{"id":6526,"date":"2023-01-03T08:00:00","date_gmt":"2023-01-03T11:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ispblog.com.br\/?p=6526"},"modified":"2023-01-03T08:00:00","modified_gmt":"2023-01-03T11:00:00","slug":"o-reflectometro-optico","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ispmais.com.br\/blog\/?p=6526","title":{"rendered":"O Reflect\u00f4metro \u00d3ptico"},"content":{"rendered":"\n

<\/p>\n\n\n\n

1- Introdu\u00e7\u00e3o<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Frequentemente \u00e9 necess\u00e1rio executar procedimentos t\u00e9cnicos em redes de comunica\u00e7\u00e3o que utilizam a fibra \u00f3ptica como meio guiado e avaliar suas caracter\u00edsticas de opera\u00e7\u00e3o em busca de algum tipo de falha ou deteriora\u00e7\u00e3o do material. Para essa verifica\u00e7\u00e3o \u00e9 poss\u00edvel usar diferentes equipamentos e o OTDR (Optical Time Domain Reflectometer), ou Reflect\u00f4metro \u00d3ptico no Dom\u00ednio do Tempo, \u00e9 fundamental para testes precisos e detalhados. O OTDR \u00e9 um instrumento optoeletr\u00f4nico usado para caracterizar uma fibra \u00f3ptica, sendo capaz de injetar pulsos de luz (geralmente laser) na fibra em teste e extrair, a partir da mesma extremidade da fibra, a luz retroespalhada ou refletida e apresentar os valores medidos atrav\u00e9s de uma interface gr\u00e1fica. Entender como funciona e saber configurar corretamente o OTDR \u00e9 condi\u00e7\u00e3o fundamental para interpretar corretamente os resultados obtidos durante os testes e efetuar as a\u00e7\u00f5es de manuten\u00e7\u00e3o necess\u00e1rias.<\/p>\n\n\n\n

2- Funcionamento do OTDR<\/strong><\/p>\n\n\n\n

O OTDR agiliza e auxilia o trabalho das equipes de implanta\u00e7\u00e3o, opera\u00e7\u00e3o e manuten\u00e7\u00e3o de redes \u00f3pticas. Ele \u00e9 usado para estimar o comprimento e atenua\u00e7\u00e3o total do link de fibra, incluindo a localiza\u00e7\u00e3o de pontos de falhas, rompimentos e perdas em emendas e conectores. O instrumento funciona procurando \u201ceventos\u201d na fibra \u00f3ptica, detectando poss\u00edveis rompimentos, dobras, vazamento de luz, descolora\u00e7\u00e3o e degrada\u00e7\u00e3o da fibra, al\u00e9m de estimar o comprimento da fibra e o comprimento de onda dos transmissores conectados. Isto faz desse instrumento uma ferramenta importante de controle de qualidade para quem instala ou executa a manuten\u00e7\u00e3o de redes com fibras \u00f3pticas. A Figura 1, apresenta o diagrama de blocos b\u00e1sico de um OTDR.<\/p>\n\n\n\n

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Figura 1 – Diagrama de blocos do OTDR<\/strong><\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Basicamente, o OTDR proporciona uma curva atenua\u00e7\u00e3o versus<\/em> comprimento do enlace \u00f3ptico, tornando poss\u00edvel uma an\u00e1lise mais apurada do estado da rede. Importante notar que, para resultados mais precisos, os testes devem ocorrer em ambos os sentidos da fibra, conforme mostrado na Figura 2.<\/p>\n\n\n\n

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Figura 2 – Processo de medi\u00e7\u00e3o de fibra \u00f3ptica com o OTDR<\/strong><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

O funcionamento est\u00e1 baseado na emiss\u00e3o de um pulso de luz atrav\u00e9s do n\u00facleo da fibra e a medi\u00e7\u00e3o do sinal que retorna ao instrumento. A intensidade do pulso de retorno \u00e9 medida e integrada como uma fun\u00e7\u00e3o do tempo e plotada em de acordo com o comprimento. Ap\u00f3s a aquisi\u00e7\u00e3o e processamento dos dados, o instrumento apresenta o resultado sob a forma gr\u00e1fica, onde geralmente temos uma escala graduada em pot\u00eancia (dB) no eixo vertical e outra escala graduada para dist\u00e2ncia (normalmente em m ou km) no eixo horizontal.<\/p>\n\n\n\n

