, sendotestado com uma LP de 1000ns (ZME= 120m eZMA=150m). Neste exemplo a fibra estava interrompidapróxima à estação B. O teste a partir da estação A fazparecer que o enlace óptico está inteiro e expandindo acurva no fim da fibra, não foi verificada nenhuma variação

brusca do sinal retroespalhado antes do inicio da reflexãode Fresnel. Testando com o OTDR na estação B, a fibranão foi detectada, pois só é visto o pulso de entrada doOTDR.

5 km

dB

Figura 10: OTDR na estação A

dB

km

Figura 11: OTDR na estação BConsiderando ainda o OTDR na estação B e

configurando-o com uma LP de 10ns (ZME=3m eZMA=15m), será observado o gráfico da figura 12.

d B

k m

Á r e a a s e r a m p l i a d a

Figura 12: Tela do OTDR com LP=10 ns.

dBConector de bastidor

Fim da fibra

m0 3 9

OTDR

Figura 13: Reflexões de Fresnel ampliadas e aidentificação do fim da fibra.

O gráfico da figura 12 é muito semelhante ao da figura11, porém com um pulso um pouco mais estreito, vistoque para LP de 10ns as zonas mortas do evento eatenuação são bem menores. Isto possibilita uma análisemais precisa deste pulso. Expandindo a imagem da últimareflexão (que nas figuras 11 e 12 aparentam ser apenasuma reflexão), será observado o gráfico da figura 13, ondepodemos concluir que a fibra está interrompida a 6m da


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conexão do bastidor (DGO ou DIO). Esta afirmaçãobaseia-se no seguinte: na figura 13 existem 3 pulsos, oprimeiro é a reflexão na conexão do OTDR, o segundo é areflexão na conexão do bastidor e o terceiro é a reflexãono fim da fibra. Como os cordões de união (que unem oBEO ao DIO ou a emenda ao conector no DGO) possuemnormalmente de 2 a 5m, é possível concluir que ainterrupção estará de 1 a 4 metros após a emenda. Nestecaso, estava interrompida no ponto de abertura dasunidades básicas do cabo óptico e foi danificada por ratoque roeu a fibra neste ponto.

A localização exata deste problema não foi detectadaantes do teste com o OTDR, pois a unidade básica ficafixada na parte traseira do bastidor (BEO), sendo de difícilvisualização, mas com os resultados mostrados peloOTDR, a fibra foi puxada a partir da emenda e realmenteestava solta. Foi então possível iniciar os serviços demanutenção corretiva.

Para minimizar os riscos de novas ocorrências destecaso, algumas medidas podem ser adotadas:

- Desratizar todas as estações (procedimento normalem todas as operadoras, mas às vezes com cronogramasnão adequados).

- Colocar uma manta termo-contráctil na saída daunidade básica, não deixando a geléia do cabo exposta,pois esta foi a causa provável do acidente. Esteprocedimento oferece ainda a vantagem de evitar aocorrência de curvaturas acentuadas na saída da fibra daunidade básica.

- Instalação de DGO no lugar de BEO/DIO, pois osDGOs oferecem acesso fácil a todas as partes neledistribuídas, facilitando a visualização de qualquer eventosemelhante ao caso citado. Esta medida também reduz oespaço físico necessário para a terminação dos cabosópticos nas estações.

III.1.2. CASO 2 - ROMPIMENTO SEM REFLEXÃO DEFRESNEL A MAIS DE 15 METROS DO BASTIDOR

Caso no ponto do rompimento não seja verificada umareflexão de Fresnel na tela do OTDR (como observado nafigura 13), será verificado, então, o gráfico da figura 14,desde que a interrupção esteja a mais de 15m do bastidor,para um OTDR com ZMA=15m na LP=10ns (menor LP).

dB

DIO

OTDR

Fim da fibra

0 3 22 m

Figura 14: Tela expandida para observar o ponto comdescontinuidade do sinal retroespalhado no fim dafibra.

