Optical Time Domain Reflectometer (OTDR) É um reflectômetro óptico de domínio de tempo).
Esse equipamento garante a qualidade da transmissão de dados em cabos de fibra óptica. Os OTDRs, são essenciais para mapear a perda do sinal no enlace óptico em relação à distância, permitindo aferir o bom funcionamento de novos enlaces e também detectar problemas e falhas em enlaces existentes.
E como funciona:
Um OTDR é um gerador de pulsos de luz de curta duração e os envia pelo núcleo da fibra, medindo o tempo em que estes sinais ópticos enviados retornam ao equipamento.
O pulso gerado pelo OTDR se propaga pelo enlace ou canal óptico e frações dele são refletidas de volta cada vez que encontra obstáculos à sua propagação, seja pela presença de acopladores ópticos, emendas, conectores ou falhas no enlace ou canal em teste.
Na tela do aparelho é possível visualizar os pontos em que ocorreram as reflexões, permitindo a interpretação dos resultados e a identificação de componentes, bem como eventuais falhas, facilitando a manutenção e ou correção dos danos.
O equipamento depende de dois tipos de fenômenos ópticos para seu funcionamento:
- Dispersão de Rayleigh e
- Reflexão de Fresnel.
O fenômeno de dispersão de Rayleigh faz parte do material da fibra óptica e está presente ao longo de todo o comprimento do cabo óptico. A dispersão de Rayleigh é uniforme ao longo do comprimento da fibra, portanto suas descontinuidades podem ser usadas para identificar anomalias na transmissão ao longo do enlace da rede óptica.
Ao injetar um pulso de luz na fibra, alguns fótons de luz se dispersam em direções aleatórias devido a partículas microscópicas da fibra. Este efeito fornece informação de amplitude e tempo ao longo do comprimento da fibra. Além disso uma parte da luz é enviada de volta, no sentido oposto à direção do pulso, sendo então chamada de retrodispersão.
Já a reflexão de Fresnel ocorre quando a luz reflete no limite entre dois materiais ópticos, tendo cada um diferentes índices de refração. Este limite pode ocorrer em uma junção (conector ou emenda), numa extremidade da fibra não terminada ou em uma ruptura da fibra.
O OTDR internamente:
O equipamento injeta luz na fibra por meio de um diodo laser e um gerador de pulsos. Um acoplador, alimentado por um foto diodo, separa a luz que retorna do sinal injetado. O sinal óptico é convertido em um valor elétrico, amplificado, e a amostra é exibida em uma tela.
Os diodos emissores são selecionados de acordo com o comprimento de onda (ou de pico), a largura espectral do comprimento de onda e a potência de saída:
- Comprimento de onda é o comprimento de onda no qual a fonte emite a maior potência. Deve refletir as especificações de comprimento de onda de teste, por exemplo, 850, 1300, 1310, 1550 e 1625 nm.
- Largura espectral é a luz emitida num intervalo de comprimento de onda
- Potência de saída, para melhores resultados, o máximo de potência da fonte deve ser acoplado à fibra.
Os dois principais tipos de diodos utilizados pelos OTDR são os diodos emissores de luz (LEDs) e os diodos laser.
Um diodo LED é um dispositivo semicondutor que emite um espectro estreito de luz. Este efeito é uma forma de eletro luminescência. Em geral, o LED é menos poderoso que o diodo laser, porém seu custo é muito menor. Em geral os LEDs são usados principalmente em aparelhos OTDR que operam fibras ópticas multímodo (850 e 1300 nm).
O diodo laser (amplificação de luz por emissão estimulada de radiação) é uma fonte óptica, que emite um feixe de fótons. A luz do laser consiste de um único comprimento de onda emitido em um feixe estreito.
O gerador de pulsos controla o diodo (LED/Laser), que envia potentes pulsos de luz (de 10 mW a 1 W) para a fibra. Estes pulsos podem ter uma largura na ordem de 2 ns a 20 ms e uma frequência de repetição de pulso de vários quilohertz. Os operadores do equipamento podem definir a duração do pulso (largura de pulso) para diferentes condições de medição. A taxa de repetição dos pulsos é limitada à velocidade em que o retorno do pulso é completado.
Os foto diodos são projetados para medir níveis reduzidos da luz que retorna (retrodispersão), algo em torno de 0,0001% do que o diodo emissor envia. Foto diodos devem ser capazes de detectar a potência de pulsos refletidos de luz, que pode causar problemas ao analisar os resultados de um OTDR. A largura de banda, sensibilidade, linearidade e faixa dinâmica do foto diodo juntamente com o seu circuito de amplificação são cuidadosamente selecionados e concebidos para compatibilidade com os requisitos necessários de largura de pulso e níveis de potência retornados a partir da fibra.
A unidade de controle é o cérebro do aparelho. Ela lê todos os pontos amostrados, realiza os cálculos de média e os plota como uma função logarítmica do tempo e em seguida exibe traçado resultante na tela do OTDR.
A tela do dispositivo mostra um gráfico onde a escala vertical refere-se a atenuação em decibéis (dB) e a escala horizontal, refere-se a distância em quilômetros (km). Diversos pontos são plotados, representando fielmente a retrodisperção da fibra em teste.