Um OTDR pode apresentar diferentes tipos de interfaces e controles. Cursores s\u00e3o utilizados para destacar um ponto em especial da fibra, permitindo posicionar sobre a forma de onda e os eventos ampliados por meio de zoom digital. A Figura 3, apresenta um modelo de OTDR com suas interfaces.<\/p>\n\n\n\n

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Figura 3 – Modelo de OTDR e suas interfaces<\/strong><\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

3- Eventos na Fibra \u00d3ptica<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Um evento na fibra \u00f3ptica pode ser qualquer acontecimento que cause perdas ou reflex\u00f5es fora dos padr\u00f5es normais do pr\u00f3prio material que comp\u00f5e a fibra. Isto se aplica a todos os tipos de conex\u00f5es como tamb\u00e9m danos devidos a quebras, tor\u00e7\u00f5es e fraturas na fibra.<\/p>\n\n\n\n

Como mencionado, um OTDR exibe o resultado da medida desses eventos graficamente atrav\u00e9s de um display, onde o eixo vertical \u00e9 o eixo de pot\u00eancia \u00f3ptica (em dB) e o eixo horizontal \u00e9 o eixo de dist\u00e2ncia em metros ou quil\u00f4metros, conforme exemplifica a Figura 4.<\/p>\n\n\n\n

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Figura 4 \u2013 Diferentes eventos na fibra \u00f3ptica<\/strong><\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Cabe destacar que a zona morta do gr\u00e1fico \u00e9 definida como a dist\u00e2ncia entre o in\u00edcio da medi\u00e7\u00e3o de um evento e o ponto onde um novo evento consecutivo pode ser detectado (falhas e emendas, por exemplo, s\u00e3o eventos). Podemos ter a zona morta de evento, que define a dist\u00e2ncia m\u00ednima a partir do ponto onde ocorre um evento at\u00e9 o ponto onde outro evento de mesma natureza pode ser detectado, mas n\u00e3o pode ter sua perda medida. Temos ainda a zona morta de atenua\u00e7\u00e3o, que define a dist\u00e2ncia m\u00ednima do ponto a partir do in\u00edcio de uma reflex\u00e3o e o ponto onde o tra\u00e7o do retroespalhamento pode ser novamente detectado, podendo ser realizadas medidas para a verifica\u00e7\u00e3o e localiza\u00e7\u00e3o dos eventos n\u00e3o reflexivos.<\/p>\n\n\n\n

Considerando que a pot\u00eancia da luz que retorna ao OTDR (e que serve como refer\u00eancia para os c\u00e1lculos de enlace) \u00e9 baixa, o receptor do equipamento deve ter uma sensibilidade alta. Isso significa que reflex\u00f5es com um n\u00edvel mais elevado de pot\u00eancia (cerca de 1% da pot\u00eancia \u00f3ptica enviada pelo transmissor), podem acarretar sobrecarga no receptor tornando uma medida imprecisa. O pr\u00f3prio conector utilizado no instrumento pode causar reflex\u00f5es que tamb\u00e9m sobrecarregam o receptor. Nesses casos, \u00e9 necess\u00e1rio um tempo (atraso) para recupera\u00e7\u00e3o do receptor e consequente indica\u00e7\u00e3o gr\u00e1fica.<\/p>\n\n\n\n

Apesar de o pulso \u00f3ptico ser r\u00e1pido e os circuitos eletr\u00f4nicos do instrumento responderem rapidamente, o sinal recebido referente ao segmento de fibra mais pr\u00f3ximo ao instrumento (zona morta) n\u00e3o \u00e9 \u00fatil. Por essa raz\u00e3o recomenda-se a utiliza\u00e7\u00e3o de cord\u00f5es supressores de pulso, tamb\u00e9m denominados de cord\u00f5es de lan\u00e7amento ou launch cable<\/em>s. Esses cord\u00f5es de lan\u00e7amento s\u00e3o fornecidos em uma bobina especial, com comprimentos que podem variar entre 500m e 1000m, em m\u00e9dia, e utilizam conectores de teste padr\u00e3o com baixo \u00edndice de reflex\u00e3o. A Figura 5, apresenta um exemplo de bobina de lan\u00e7amento.<\/p>\n\n\n\n

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Figura 5 – Bobina de lan\u00e7amento<\/strong><\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

