Ky Thuat Han Va Do Cap Quang

April 18, 2023 TLT 1

KỸ THUẬT CÁP QUANG

OPTICAL FIBER TECHNOLOGIES

T.BDKTNVBĐ – 07-2007


LÝ THUYẾT – 12 TIẾT

1. LÝ THUYẾT CHUNG VỀ SỢI QUANG – 1 TIẾT

2. CÁC THÔNG SỐ SỢI QUANG – 1 TIẾT

3. CẤU TRÚC CÁP QUANG – 1 TIẾT

4. TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT CÁP QUANG CỦA BĐTPHCM –0.5TIẾT

5. THI CÔNG VÀ BẢO DƯỠNG TUYẾN CÁP QUANG – 0.5 TIẾT

6. HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG, MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG PON VÀ CẤU TRÚC FTTX– 2 TIẾT

7. LÝ THUYẾT HÀN NỐI SỢI QUANG – 2 TIẾT

8. PHƯƠNG PHÁP ĐO THỬ SỢI QUANG – 3 TIẾT

9. ÔN TẬP – 1 TIẾT



A. CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN NỐI SỢI QUANG

B. BẢO VỆ MỐI HÀN VÀ KHỚP NỐI


A. KỸ THUẬT HÀN NỐI SỢI QUANG

• Thế nào là một mối hàn nhiệt (fusion splice)?– Một mối hàn nhiệt là một sự kết nối của

hai (hay nhiều) sợi cáp quang bằng cách làm nóng chảy các sợi cáp quang này cùng nhau.

– Điều này được thực hiện bằng máy (fusion splicer) với hai chức năng:• Gióng thẳng các sợi quang muốn hàn với

nhau• Làm chảy chúng ra bằng hồ quang điện.



• Thế nào là một mối nối cơ khí (mechanical splice)?– Là một kết nối của hai (hay nhiều) sợi quang đã được

gióng thẳng và được giữ chặt bởi các phụ kiện cơ khí– Các sợi quang không bị nối cố định, có thể tháo lắp

nhiều lần– Độ chính xác của các phụ kiện cơ khí là rất cao


Ví dụ của một kết nối cơ khí của hãng Corning CamSplice™



• Tại sao lại cần thực hiện một mối hàn nhiệt?– Khi thi công muốn ghép nối các đoạn cáp

ngắn lại với nhau– Xử lý sự cố đứt cáp quang– Thực hiện mối rẽ quang tại một hầm cáp hay

một UC quang– Hàn các sợi quang vào các connectors để đặt

vào trong các ODF, các tủ phối quang, các tập điểm quang,…



Việc chọn lựa mối nối cơ khí hay mối nối hàn nhiệt phụ thuộc vào:

• Tính kinh tế:– Mối nối cơ khí không cần đầu tư ban đầu (mua máy đo, máy hàn, phụ

kiện đo, bộ dụng cụ thi công…) nhưng giá thành phụ kiện cơ khí cao hơn (khoảng 10 USD/connector).

– Mối nối hàn nhiệt yêu cầu đầu tư ban đầu lớn (máy hàn, máy đo). Tuy nhiên giá thành một mối hàn rất thấp (ít hơn 1 USD/ mối hàn).

• Chất lượng:– Mối nối hàn nhiệt thường có suy hao thấp và phản xạ ít hơn mối nối cơ

khí.– Tuyến quang có cự ly xa thường chọn các mối nối hàn nhiệt. Các mạng

LAN, cự ly gần thường dùng mối nối cơ khí– Các tia phản xạ trong các mối nối cơ khí cũng là vấn đề lớn với các tín

hiệu Analog như CATV, do đó các hệ thống này thường dùng các mối nối hàn nhiệt.

