OTDR – grundläggande om

av Jörgen Städje den 15 Feb 2016

Du står och håller början av en fiber som är 75 kilometer lång i ena handen. Hur ska du kunna veta om den faktiskt fungerar och om det finns förbindelse till andra änden? Hur ska du kunna veta om en grävskopa har grävt av ledningen och i så fall var? Hur ska du kunna veta vilken av dina underleverantörer som har slarvat och använt smutsiga kontaktdon? Hur ska du kunna veta exakt var vatten trängt in i fibern under det senaste störtregnet?

Inget är enklare.

Koppla bara in en Optical Time Domain Reflectometer (OTDR) och låt den utvärdera fibern och du har svaret på ett kick.

OTDRfront
OTDR. Bild: Electron, CC BY 3.0

OTDR fungerar genom att skicka ut en laserpuls i fibern och se hur den studsar tillbaka, och likt en radar räkna tiden tills pulsen, eller delar av den, återvänder och visa hur långt bort felet var, samt, och det är viktigt, hur mycket av ljuset som kommer tillbaka från fibern.

När ljus studsar tillbaka i en fiber är det oftast något fel. Ljuset ska fortsätta tvärs igenom. Men olika fenomen kan få det att studsa tillbaka eller absorberas på olika ställen. Ingendera är bra om man vill ha fibern till kommunikation. Emellertid kommer ljus alltid att studsa tillbaka från glaset i fibern, inte särskilt mycket per kilometer, men ändå något, sk Rayleigh backscatter. Det är ändå ganska försumbart i förhållande till andra reflektorer och absorbenter.

Bilden visar ett praktiskt försök med Nya Sunet.

OTDR-listlena

Utgångspunkten på Tulegatan är till vänster på skärmbilden och fjärrpunkten ligger drygt 75 kilometer bort, på väg mot Uppsala. Då har ljuset varit på väg i 750 mikrosekunder, dit och tillbaka

Kurvornas lutning anger hur mycket fibern dämpar ljuset. Lutar kurvan lite, dämpar fibern lite per kilometer, och tvärt om. Naturligtvis är en liten lutning fördelaktig. Räknar man om kurvans lutning till matematiska värden ska dämpningen gärna ligga under 0,2 dB/km, men det gör den inte i det här fallet. Den översta, bästa kurvan visar på 0,269 dB/km. Något som någon får åtgärda.

De små hacken i kurvan är intressanta, för de innebär en punktformig dämpning. Det brukar inträffa i skarvar där det finns kontaktdon, till exempel i en skarvpanel, eller där fibern blivit skarpt böjd. Det är viktigt att känna till kvaliteten på alla skarvar. Blir den sammanlagda dämpningen för hög kan signalen i fibern bli för svag och kanske inte komma fram i andra änden. OTDR-apparaten har räknat ända till 36 hack.

Det stora hacket vid 75 kilometer är där fibern är slut, avknipsad. Där studsar det mesta ljuset tillbaka och OTDR:en tar det som en slutpunkt.

c-l-band attenutation
Dämpningsdiagram för olika våglängder i olika typer av fibrer. Du ser fönstret med låg dämpning mellan 1500 och 1650 nm och problemet kring 1350 nm. Bild: Cisco.

Man kan mäta med olika våglängder för att se hur fibern dämpar dem. Eftersom det finns ett huvudsakligt ”fönster” mellan 1500 och 1650 nanometer där fibern är som mest genomsläpplig är det lämpligt att mäta både inom och utanför detta våglängdsband för att få reda på om fibern är ”frisk” eller ”sjuk” och se om fönstret har flyttats eller förändrats. Se allt om våglängdsband här: https://www.sunet.se/blogg/l-bandet-grundlaggande-om/ De två översta kurvorna representerar 1550 nanometer (bäst) och 1625 nanometer (lite sämre).

Kurvorna längst ned i förra bilden slutar med brus. Det beror inte på att det kommer in ströljus i fibern som fungerar som brus, utan på att OTDR:ens mätmetod inte kan skilja ut det ljus som returneras från fibern hur mycket den än försöker, och därför bara kan visa brus. Bruset kan åtgärdas genom att man exempelvis mäter med längre ljuspulser, eller mäter flera gånger och räknar fram ett medelvärde. Pulsen är i detta fall en mikrosekund, men kan behöva förlängas. Mätningen har pågått i 30 sekunder. Kanske en minut skulle vara bättre?

