광케이블 측정법 - ②후방산란법(OTDR)

광케이블 측정법 - ②후방산란법(OTDR)

 

1. 시험항목별 측정방법

광섬유의 전송특성을 시험하는 항목은 [표1]과 같다.

[표 1 ] 광섬유의 시험항목 및 측정내용

 

2. 시험준비

⑴ 시험항목별 광섬유전송특성의 측정항목이 다르기 때문에 관련 측정법에 따라 사용할 측정기 및 자재를 준비한다.

⑵ 각 종 측정은 실내에서 시행하는 것을 원칙으로 하고, 접속시험 등을 인공(또는 옥외)에서 시행하여야 할 경우는 먼지 및 바람으로부터 보호될 수 있도록 천막 등을 설치한다.

⑶ 측정작업은 측정장소의 기후 및 기온을 고려하여 아래와 같이 시행한다.

㈎ 측정이 옥외에서 시행될 경우, 우천시나 습도가 많은 날에는 피하도록 하고, 부득이 측정작업을 해야 할 경우는 작업주변을 물의 침투나 습도로부터 보호되도록 조치하여야 한다.

㈏ 각종 측정장비의 동작온도를 고려하여야 한다.

⑷ 측정작업은 측정기 운용자 이외에 측정데이타 분석 및 피측정 광섬유심선의 연결 등의 측정작업을 보조할 수 있도록 2인(또는 3인) 1조로 측정조를 편성한다.

⑸ 측정작업은 반드시 측정작업대를 설치하고 OTDR등 측정에 소요되는 장비 및 자재 등을 점검하고, 작업대 위에 정돈한다.

⑹ 측정작업주변은 청결해야 하며, 측정자의 손에는 기름이나 오물 등이 묻어 있지 않도록 깨끗이 하여야한다.

⑺ 피측정 광케이블에 대하여는 케이블종단을 다음과 같이 하며, 외피탈피 등의 작업은 외피접속공법을 준용한다.

㈎ 접속시험 : 입사단측 피측정 광케이블의 외피를 종단에서 1m정도 제거하고 광섬유 심선을 인출 한다.

㈏ 정밀시험 : 피측정 광케이블의 외피를 입사단측은 종단에서 2.5m, 출사단측은 종단에서 1m 정도 제거하고, 광섬유심선을 인출한다.

㈐ 피측정 광케이블의 광섬유심선이 인출되면, 광케이블은 움직이지 않도록 시험대 위에 고정시킨다.

⑻ 측정지점 상호간, 접속지점과 측정지점간에 위치한 작업자 상호간에는 통신연락망을 구성하여, 광섬유심선의 대조 및 측정과정 진행을 원활하게 한다.

 

3. 접속시험

접속시험은 광케이블의 접속작업과 동시에 상부국과 하부국 및 중간의 수개 접속지점에서 양방향으로 각 접속손실을 후방 산란법으로 측정하는 것이다.

⑴ 광케이블 접속작업시 OTDR에 의한 접속시험은 접속점을 기준으로 양방향에서 시행하여야 하며, 작업형편에 따라 양방향에서 동시에 시행하는 방법과 단방향에서 각각 시행하는 방법의 적용이 가능하다.

⑵ 접속손실을 양방향에서 동시에 측정하는 경우는 다음과 같이 한다.

㈎ 상부국측 광케이블 시단점을 측정지점 (A)로 하고, 접속할 다른쪽의 케이블 종단점을 측정지점(B)로 하여 OTDR(A),(B)를 각각 설치한다. 이때, 접속점에는 접속작업을 준비한다.

㈏ 접속점에서 광섬유 심선접속과 동시에 각 측정지점이 OTDR(A),(B)를 접속손실을 순차적으로 번갈아 가면서 측정한다.

㈐ 각각의 광섬유접속부에 대해 양방향에서 측정된 접속손실을 평균산술값으로 환산하여 접속손실을 평가하면서, 광섬유심선 접속작업을 진행한다.

㈑ 접속점의 광섬유심선 접속작업이 완료되면, 접속함체를 조립하여 인공내 설치하고, 접속작업과 측정지점(B)의 위치를 다음 장소로 이동시켜 작업을 진행한다. 단, 측정지점(A) 위치는 이동하지 않는다.

 

⑶ 접속작업시 접속손실을 단방향에서 각각 측정하는 경우는 다음과 같이 한다.

㈎ [Pig.1]과 같이 OTDR을 접속할 상부국측 광케이블의 시단에 설치하고, 접속점에서 접속작업을 준비한다.

< Pig.1 정방향에서의 접속시험 >

 

㈏ 접속점에서 광섬유심선 접속작업과 동시에 측정지점의 OTDR로 접속손실을 단방향으로 측정한다.

㈐ 단방향으로 측정한 접속 손실값을 평가하면서 광섬유심선을 접속한다.

㈑ 접속점의 광섬유심선 접속작업이 완료하면, 접속함체를 가조립(콤파운드는 주입하지 않음) 하여 인공내 설치한다. 이때, 가조립된 접속함체에 습기나 오물이 침투하지 않도록 조치하여야 한다.