April 18, 2023 TLT 10


Các bước thực tế để thực hiện một mối nối hàn nhiệt:

• Bất cứ máy hàn nào cũng có 4 bước chính:– bước 1 - Chuẩn bị sợi quang– bước 2 - Bấm sợi quang để tạo mặt cắt– bước 3 - Hàn sợi quang– bước 4 - Bảo vệ mối hàn

April 18, 2023 TLT 11


• bước 1 - Chuẩn bị sợi quang:– Lột các lớp bảo vệ sợi

(lớp bọc chặt, lớp áo, ống) cho đến khi chỉ còn duy nhất sợi quang (Lõi và Gradding 125µm)

– Quan trọng là sợi quang phải được làm sạch

April 18, 2023 TLT 12


• bước 2 - bấm sợi quang để tạo mặt cắt:– Thực hiện chính xác là yếu tố quyết định để

có một mối hàn tốt– Không thể thực hiện một mối hàn tốt khi mặt

các hai sợi quang xấu– Mặt cắt đẹp phải phẳng như gương và cực kỳ

vuông góc với trục của sợi quang– Một quan niệm sai lầm của bước này là cắt

sợi cáp làm đôi.– Dao cắt chuyên dụng có giá từ 1000USD trở

lên

April 18, 2023 TLT 13


Mặt cắt xấu

Mặt cắt tốt

April 18, 2023 TLT 14


• bước 3 - Hàn sợi quang: Gồm hai bước chính sau:– Gióng (alignment)– Làm nóng chảy

(melting hay heating)

April 18, 2023 TLT 15


• bước 4 - Bảo vệ mối hàn:– Mối hàn nhiệt thường có lực căng từ 0.5 đến

1.5 lbs.– Một mối hàn tốt sẽ không bị đứt khi thao tác

bình thường– Tuy nhiên mối hàn sau khi hoàn tất cần được

bảo vệ để chống các lực bẻ cong hay lực kéo

April 18, 2023 TLT 16


• Làm sao để thực hiện một mối nối cơ khí? Cũng như 1 mối hàn nhiệt, có 4 bước để thực hiện 1 mối nối cơ khí là:– Bước 1: Chuẩn bị cáp quang– Bước 2: Bấm cáp để tạo mặt cắt tốt– Bước 3: Kết nối cáp quang bằng các phụ kiện

cơ khí (không dùng nhiệt)– Bước 4: Bảo vệ mối nối và sợi cáp sau khi

thực hiện

April 18, 2023 TLT 17


• Bước 1: Chuẩn bị cáp quang theo cùng cách như đã thực hiện với 1 mối nối hàn nhiệt

• Bước 2: Bấm cáp để tạo mặt cắt tốt: cũng theo cùng cách như đã thực hiện với 1 mối nối hàn nhiệt nhưng độ chính xác ít hơn. Lý do là đã có 1 loại gel bôi vào mối nối cơ khí giúp ánh sáng truyền qua tốt hơn

April 18, 2023 TLT 18


• Bước 3: Kết nối cáp quang bằng các phụ kiện cơ khí (không dùng nhiệt)

• Bước 4: Bảo vệ mối nối và sợi cáp sau khi thực hiện cũng bằng các vỏ bọc cơ khí.

April 18, 2023 TLT 19


• Mất bao lâu để thực hiện 1 mối nối hàn nhiệt?– Phụ thuộc vào yêu cầu chất lượng của mối

hàn (Suy hao thấp?)– Đa số máy hàn thực hiện 1 mối hàn đơn giản

từ 10-15 giây– Những máy hàn chính xác cao hàn khoảng

trên 30 giây cho 1 mối hàn. Thời gian này giành cho việc phân tích và gióng thẳng các sợi quang.

April 18, 2023 TLT 20


• Làm sao thực hiện bảo vệ 1 mối nối hàn nhiệt sau khi hàn xong?– Tất cả các mối hàn cần được bảo vệ cơ học

sau khi hàn xong. Thường mối hàn thường được đặt trong 1 ống nhiệt co (Shrink), 1 vỏ bảo vệ cơ khí (mechanical protector) hay bôi keo (gel)

– Thường các mối hàn được đặt trên một khay có nhiều rãnh, mỗi rãnh cho 1 mối hàn.

– Sau đó khay được đặt lên 1 thiết bị bảo vệ khác (cassette)

April 18, 2023 TLT 21


• ống nhiệt co (Shrink): Mối hàn được đặt trong ống nhiệt co, sau đó được đặt vào trong rãnh trên khay rồi đổ keo làm chắc.

• vỏ bảo vệ cơ khí (mechanical protector): Vỏ bọc nhựa hay kim loại làm sẵn

• bôi keo (gel): Mối hàn chỉ được đặt vào trong rãnh trên khay rồi đổ keo làm chắc. Không có bảo vệ bên ngoài.