Assim como na figura 13, neste caso, o primeiro pulsoé a conexão do OTDR, o segundo a conexão do bastidor,mas não foi observado o terceiro pulso. Porém pode-seobservar o início do retroespalhamento do sinal na fibra ea queda do sinal sem a reflexão de Fresnel. É possívelafirmar, então, que o problema está a 19m da conexão nobastidor. Avaliando o comprimento do cordão de união eas sobras de cabo na estação, foi verificado que ainterrupção estava na galeria da estação. Esta interrupçãofoi provocada por esforço no cabo, pois o mesmo foidobrado durante os serviço de instalação de novos cabosna estação. A reacomodação do cabo na galeria foisuficiente para o restabelecimento do sistema óptico.

Para minimizar os riscos de novas ocorrências destetipo, as seguintes medidas podem ser adotadas:

- cabos ópticos devem ser acomodados em dutos,degraus e esteiras independentes dos cabos metálicos(que são mais pesados e mais rígidos).

- acompanhar/orientar todas as pessoas que foremprestar serviços em caixas subterrâneas, galerias ououtras áreas onde existem cabos ópticos e informá-lassobre a sensibilidade da fibra à curvatura acentuada docabo.

III.1.3. CASO 3 – ROMPIMENTO SEM REFLEXÃO DEFRESNEL A MENOS DE 15M DO BASTIDOR

Caso na medida com o menor pulso não seja possívelvisualizar o início do retroespalhamento na fibra, existemtrês alternativas para, a partir daí, podermos avaliar adistância até o problema:(a) Fazer verificação visual, visto que 15m é uma distânciapequena o suficiente para uma rápida avaliação;(b) Trocar o cordão de união, pois se o problema estivernele, a segunda reflexão de Fresnel já é o fim da fibra;(c) Colocar uma bobina de teste conectada em umaextremidade ao OTDR e emendá-la à fibra em teste naoutra extremidade. A bobina ficará no lugar do cordão deunião.

Como o tamanho da bobina é conhecido (200 metrospara o exemplo), será verificada uma emenda nestadistância com ZME=3m, ou seja, o degrau da emenda iráocupar 3m na tela do OTDR. Será observado um trecho defibra antes da queda do sinal, como mostra a figura 15.Neste caso a fibra estava interrompida a 10m da emenda.

dB

Bobina de teste

0 200 203 210 m

Figura 15: Gráfico expandido em uma fibra testada combobina de teste.


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Este caso foi observado em um cabo aéreo comemendas enterradas no leito de uma rodovia. No testecom o OTDR, foi verificado o rompimento a 22km daestação A, sendo que o enlace era de 70km. Havia umaemenda no ponto verificado, mas nada de anormal foidetectado nesta emenda, a mesma foi refeita e o problemapersistia. Levando o OTDR até a emenda, foram feitostestes nas direções das duas estações. O teste indicouque em direção a estação A, não havia problema, mastambém indicou que não havia sinal óptico na tela doOTDR, na direção da estação B, isso mesmo com LP=10ns. Após o teste com a bobina, verificamos que oproblema estava a 10m da emenda, que correspondia àdistância até a curva da subida lateral junto ao poste. Foientão aberta a vala da caixa subterrânea até o poste (2metros) e foi verificado que não havia curva na base dotubo de ferro. O que ocorreu foi que o mesmo haviadescido e estava provocando um esforço no cabo. O tubofoi alteado e fixado ao poste, o cabo foi reacomodado edesamassado e o sistema normalizou.

Para minimizar os riscos de novas ocorrências destetipo, as seguintes medidas podem ser adotadas:

(a) Exigir a instalação de curvas na base de todasubida lateral, antes da implantação do cabo;

(b) Orientar todas as pessoas que forem prestarserviços de lançamento de cabos ópticos sobre asensibilidade a curvaturas acentuadas no cabo.