㈒ 접속작업위치를 다음의 접속점으로 이동 접속작업을 진행한다.(접속작업을 진행하고 ㈏-㈑항의 절차를 반복한다).

㈓ 각 접속점의 접속작업이 모두 완료되면, [Pig.2] 와 같이 접속작업 진행방향의 반대측 광케이블 종단에 OTDR을 설치하고, 각 접속점에 대한 접속손실을 측정한다.

< Pig.2 역방향에서의 접속시험 >

 

㈔ 역방향으로 측정한 각각의 접속점에 대한 접속손실을 시단에서 측정한 손실값과 비교하여 평균산술값으로 환산한다.

㈖ 접속손실 산출결과 접속손실이 과다한 접속점은 가조립된 접속함체를 해체하고, 광섬유심선 대조기를 사용하여 불량심선만을 보호지지판 내부로부터 인출하여 재접속을 시행한다. 보호지지판 내부로부터 인출한다. 이때, 다른 심선에 영향을 주지 않도록 하여야 한다.

< Pig.3 접속부에서 불량심선 대조방법 >

 

㈖ 불량심선에 대해서는 ㈏, ㈓항의 과정에 의해 접속손실을 측정한다.

⑷ 측정지점은 접속지점과 측정지점간의 최대거리가 OTDR의 유효 측정거리를 넘지 않도록 선정한다.

단, 접속작업의 진행계획에 따라 양방향 측정이 불가능할 경우, 단국(또는 중계국)과 단국(또는 중계국) 사이 전구간을 양쪽 국에서 측정 가능한 중간지점까지 한 방향만 측정한다.

⑸ 접속손실의 측정법은 후방산란법에 의한다.

⑹ OTDR에 의해 양방향 접속손실 측정이 완료되면, 단위개소 접속손실과 광섬유심선 평균접속손실을 산출하여야 한다. 접속작업을 진행하고 ㈏-㈑ 항의 절차를 반복한다.

① 단위개소 접속손실(BLs) : [식-9]에 의한다.

② 광섬유심선 평균접속손실(FLs)

BLs1 + … + BLsn

FLs = ------------------ [식-11]

n

여기서 FLs : 광섬유심선 평균접속손실 [dB]

BLs : 접속점 접속손실 [dB/개소]

n : 광섬유심선의 접속수[개

 

<접속손실 산출예>

㉮ 단위개소 접속손실(BLs) 산출

▽ 접속점 F1의 상, 하부측 접속손실

 

- A에서 B측으로 측정한 손실 Ls(A→B) : 0.05[dB]

- B에서 A측으로 측정한 손실 Ls(B→A) : 0.05[dB]

▽ 접속점 F1의 단위개소 접속손실

0.05 + (-0.15) - 0.1

BLs = -------------- = ----- = - 0.05

2 2

접속손실(BLs) = 0.05 [dB]

 

㉯ 광섬유심선 평균접속손실(FLs) 산출

0.05 + 0.2 + 0.1

FLs = -------------- = 0.11

3

평균접속손실(FLs) = 0.11 [dB]

 

⑺ 단위개소 접속손실과 광섬유심선 평균접속손실 산출값은 기준치와 비교하여 불량한 경우에는 재접속등의 조치로 기준치 이내로 유지하도록 하여야한다.

⑻ OTDR CRT 화면에 나타난 후방산란파형으로 광섬유의 이상유무를 확인하고, 접속손실의 측정파형을 프린터 또는 컴퓨터에 기록한다.

 

4. 최종시험

최종시험은 국내성단접속작업이 완료된 후 광케이블 포설 및 접속공사의 최종결과를 얻기 위하여 전 구간이 광섬유손실과 접속손실을 포함한 총손실을 삽입법으로 측정하는 것이다.

⑴ 최종시험은 그림-12 와 같이 국내 광분배함에 수용되어 있는 광케이블 종단의 편단 광점퍼코드에 광원 및 광검출기를 각각 연결하여 양방향에서 시행한다.

⑵ 상부국을 입사단으로 하여 광원과 광검출기를 설치하고, 하부국은 출사단으로 하여 광검출기를 설치한다.

⑶ 측정조는 입사단측과 출사단측에 각각 배치하고, 광섬유심선별 편방향 총손실을 3회 이상 측정한다.

⑷ 상부국에서 하부국으로의 측정(정방향 측정)이 완료되면 하부국을 입사단으로 하고, 상부국을 출사단으로 하여 총손실을 측정(역방향 측정)한다.

⑸ 총손실 측정을 위한 입사단과 출사단의 위치변경으로 인한 이동작업을 줄이기 위해 상, 하부에 각각 광원과 광검출기를 설치할 수 있다.

⑹ 총손실의 측정법은 삽입법에 의한다.