April 18, 2023 TLT 22

So sánh các loại bảo vệ mối hàn

April 18, 2023 TLT 23


• Làm sao để kiểm chứng một mối hàn là tuyệt đối đạt yêu cầu?– Dùng OTDR hai hướng (1 hướng chưa chính

xác vì đường kính trường mode theo hai hướng có thể khác nhau)

April 18, 2023 TLT 24


• Giá thành của một máy hàn nhiệt?– $10,000 - $30,000– Phụ thuộc một số đặc tính và độ chính xác của

máy

April 18, 2023 TLT 25


• Giá trị chấp nhận được của một mối nối hàn nhiệt?– Tùy thuộc vào ứng dụng– Tùy thuộc vào yêu cầu thiết kế tuyến– Có thể tạm phân loại như bảng sau:

April 18, 2023 TLT 26


April 18, 2023 TLT 27


• Máy hàn nhiệt hoạt động thế nào?– Hai sợi quang được đưa vào máy– Hai sợi quang được gióng thẳng hàng– Hai sợi quang được đưa gần lại với nhau đủ

nhanh.– Một nhiệt lượng lớn được tạo ra (thường do hồ

quang điện)– Hai sợi quang nóng chảy và nguội để tạo ra

một sợi quang liền lạc

April 18, 2023 TLT 28


April 18, 2023 TLT 29


April 18, 2023 TLT 30


• Máy hàn nhiệt có hay phải sửa chữa hay thay phụ tùng?– Rất ít khi phải sửa chữa nếu được bảo dưỡng

định kỳ 5 phút/ngày (Máy hàn và dao cắt)– Những phụ tùng chịu nhiệt (như các cực hồ

quang hay các rãnh chữ V) có thể thay thế tại hiện trường

– Nên cân chỉnh bảo dưỡng tại trung tâm kiểm định mỗi năm một lần.

April 18, 2023 TLT 31


• Thế nào là thử sức căng của mối hàn?– Một mối hàn mới xong cần phải thử sức căng

với một lực kéo nhỏ để kiểm chứng nó có độ bền cơ học

– Cũng là để kiểm chứng mối hàn không có bất thường nào xảy ra

April 18, 2023 TLT 32


• Mối hàn tốn kém ở chỗ nào?– Chi phí một mối hàn chủ yếu ở vật liệu bảo vệ

mối hàn sau khi hoàn tất (cassette, ống nhiệt co (Shrink hay Sleeve, gel, măng xông,…)

– Một phần nhỏ ở các vật liệu làm sạch sợi quang trước khi hàn (rẻ lau, hóa chất)

April 18, 2023 TLT 33


• Máy hàn của bạn có hàn được cáp ribbon?– Máy hàn cũ không hàn cáp ribbon– Máy hàn nhiều sợi (Mass fusion splicers) ra

đời năm 1990’s. Nó có thể hàn ribbon 12 sợi.– Máy hàn cáp ribbon có thể hàn từng sợi

April 18, 2023 TLT 34


April 18, 2023 TLT 35


• Máy hàn nhiệt làm các công việc gì?– Gióng thẳng hai sợi quang (Aligns the Fiber)– Kiểm tra lỗi (Checks for Problems)– Hàn (Fuses the Fibers) – Đo lại suy hao qua mối hàn (Estimates the Loss

of the Splice)

• Các máy khác nhau thực hiện các công việc trên với độ chính xác khác nhau. Máy càng chính xác, suy hao qua mối hàn càng nhỏ

April 18, 2023 TLT 36


• Máy hàn Gióng thẳng hai sợi quang như thế nào?– Gióng tích cực (active alignment): máy hàn

dùng nhiều cách khác nhau để quan sát các sợi quang. Nó điều khiển các motor di chuyển các sợi quang theo các trục X (ngang), Y (dọc) và Z (vào-ra) cho đến khi các sợi quang thẳng hàng. Là phương pháp có độ chính xác cao nhất

April 18, 2023 TLT 37


• Máy hàn Gióng thẳng hai sợi quang nhu thế nào?– Gióng thụ động (passive alignment): Phần còn

lại của các sợi quang trong các rãnh chữ V mà dựa trên sự đồng tâm của vỏ ngoài của sợi để gióng chúng theo các trục X và Y. Việc gióng theo trục Z được thực hiện bởi máy hay người. Nó gọi là phương pháp “rãnh V cố định” (fixed V-groove)

April 18, 2023 TLT 38


April 18, 2023 TLT 39


• Máy hàn quan sát hai sợi quang như thế nào để gióng chúng?– PAS - Profile Alignment System (hệ thống gióng nhìn từ một bên):

Nhận biết lõi (core). Các cameras phân tích ảnh của sợi quang để xác định vị trí của lõi.