III.2. CASOS DE EVENTOS DISTANTES DOPONTO DE TESTE

III.2.1. CASO 4 - EVENTO FANTASMA (GHOST)

Fantasmas são pulsos que aparecem na tela do OTDRem pontos onde não existe interface fibra/ar. São reflexõesde Fresnel sendo retransmitidas pela fibra repetidasvezes, ou seja, a reflexão de Fresnel “viaja” de volta pelafibra e quando chega à outra interface fibra/ar, haveráuma reflexão de Fresnel da primeira reflexão. Esta reflexãoda reflexão de Fresnel irá “viajar” pela fibra no mesmosentido do sinal transmitido e na interface fibra/ar haveráoutra reflexão de Fresnel. Se o nível do sinal desta terceirareflexão for superior ao do retroespalhamento do sinaloriginal, aparecerá um pulso na tela do OTDR nesteponto. A curva do sinal retroespalhado antes e após ofantasma não sofrerá nenhuma modificação, mas o trechoonde aparece o fantasma não poderá ser analisado comprecisão. Desta forma, se houver algum evento nestetrecho, não será possível precisar a distância até esteevento.

Os fantasmas aparecem com mais freqüência emOTDRs com fibra interna. Para um OTDR com 200metrosde fibra interna, é comum a presença de fantasmas nasdistâncias múltiplas de 200 metros, como mostrado nafigura 16. Alguns enlaces curtos, normalmente commenos de 10 km, costumam representar uma curvafantasma atenuado de pelo menos 14 dB em relação acurva real. Isto pode ocorrer quando o conector na outraextremidade não for APC e estivermos utilizando um

OTDR com grande alcance dinâmico. A Figura 17 mostraum exemplo de curva fantasma.

dB

0 0,2 0,4 km

Figura 16: Tela de um OTDR com 200 metros de fibrainterna, mostrando dois fantasmas, a 200 e 400 metros.

dB

0 a b

≥ 14 dB

km

Figura 17: Tela de um OTDR com curva fantasma. Neste

caso, ab ⋅= 2III.2.2. CASO 5 - EVENTOS NÃO-REFLEXIVOS MUITO

PRÓXIMOS ENTRE SI

Quando existem dois eventos não-reflexivos muitopróximos, dependendo da largura de pulso aplicada osdois podem se misturar gerando uma distorção na curvado OTDR como mostrado na figura 18.

dB

33200 33600

LP = 4000 ns

EDZ = 420 m

m

Figura 18: gráfico ampliado no ponto com dois eventospróximos, com LP=4000ns.

Para uma boa interpretação deste evento, deve-sefazer nova medição com uma LP menor. Para este exemplofoi utilizado uma LP de 1000ns (a primeira medição haviasido feita com 4000ns). Pode-se observar nitidamente nafigura 19 o início e fim dos dois eventos.


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d (km)

Nível(dB)

LP =1µsEDZ = 120m

33,2 33,6

Figura 19: gráfico ampliado no ponto com dois eventospróximos, com LP=1000ns.

É importante aqui ressaltarmos que na figura 18 osdois eventos consecutivos geram a falsa impressão de umpulso negativo. Porém isto não seria possível, visto quepara haver um pulso negativo do sinal retroespalhadoseria necessário uma redução brusca do sinalretroespalhado e depois de um tempo o retorno do sinal.Neste caso, o que acontece é que temos uma emenda comatenuação e depois uma emenda com ganho, como podeser observado na figura 19. Esta atenuação seguida de umganho muito próximo, pode gerar esse erro deinterpretação se o OTDR estiver configurado com umalargura de pulso grande. De qualquer forma, vale ressaltarque não existe nenhuma possibilidade de haver um pulsonegativo, o que ocorreu foi apenas o efeito da mistura dedois eventos não-reflexivos.

IV CONCLUSÕES

Como foi verificado ao longo desse trabalho, aatenuação é um parâmetro muito significativo também nasredes ópticas atuais. O OTDR continua sendo o melhorinstrumento para gerenciar e garantir a confiabilidade dosparâmetros de atenuação destas redes. De maneira geral,o operador do OTDR deve sempre se lembrar que oparâmetro mais significativo na configuração de umOTDR é a largura do pulso que será utilizada no teste.Sendo assim, na grande maioria dos casos, a escolhacorreta da largura de pulso será suficiente para solucionaro problema. Como regra básica, para enlaces longos sãoutilizados pulsos maiores e para enlaces curtos sãoutilizados pulsos menores, entretanto, quando existe umproblema em um ponto específico do enlace, o operadordo OTDR precisa se lembrar de desprezar o resto doenlace e escolher a largura de pulso adequada para oevento em questão.