Men nu är det så att den höga dämpningen i den nedersta kurvan (0,492 dB/km) har en alldeles bestämd orsak. Våglängden som användes vid mätningen av denna kurva är 1380 nanometer och det är mitt i ett spärrband där vattenmolekyler i fibern äter upp ljuset. I detta band ska man undvika att försöka pressa fram information, för den kommer att försvinna på vägen. Beklagligtvis måste man använda denna våglängd för att föra in pumpljus för den ramanförstärkare som sitter i uppsalatrakten. Pumpljuset kommer att dämpas mera än nyttodata, men det gör inte så mycket. Det ska inte så långt. Läs mer om ramanförstärkning här: https://www.sunet.se/blogg/teknisk-djupdykning-optisk-magi-med-ramanforstarkare/

Skulle fibern vara avgrävd av en elak grävskopa, skulle slutpunkten inte hamna på kända 75 kilometer, utan närmare. Då tillgriper man kartan och tar reda på var felet är, ringer fiberägaren och ställer näsvisa frågor. Skulle det ha kommit in vatten på något ställe, blir det ett fall i kurvan.

OTDR-kurva2

Vi avslutar med ett annat exempel på en annan OTDR-mätning med alla de typiska kännetecknen, kontaktdon (connector), skarvar (splice), en splitter (fibern och därmed ljuset delas i flera) och till sist en avbruten fiber vid 22 kilometer.

1968-01-01

Fiberfeber startades

1 May 2015

Beställa routrar och optik

15 Sep 2015

Leverans av routrar och optik

1 Jan 2016

Byggnation av kärnnät

1 Feb 2016

Börja flytta över kunder

16 Jun 2016

Nya Sunet operativt

16 Oct 2016
2019-03-24

Fler blogginlägg av Jörgen Städje

DNS och DNSSEC utan facksnack

30 Jan 2018
/ Bloggen fiberfeber

Från oss alla, till er alla

14 Dec 2017
/ Bloggen fiberfeber

Så arbetar NOC

13 Nov 2017
/ Bloggen fiberfeber

SUNET i Hongkong

20 Sep 2017
/ Bloggen fiberfeber

SUNETs handbok i informations- och IT-säkerhet

1 Sep 2017
/ Bloggen fiberfeber

Den ökända hästen från Troja

31 Jul 2017
/ Bloggen fiberfeber

Redundans är allt

3 Jul 2017
/ Bloggen fiberfeber

SNIC-snack

2 Jun 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff: del 5 av 2

3 Maj 2017
/ Bloggen fiberfeber

Maria Häll: We are at the Forefront!

13 Apr 2017
/ Bloggen fiberfeber

Maria Häll: Vi ligger i framkant!

10 Apr 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff, del 4 av 2

22 Feb 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff, del 3 av 2

30 Jan 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff! Del 2 av 2

9 Jan 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff! Del 1 av 2

16 Dec 2016
/ Bloggen fiberfeber

Long Read – Cleanliness is a Virtue

20 Sep 2016
/ Bloggen fiberfeber

Långläsning - tvättar bäst som tvättar först

16 Sep 2016
/ Bloggen fiberfeber

Följa fiber – från Tulegatan till Stockholms universitet.

26 Aug 2016
/ Bloggen fiberfeber

Ericsson, then swänske Lars Magnus

7 Jun 2016
/ Bloggen fiberfeber

One ring to rule them all

24 Maj 2016
/ Bloggen fiberfeber

Den tunga bakgrundstrafiken

12 Maj 2016
/ Bloggen fiberfeber

Long read: How to Design a Fibre Optic Network

5 Maj 2016
/ Bloggen fiberfeber

Welcome to the Fiber Fever Blog!

3 Maj 2016
/ Bloggen fiberfeber

Procuring an Optical Network – Smooth as Silk

2 Maj 2016
/ Blogg

The Breadth and Width of a Megabit

29 Apr 2016
/ Blogg

The Nobel Prized Piece of Glass

28 Apr 2016
/ Blogg

What’s the time? Really?

28 Apr 2016
/ Blogg

SUNET in i molnet (3) – molnsäkerhet

26 Apr 2016
/ Blogg

SUNET in i molnet (2) – vad är molnet egentligen?