⑺ 광섬유심선별 편방향 총손실 측정이 완료되면, 정방향으로 3회이상 측정한 손실(αⅰ)

들의 평균값[Ei(A→B)]과, 역방향으로 3회이상 측정한 손실(αⅰ)들의 평균값

[Ei(B→A)]의 평균산술값을 계산하여 피측정 광섬유의 총손실(Bi)로 대표한다.

 

① 정방향으로 3회이상 측정한 손실들의 평균값

αⅰ1 + … + αⅰN

Ei(A→B) = ------------ [식-13]

N

여기서, N : 편방향 측정횟수

② 역방향으로 3회이상 측정한 손실들의 평균값

αⅰ1 + … + αⅰN

Ei(B→A) = ------------ [식-14]

N

③ 양방향에서 산출된 평균손실값들에 의한 총손실

Eαⅰ(A→B) + Eαⅰ(B→A)

Bi = ----------------- [식-15]

2

 

< 총손실 산출예 >

㉮ 편방향 손실 산출

ㅇ [W]로 측정하였을 경우,

- A측 광원의 입사광전력 Pin : 1[㎽]

- B측 광검출기에 의해 검출된 광전력 Pout : 0.1[㎽]

0.1

αⅰ = - 10 log ----- - (2 * 0.5) = 9[㎽]

1

편방향손실(αⅰ) = 9[㎽]

 

ㅇ [dBm]으로 측정하였을 경우

- A측 광원의 입사광전력 Pin : -7 [dBm]

 

- B측 광검출기에 의해 검출된 광전력 Pout : -17 [dBm]

 

αⅰ = - [(-17) - (-7)] - (2 * 0.5) = 9[dBm]

편방향손실(αⅰ) = 9 [dBm]

㉯ 정방향의 손실들의 평균치

9 + 10 + 10

Ei(A→B) = ----------- = 9.7 [dB]

3

 

㉰ 역방향 손실들의 평균치

10 + 11.5 + 9.5

Ei(A→B) = -------------- = 10.3 [dB]

3

 

㉱ 양방향에서 산출된 평균손실값들에 의한 총손실

9.7 + 10.3

Bi = ---------- = 10 [dB]

2

총손실(Bi) = 10 [dB]

⑻ 총손실 산출이 완료되면, 설계시 전 구간이 광선로 손실기준치와 비교 분석하여 설계

기준치를 초과하였을 경우에는 원인을 규명 조치하여야 한다.

Bi≤Lt [식-16]

여기서 Bi : 피측정광섬유의 총손실 [dB] ([식-15] 참조)

[표2] 광선로 설계시 손실산출 방법

Lt : 설계시 전구간 광섬유 손실 [dB]

단, [식13]는 Eαⅰ(A→B)≤ Lt, Eαⅰ(B→A)≤ Lt을 동시에 만족하여야 한다.

⑼ 다중모드 광섬유에 대한 대역폭측정은 주파수영역법에 의하며, 단일방향으로 측정하여

대역폭특성을 평가한다.

⑽ 최종시험구간내 분기접속이나 수요에 대비하여 접속되지 아니한 광섬유심선(중간의

접속점에서 상,하부국측으로 연장되지 않고 절단되어 있는 광섬유심선)에 대해서는 다

음과 같이 한다.

㈎ 중간 접속점내 절단되어 있는 광섬유심선에 편단코드를 접속한다.

㈏ 상부국(또는 하부국)과 중간 접속점 상호간을 피측정구간으로 하여 삽입법에 의해

양방향으로 측정한다.

 

5. 운용시험

운용시험은 광통신 시스템을 운용하는 중에 광섬유 전송특성의 경년변화 상태를 정기적(또는 부정기적)으로 점검하기 위하여 시행한다.

⑴ 정기시험은 상, 하부국간의 총손실 측정으로 운용시험을 대표

⑵ 시험방법은 삽입법에 의한다.

⑶ 시험후에는 기존의 편단 광점퍼코드의 순번이 바뀌지 않도록 주의하여 원래대로 연결시킨다.

⑷ 시험결과 총손실이 최종시험시의 측정치 또는 경년변화 손실치와 비교하여 의심이 가는 심선에 대해서는 후방산란파형을 측정하여 접속부의 접속손실변화, 광섬유의 단위 손실변화 등의 상태를 분석한다.

⑸ 운용중 광케이블의 외피손상이나, 절곡 등으로 인해 광섬유손상이 예상될 경우는 후방 산란법에 의한 광섬유 손실을 측정하고 파형을 분석한다.

⑹ “⑷”항에 의해 광섬유의 단위길이손실과 접속손실이 기준치를 초과하였거나, 광섬유의 손상이 확인되었을 경우는 원인을 조사하여 조치한다.

 

6. 정밀시험

정밀시험은 광케이블 포설 작업 중에 외부적인 충격으로 인해 손상이 우려될 경우나, 운용중 광케이블 절곡 및 절단사고가 발생하였을 경우에, 단위구간 광케이블 광섬유 손실을 고밀도로 측정하기 위한 것이다.

⑴ 시험방법은 컷백법에 의한다.

 

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광케이블 측정법 - ①투과측정법/후방산란법(OTDR)