4- \u00cdndice de Refra\u00e7\u00e3o<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Um OTDR calcula as dist\u00e2ncias dos eventos medindo o tempo que decorreu entre transmiss\u00e3o da luz e recep\u00e7\u00e3o da reflex\u00e3o. A dist\u00e2ncia exibida e o tempo medido est\u00e3o associados ao \u00edndice de refra\u00e7\u00e3o usado para c\u00e1lculo (\u00e0s vezes chamado de \u00edndice de grupo), como exemplifica a Figura 6.<\/p>\n\n\n\n

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Figura 6 – \u00cdndice de refra\u00e7\u00e3o versus Dist\u00e2ncia<\/strong><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Isto significa dizer que, mudando-se o \u00edndice de refra\u00e7\u00e3o ocorrer\u00e1 mudan\u00e7a da dist\u00e2ncia registrada pelo instrumento. Por este motivo \u00e9 importante conhecer e entender o \u00edndice de refra\u00e7\u00e3o da fibra sob teste.<\/p>\n\n\n\n

O \u00edndice de refra\u00e7\u00e3o depende do material usado na fabrica\u00e7\u00e3o da fibra e deve ser fornecido pelo fabricante. Um erro devido a este valor n\u00e3o ser conhecido com exatid\u00e3o \u00e9 normalmente maior que qualquer inexatid\u00e3o por parte do instrumento.<\/p>\n\n\n\n

Para determinar o \u00cdndice de Refra\u00e7\u00e3o e a Dist\u00e2ncia, temos as seguintes rela\u00e7\u00f5es:<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

O \u00cdndice de Refra\u00e7\u00e3o \u00e9 calculado baseado na rela\u00e7\u00e3o da pot\u00eancia do pulso \u00f3ptico (n\u00e3o na energia) produzida pelo transmissor \u00f3ptico do OTDR para alcan\u00e7ar o fim da fibra e causar o efeito de retroespalhamento. Esta rela\u00e7\u00e3o \u00e9 expressa em dB e \u00e9 inversamente proporcional \u00e0 largura de pulso, porque a pot\u00eancia do pulso \u00f3ptico \u00e9 independente da largura do pulso.<\/p>\n\n\n\n

O OTDR faz uso do fen\u00f4meno do espalhamento de Rayleigh gerando um pulso luminoso que \u00e9 inserido na fibra \u00f3ptica sob teste e, conforme este pulso percorre a fibra, ele \u00e9 atenuado. Na Figura 7, em um determinado ponto \u201cX\u201d na fibra, a luz provoca o espalhamento de Rayleigh das mol\u00e9culas de vidro, com intensidade proporcional \u00e0 luz existente nesse ponto<\/p>\n\n\n\n

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Figura 7 \u2013 Espalhamento de Rayleigh<\/strong><\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

A largura de pulso, portanto, \u00e9 um dos par\u00e2metros fundamentais para resultados corretos de medida. A partir dela se determina o alcance da resolu\u00e7\u00e3o que ser\u00e1 muito importante para separar com clareza os eventos. Quanto mais curto o pulso, melhor a resolu\u00e7\u00e3o e menor a zona morta (Figura 8). Contudo, pulsos curtos em gamas din\u00e2micas menores podem sofrer problemas de ru\u00eddos que dificultam a leitura e quantifica\u00e7\u00e3o pelo instrumento.<\/p>\n\n\n\n

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Figura 8 – Pulsos mais curtos para melhor resolu\u00e7\u00e3o<\/strong><\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Para medir dist\u00e2ncias longas, onde \u00e9 necess\u00e1ria uma alta gama din\u00e2mica, o pulso deve ser longo (Figura 9). Pulsos mais longos, por\u00e9m, quantificam a m\u00e9dia da fibra sobre uma se\u00e7\u00e3o maior, o que significa mais baixa resolu\u00e7\u00e3o e uma zona morta maior.<\/p>\n\n\n\n

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Figura 9 – Pulsos longos para maior alcance din\u00e2mico<\/strong><\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Na maioria das vezes \u00e9 aconselh\u00e1vel a escolha de uma largura de pulso curta para medi\u00e7\u00e3o de perda em conectores mais pr\u00f3ximos ao instrumento, enquanto uma largura de pulso longa pode ser usada para localizar falhas em pontos distantes da fibra.<\/p>\n\n\n\n

Dependendo do prop\u00f3sito espec\u00edfico da medida, pode-se optar por um meio termo entre uma alta resolu\u00e7\u00e3o e alto ganho din\u00e2mico. S\u00e3o valores t\u00edpicos:<\/p>\n\n\n\n