– L-PAS (Video) - Lens Profile Alignment System: Các cameras phân tích ảnh của sợi quang và gióng (vỏ) sợi quang cũng như chiếu sáng đường trung tâm dùng hiệu ứng Lens (Lens Effect: Hiệu ứng phóng to các vật thể nhỏ).

– Warm Image Processing-Xử lý ảnh nóng: Cameras quan sát sự lóe sáng của lõi khi nó được nung nóng

– LID-System - Local Injection and Detection- Hệ thống tiêm và nhận dạng: Một máy phát chiếu sáng vào 1 lõi, một máy thu nhận ánh sáng từ 1 lõi khác. Máy hàn điều chỉnh để ánh sáng thu được là lớn nhất.

April 18, 2023 TLT 40


• LID-System

April 18, 2023 TLT 41


Ví dụ của LID-System

April 18, 2023 TLT 42


Auto Fusion Time• Hệ thống LID cho phép các máy hàn sử dụng một

tính năng gọi là Auto Fusion Time (tạm dịch là thời gian hàn tự động)

• Hàn sợi quang với thời gian tối ưu bởi việc quan sát mức LID trong khi hàn cho đến khi mức ánh sáng thu cực đại nhận được

• Ví như việc nướng bánh đến khi các cạnh ngả vàng, không bị cháy cũng không bị sống

April 18, 2023 TLT 43


• Đây là biểu đồ cho thấy hệ thống LID được dùng thế nào với Auto Fusion Time.

April 18, 2023 TLT 44


Sau khi gióng, máy hàn làm gì?• Kiểm tra việc gióng (Alignment Check)- Kiểm

tra các sợi quang đã được gióng thực sự chính xác hay chưa

• Kiểm tra mặt cắt (End-face Check)-Kiểm tra chất lượng mặt cắt có như mong muốn (phẳng, vuông góc với trục)

• Kiểm tra điện cực (Electrode Check)-Sau một số mối hàn nhất định, máy tự động nhắc kiểm tra và làm vệ sinh cho đầu điện cực.

• Thử hồ quang (Arc Test)-Thử dòng điện tạo hồ quang, có thể phải chỉnh lại nếu thấy cần

April 18, 2023 TLT 45


Sau khi kiểm tra, không có lỗi, máy hàn đã sẵn sàng để hàn?

• Đã sẵn sàng hàn• Máy tạo ra một hồ quang giữa các điện cực• Các sợi quang được đẩy lại gần nhau• Các sợi quang nóng chảy và xa nhau ra. Tuy

nhiên máy hàn đẩy các sợi quang vào nhanh hơn tốc độ lùi ra do nóng chảy của chúng.

• Chổ nóng chảy của các sợi quang gặp nhau. Các sợi quang chảy ra cùng nhau

April 18, 2023 TLT 46


Sau khi hàn 2 sợi quang lại với nhau, máy hàn làm gì tiếp?

• Ước lượng suy hao của mối hàn:– Với một độ chính xác nào đó– Đáng quan tâm với cáp đơn mode– Với cáp đa mode thì: “nhìn thấy tốt là tốt”– Hệ thống LID là có độ chính xác cao nhất và do

đó thông dụng nhất– Chú ý: kết quả suy hao chỉ là ước tính

(estimate), chưa phải là kết qua đo được.

April 18, 2023 TLT 47


Tại sao việc ước lượng suy hao của mối hàn lại quan trọng?

• Các tuyến quang đường dài cần có suy hao mối nối càng nhỏ càng tốt

• Cáp SM có lõi nhỏ, khó gióng thẳng, suy hao mối hàn biến động, việc ước lượng suy hao cần thiết để xác định xem mối hàn có cần thực hiện lại hay không?

April 18, 2023 TLT 48


Làm sao để máy hàn ước lượng suy hao của mối hàn?

• Với hệ thống dùng Video (PAS và L-PAS)Sử dụng các bức ảnh trước và sau khi hàn để xác định quá trình hàn có tốt hay không? Việc ước lượng suy hao của mối hàn dựa vào các bức ảnh chụp được.