25 Apr 2016
/ Blogg

SUNET in i molnet (1) – det här får du

25 Apr 2016
/ Blogg

Read about the brand new Sunet network.

11 Apr 2016
/ Bloggen fiberfeber

GÉANT och NORDUnet – bästa kompisar

14 Mar 2016
/ Bloggen fiberfeber

Ljuset kommer från Tyskland

3 Mar 2016
/ Bloggen fiberfeber

Thunderbirds are GO!

19 Feb 2016
/ Bloggen fiberfeber

Ett panorama av verkligheten

17 Feb 2016
/ Bloggen fiberfeber

Förstärkning på längden

15 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

Dämpning och förstärkning i optisk fiber

14 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

Grundläggande om L-bandet

14 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

C-bandet – grundläggande om

14 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

Logaritmer, min käre Watson

14 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

CERN – krossen som slår sönder materiens minsta byggstenar

12 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

Riksarkivets samarbete med SUNET

11 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

One Ring to Rule them - Vetenskapsrådet

21 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

Alla jättars jätte - Cisco

19 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

En värld av siffror - belastning

19 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

Ur led är inte alls tiden - atomur

19 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

En djungel av kontaktdon

4 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

Elektronisk enbärsdricka - Juniper

27 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Vad är Géant?

26 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Radar Love - Eiscat

25 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

The Color Purple - dispersion

25 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Full Metal Packet - switchen

10 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Get your kicks on route 66 - routrar

10 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Game of Stones - kvarts

10 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

The Twilight Zone - fotonen

10 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Peering – SUNETs ekonomiska ryggrad

9 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

I mörkret är alla katter infraröda

4 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Fibertyperna i nätet och deras optiska felaktigheter

29 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Vad är klockan? Egentligen?

21 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Nätets centrum

20 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Den optiska transceivern

17 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Polarisation och informationsöverföring

1 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Laserns historia

30 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

Koherent ljus, vad är det?

28 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

När allt är klart

28 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

SUNET – nu ännu bättre!

16 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

Fibern fruktar fukten

11 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

Att få kontakt

11 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

Så tillverkas optisk fiber

31 Aug 2015
/ Bloggen fiberfeber

EMC – EMI – EMP

31 Aug 2015
/ Bloggen fiberfeber

Glasbiten som gav nobelpris

21 Aug 2015
/ Bloggen fiberfeber

Megabit på längden och tvären

21 Aug 2015
/ Bloggen fiberfeber

Långartikel: Fibern från Frostmofjället

21 Aug 2015
/ Bloggen fiberfeber

Upphandling av optiskt nät

25 Jul 2015
/ Bloggen fiberfeber

OptaSense – när fiber blir sensorer

3 Jul 2015
/ Bloggen fiberfeber

Teknisk djupdykning: Optisk magi med ramanförstärkare

2 Jul 2015
/ Bloggen fiberfeber

Teknisk utvikning: 130.000 fibrer som i en liten ask

1 Jul 2015
/ Bloggen fiberfeber

NOCen spekulerar 2: Felrapporter

27 Jun 2015
/ Bloggen fiberfeber

NOCen spekulerar 1: hög belastning

26 Jun 2015
/ Bloggen fiberfeber

Teknisk djupdykning: Optisk magi med EDFA

22 Jun 2015
/ Bloggen fiberfeber

Långartikel: Så designar man ett fiberoptiskt nät

11 Jun 2015
/ Bloggen fiberfeber

Bredare motorväg för svenska data – äntligen en offensiv satsning!

22 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Om den interaktiva tidslinjen

21 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Om den interaktiva kartan

20 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Fiberfeber: Vad som har varit och vad som komma skall

19 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Följ bygget av Sunets nät på bloggen Fiberfeber!

18 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Teknisk djupdykning: den mystiska routerkraschen

11 Jun 2006
/ Bloggen fiberfeber

2000–2013: Sunet mognar och kapaciteten ökar. Identitetsfederation skapas.

1 Jan 2000
/ Bloggen fiberfeber

1990–1999: Kapaciteten stiger, 2 – 34 – 155 Mbps

1 Jan 1990
/ Bloggen fiberfeber

1968–1989: Idéernas tidevarv. Internets vagga.

1 Jan 1968
/ Bloggen fiberfeber

Jörgen Städje

Jag heter Jörgen Städje och har skrivit om teknik och vetenskap sedan 1984. Friskt kopplat, hälften brunnet!