Para os técnicos de campo, muitas vezes, as literaturasexistentes são muito complexas, dificultando a corretainterpretação do texto. Acreditamos que este trabalhopossa auxiliar no aprendizado destes técnicos,viabilizando a realização de testes de atenuaçãoconfiáveis na instalação e manutenção das redes ópticas.Sabemos que outros problemas e dúvidas não abordadosneste trabalho possam surgir, mas é praticamenteimpossível esgotar todas as possibilidades. Mas sabemostambém que os exemplos citados se não forem idênticosaos que estiverem sendo analisados em campo, podempelo menos servir de referência para um novo estudo de

caso. Nesse sentido, acreditamos que seja útil aelaboração de trabalhos semelhantes a esse, enfocando-se os diversos instrumentos de medida existentes nomercado.

Para a verificação dos sistemas ópticos atuais, váriosparâmetros novos precisam ser avaliados. Em funçãodisso, diversos equipamentos têm sido oferecidos pelosfabricantes no intuito de garantir a qualidade desejada,principalmente para sistemas DWDM. Entre os principaisequipamentos disponíveis no mercado, podemos citar:

(a) OSA - Analisador de espectro óptico;(b) MWM - Medidor de multi comprimento de onda;(c) Medidor de dispersão cromática;(d) Medidor de PMD.A correta interpretação dos resultados apresentados

pelos instrumentos é essencial para assegurar a qualidadedas redes e também para possibilitar a correta e rápidasolução de problemas detectados nos sistemas emoperação.

BIBLIOGRAFIA

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André Luis da Rocha Abbade nasceu em São José do RioPreto-SP em 1967. Em 1990 e 2002, obteverespectivamente os títulos de Engenheiro Eletricista eEspecialista em Engenharia de Redes e Sistemas deTelecomunicações pelo Inatel. Atuou como engenheirode processos de 1990 a 1991 na NEC do Brasil. Atuoucomo engenheiro responsável em diversas obras de redeexterna de telefonia nas empreiteiras SIRET e ARCOS de1991 a 1994. Atuou como engenheiro da TELEMIG/TELEMAR no período de 1994 a 2001, ocupando diversoscargos nas áreas de implantação de redes até 1998 e de


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operação e manutenção de rede de acesso e de transporteaté 2001. Foi professor no Inatel no período de 1999 a2001 da disciplina de Técnicas de Atendimento aTerminais e atualmente ocupa o cargo de Gerente deTreinamento do Inatel Competence Center. Atualmentefaz mestrado no Inatel.

Maria Regina Campos Caputo: engenheira pelo INATEL(1975), doutora pela UFMG (2000). Atualmente éprofessora (tempo integral) no INATEL (graduação emestrado ) e consultora na SOLITTONS Engenharia deTelecomunicações Ltda. Trabalhou com planejamento,projeto e implantação de sistemas de telecomunicações viarádio e por fibras ópticas nas empresas de consultoriatécnica Engevix Engenharia S.A, Belo Horizonte (1985 à1989) e Main Engenharia S.A., São Paulo (1983 à 1985); naItaltel Società Italiana Telecommunicazione, em BeloHorizonte (1979 à 1982); na ESCELSA- Espírito SantoCentrais Elétricas S.A., Vitória/ES ES (1978 à 1981). Nessesperíodos executou serviços para as empresas: Eletronorte,Furnas, Itaipu Binacional, Chesf, Eletrosul e Cemig.Integrou comissões da ABNT – Associação Brasileira deNormas Técnicas. Possui publicações técnicas em revistasnacionais e internacionais e obteve os seguintes prêmios:Prêmio Telexpo/Equitel (3.o lugar-1995), PrêmioTelexpo/Equitel (2.o lugar-1996) e Prêmio Telexpo/Equitel(4.olugar-1999). No Inatel integra o grupo de pesquisa deMicroondas e Comunicações Ópticas, que inclui a linha depesquisa em Sistemas DWDM, na qual orienta alunos deMestrado e alunos de Especialização. Integra o corpo deeditores de área da Revista de Telecomunicações doInatel.

aplicação do otdr

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