• Với LID-System: Sử dụng các kết quả đo trước và sau năng lượng AS đi qua để đo lượng AS bị mất khi đi qua mối hàn. Chính xác hơn.

April 18, 2023 TLT 49


Các lọai máy hàn:• Lọai “Đầy đủ tính năng” (Full-Featured): Có khả

năng tự động hòan tòan, mối hàn có suy hao thấp, thao tác dễ dàng.

• Lọai “hàn hàng lọat”(mass): hàn ribbon từ 2-12 F.O

• Lọai “hàn siêu gọn”(micro): sách tay, vẫn có nhiều tính năng, thường dùng công nghệ gióng kiểu “rãnh V cố định”

• Lọai “hàn tay” (manual): không tự động, yêu cầu tay nghề cao. Máy rẻ tiền.

April 18, 2023 TLT 50


4 câu hỏi đặt ra khi mua máy hàn:1. Suy hao mối hàn là bao nhiêu cho cáp SM?

– Suy hao thấp (.02 to .05) = Full-Featured;– Suy hao trung bình (.06 to .10) = Micro;

2. Cần hàn bao nhiêu mối hàn với máy này?– Vài trăm /năm = Micro hay Manual. – Vài ngàn /năm = Full-Featured

3. Thường dùng máy hàn này cho lọai cáp nào?– New Standard (Single-mode làm sau 1990) = Micro, Full-Featured – Cáp đặc biệt (LS, DS, LEAF®, Truewave) = Full-Featured – Ribbon = Mass – Cáp cũ (SM làm trước 1990) = Full-Featured

4. Việc ước tính suy hao sau khi hàn cần đòi hỏi chính xác thế nào?– Độ chính xác như OTDR = Full-Featured – Khá chính xác, khỏang 95% = Full-Featured – Trung bình, khỏang 80% = Micro

April 18, 2023 TLT 51

B. CÁC BƯỚC HÀN NỐI SỢI QUANG

5 BƯỚC NHƯ SAU:

1. Tuốt vỏ, làm sạch, bấm mặt cắt (Strip, Clean, & Cleave)

a. Tuốt vỏ (Strip): Tuốt vỏ tương ứng với chiều dài như chỉ dẫn trong sổ tay của máy hàn

April 18, 2023 TLT 52


• b. Làm sạch (Cleaning): Làm sạch sợi quang bằng khăn giấy đặc biệt và cồn isopropyl sao cho sợi quang có tiếng kêu “chít chít” khi lau

April 18, 2023 TLT 53


• c. bấm mặt cắt (Cleaving):– Đặt sợi quang vào dao cắt (cleaver), sử dụng

thao tác như hướng dẫn trong sổ tay. – Gióng sợi quang trong vùng cắt để cắt ở vị trí

mong muốn– Ấn dao cắt nhẹ nhàng– Bỏ đi các ba vớ một cách cẩn thận

April 18, 2023 TLT 54


• 2. Nạp sợi quang vào máy hàn (Load Splicer)

– Đặt các đầu sợi quang gần các điện cực– Đừng đụng đầu sợi quang vào đâu đó – Nhẹ nhàng luồn sợi quang vào các rãnh hình

chữ V

April 18, 2023 TLT 55


• 3. Hàn sợi quang (Splice Fibers)

– Đọc hướng dẫn– Quan sát hình ảnh– Đừng hy vọng hàn rất tốt ngay ở những lần hàn đầu

tiên– Đặt các đầu sợi quang gần các điện cực– Đóng các kẹp trên từng sợi quang– Chọn chương trình trên máy hàn– Bắt đầu quá trình hàn (tự động hay bằng tay)

April 18, 2023 TLT 56


• 4. Chẩn đóan và sửa lỗi (Diagnose and Correct):

– Kiểm tra dao cắt và các kẹp định kỳ– Cân chỉnh các rãnh chữ V khi thấy bị rơ– Lau sạch các điện cực hàng ngày – Lau các LED, lăng kính, gương, cameras và đĩa bảo

vệ– Một mối hàn tốt thường do:

• Tay nghề của kỹ thuật viên• Cài đặt thông số• lọai máy hàn• Lọai cáp quang

April 18, 2023 TLT 57


• 5. Tháo cáp ra và bảo vệ mối hàn (Remove and Protect Splice):