5ns; 10ns; 30ns; 100ns; 300ns; 1\u03bcs (extens\u00f5es curtas)<\/p>\n\n\n\n

100ns; 300ns; 1\u03bcs; 3\u03bcs; 10\u03bcs (extens\u00f5es longas)<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

5- Principais aplica\u00e7\u00f5es<\/strong><\/p>\n\n\n\n

O OTDR permite a medi\u00e7\u00e3o de diferentes par\u00e2metros de um enlace \u00f3ptico e os resultados s\u00e3o apresentados graficamente no display do instrumento. A tabela a seguir relaciona os principais par\u00e2metros de medi\u00e7\u00e3o e as suas aplica\u00e7\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n

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PAR\u00c2METRO<\/strong><\/td>APLICA\u00c7\u00c3O<\/strong><\/td><\/tr>
Comprimento do Enlace (km)<\/strong><\/td>Permite confirmar a metragem de cabos em bobinas. Tamb\u00e9m \u00e9 poss\u00edvel, atrav\u00e9s da compara\u00e7\u00e3o com dados de projeto, localizar mais rapidamente pontos de rompimento na rede \u00f3ptica.<\/td><\/tr>
Perdas (dB)<\/strong><\/td>Permite avaliar a qualidade dos pontos de emendas e conectores segundo os limites definidos em projeto. Tamb\u00e9m permite identificar outras perdas para determinar se o sinal \u00f3ptico recebido ser\u00e1 suficiente para o correto funcionamento do sistema.<\/td><\/tr>
Atenua\u00e7\u00e3o (dB\/km)<\/strong><\/td>Permite avaliar as condi\u00e7\u00f5es intr\u00ednsecas da fibra \u00f3ptica quanto aos padr\u00f5es de fabrica\u00e7\u00e3o e de qualidade exigidos pelos \u00f3rg\u00e3os reguladores como a ANATEL no Brasil.<\/td><\/tr>
Perda de Retorno (dB)<\/strong><\/td>Permite avaliar a qualidade dos conectores \u00f3pticos utilizados, confirmando se as reflex\u00f5es geradas pelos mesmos est\u00e3o de acordo com as especifica\u00e7\u00f5es de f\u00e1brica e se os valores medidos poder\u00e3o causar alguma instabilidade ao sistema \u00f3ptico.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

6- Cuidados na Opera\u00e7\u00e3o<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Importante destacar que cuidados especiais devem ser tomados com respeito a opera\u00e7\u00e3o das diferentes fontes de luz usadas nos equipamentos \u00f3pticos, em especial os OTDR\u2019s. Os comprimentos de onda de luz est\u00e3o no espectro do infravermelho e s\u00e3o invis\u00edveis ao olho humano e esse tipo de radia\u00e7\u00e3o luminosa \u00e9 extremamente perigoso. De acordo com o Laser Safety Program<\/em>, da universidade australiana Charles Sturt University<\/em>, o que distingue a radia\u00e7\u00e3o laser dos outros tipos conhecidos de radia\u00e7\u00e3o \u00e9 a colima\u00e7\u00e3o (alinhamento) do seu feixe e um sistema biol\u00f3gico qualquer poder\u00e1 sofrer danos se for capaz de absorver tal radia\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

A absor\u00e7\u00e3o ocorre ao n\u00edvel at\u00f4mico ou molecular e o comprimento de onda do feixe irradiado determinar\u00e1 qual tecido o feixe luminoso poder\u00e1 danificar. Pesquisas confirmam que os olhos s\u00e3o muito mais vulner\u00e1veis \u00e0 radia\u00e7\u00e3o laser que outras \u00e1reas e os piores casos de exposi\u00e7\u00e3o ocorrem quando os olhos focalizam diretamente o feixe de radia\u00e7\u00e3o a uma certa dist\u00e2ncia, ou, quando o feixe focalizado \u00e9 refletido por uma superf\u00edcie espelhada. Assim, nunca se deve olhar diretamente para uma fonte laser ativa de qualquer instrumento. Dependendo da energia absorvida, o olho pode ser danificado temporariamente ou at\u00e9 mesmo de forma permanente.<\/p>\n\n\n\n

At\u00e9 o pr\u00f3ximo artigo!<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

Autor: Jos\u00e9 Maur\u00edcio – S\u00f3cio Diretor da Ratio Consultoria e professor universit\u00e1rio.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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