– Tháo hẳn mối hàn ra từ máy hàn– Dùng ống nhiệt co (Heat-Shrink) và thực hiện

các thao tác để bảo vệ mối hàn– Đặt mối hàn đã được bảo vệ vào trong khay

(cassette)– Đặt khay vào trong hộp (ODF hay UC)

April 18, 2023 TLT 58


April 18, 2023 TLT 59


April 18, 2023 TLT 60


April 18, 2023 TLT 61


April 18, 2023 TLT 62


April 18, 2023 TLT 63

LÝ THUYẾT – 12 TIẾT

1. LÝ THUYẾT CHUNG VỀ SỢI QUANG – 1 TIẾT

2. CÁC THÔNG SỐ SỢI QUANG – 1 TIẾT

3. CẤU TRÚC CÁP QUANG – 1 TIẾT

4. TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT CÁP QUANG CỦA BĐTPHCM – 1 TIẾT

5. THI CÔNG VÀ BẢO DƯỠNG TUYẾN CÁP QUANG – 1 TIẾT

6. HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG, MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG PON VÀ CẤU TRÚC FTTX– 2 TIẾT



9. ÔN TẬP – 2 TIẾT

April 18, 2023 TLT 64


A. LÝ THUYẾT ĐO QUANG

B. PHƯƠNG PHÁP ĐO QUANG DỘI

April 18, 2023 TLT 65

A. Lý thuyết đo quang

Cơ bản: Công suất và bước sóng• Công suất quang được đo bằng dBm.

OdBm = 1mW

• Tầm công suất từ +20dBm tới -70dBm

• Các bước sóng quang được dùng ngày nay trong thông tin quang là: 850nm, 1300nm, 1310nm và 1550nm

April 18, 2023 TLT 66


Cơ bản: Ánh sáng quay lại• OTDR dựa trên AS quay lại (returned light)

để thực hiện phép đo. Hai dạng AS quay lại:– Phản xạ (Fresnel reflection): Khi AS gặp mặt

phân cách của hai môi trường có chiết suất khác nhau.

– Tán xạ (Rayleigh scattering): là kết quả của những thay đổi trong mật độ vật liệu.

April 18, 2023 TLT 67


Cơ bản: Tán xạ ngược - backscatter• Khi ánh sáng đi ngang qua một hạt (Thường

là nhỏ hơn bước sóng ánh sáng) thì một phần của ánh sáng bị tán xạ (scattered) theo mọi hướng.

• Phần ánh sáng quay trở lại nguồn sáng gọi là tán xạ ngược – backscatter.

• Ánh sáng đi tiếp bị suy yếu một phần sau tán xạ (suy hao do tán xạ xảy ra)

April 18, 2023 TLT 68


Cơ bản: Suy hao - attenuation

• Ánh sáng chạy trong lõi sợi quang bị suy hao do 4 nguyên nhân sau:

1. Hấp thụ (absorption): xảy ra khi AS đập vào các tạp chất trong lõi thủy tinh.

2. Tán xạ (scattering): xảy ra khi AS đi vào vùng có mật độ vật liệu thay đổi.

3. Uốn cong (macrobending): AS vượt ra khỏi lõi và đi vào phần vỏ

4. Vi uốn cong (Microbending): AS vượt ra khỏi lõi và đi vào phần vỏ

April 18, 2023 TLT 69


Tại sao phải đo kiểm sợi quang?

• Kiểm tra các chỉ tiêu kỹ thuật (specs).• Kiểm tra sau lắp đặt hay di chuyển• Ghi nhận điều kiện tốt nhất (bước sóng hoạt

động hiệu quả, băng thông phù hợp…).• Kiểm tra lỗi• Xác định vị trí lỗi• Sửa lỗi

April 18, 2023 TLT 70


Khi nào phải đo kiểm sợi quang?

• Tại nhà máy

• Khi nhận cáp

• Sau khi lắp đặt

• Sau và trong khi hàn nối

• Nghiệm thu

• Bảo dưỡng định kỳ

• Sửa chữa và ứng cứu thông tin

April 18, 2023 TLT 71


Làm gì khi đo kiểm sợi quang?

• Kiểm tra thông mạch (continuity)

• Mất mát trung bình (Average loss-dB/km)

• Mất mát và vị trí của mối hàn

• Phản xạ (Optical return loss - ORL)

• Suy hao toàn tuyến (end to end atten)

• Chiều dài tuyến

April 18, 2023 TLT 72


OTDR-Optical Time Domain Reflectometer• Máy đo phản xạ miền thời gian-Optical Time

Domain Reflectometer (OTDR) là dụng cụ thông dụng nhất để đo một số đặc tính quan trọng của cáp quang

• Có thể dùng OTDR để ước tính suy hao của một sợi quang đơn hay tòan tuyến cáp quang.

• Thông thường OTDR dùng để quan sát các biến cố như suy hao, lỗi và cự ly giữa các biến cố đó.

April 18, 2023 TLT 73

A. Lý thuyết đo quang• OTDR kiểm tra chất lượng tuyến quang

thông qua việc đo tán xạ ngược (backscatter).

• ITU chấp nhận các phép đo tán xạ ngược là hợp lệ để phân tích một suy hao sợi quang

• Tán xạ ngược (Backscatter) là giải pháp đo cáp quang mà cho phép phát hiện các mối hàn trên tòan tuyến

• OTDR là công cụ trong sản xuất, trong thi công lắp đặt cũng như trong bảo trì bảo dưỡng.

April 18, 2023 TLT 74


OTDR-Optical Time Domain Reflectometer

• OTDR phát ra một xung AS và đo mức AS quay ngược trở lại

• Một bộ ghép (coupler) cho phép cả nguồn quang và bộ thu quang được kết nối tới cùng một sợi quang

April 18, 2023 TLT 75


OTDR-Optical Time Domain Reflectometer

Laser phát

Bộ thu

Bộ điều khiển Màn hình hiển thị

Coupler

F.O

April 18, 2023 TLT 76

A. Lý thuyết đo quangOTDR-Optical Time Domain Reflectometer

• OTDR lấy mẫu mức AS phản xạ một cách lặp đi lặp lại (theo mỗi xung AS được phát đi). VD: Máy GN Nettest CMA4000 lấy 16.384 mẫu AS phản xạ tương ứng với mỗi xung as được phát đi. Nghĩa là nếu tuyến cáp dài 128 km thì cứ 8m (128km/16.384) tín hiệu phản xạ được lấy mẫu 1 lần.

• OTDR phát đi rất nhiều xung. Các mẫu nhận được theo từng xung phản xạ sẽ được lấy trung bình và kết quả được hiện ra trên màn hình dưới dạng đồ thị.

April 18, 2023 TLT 77


An tòan Laser (Safety)• Nếu nhìn vào tia laser thì tùy thuộc vào

cường độ ánh sáng, mắt có thể bị mù tức thời hay vĩnh viễn

• Các bước sóng dùng trong thông tin quang là không thấy được do đó càng nguy hiểm đối với mắt.

• Các tiêu chuẩn quốc tế cũng đã đưa ra quy định an tòan về thao tác với nguồn quang laser.

April 18, 2023 TLT 78


• OTDR thỏa các yêu cầu an tòan về nguồn quang

• Ở Mỹ là tiêu chuẩn 21 CFR class 1 và châu Âu là IEC 825 class 3A.

• Các sản phẩm thỏa các chuẩn trên được xem là an tòan ngọai trừ nhìn bằng một dụng cụ quang học chẳng hạn như kính hiển vi.

• Tuy nhiên cũng không nên nhìn thẳng lâu trực tiếp vào ngõ ra của máy hay đầu sợi quang nếu đang bật laser.

April 18, 2023 TLT 79


Ký hiệu an toàn

April 18, 2023 TLT 80


Các loại biến cố (events) trên sợi quang: • Biến cố đối với một sợi quang là bất kể điều gì

gây nên mất mát (loss) hay phản xạ (reflection) mà không phải là do những tán xạ (scattering) của bản thân vật liệu làm cáp quang tạo ra. Ví dụ: các connectors, các mối hàn, các góc uốn cong, các vết nứt, các vết gãy, …

• Đường biểu diễn OTDR (trace) sẽ cho thấy các biến cố trên sợi quang trên một màn hình. Trục hòanh thể hiện cự ly (km), trục tung thể hiện công suất tín hiệu ánh sáng (dBm).

April 18, 2023 TLT 81

Màn hình hiển thị của một OTDR


April 18, 2023 TLT 82


Với các sợi cáp đơn (chưa có hàn nối):

• Biểu đồ OTDR như hình vẽ

• Tín hiệu bị suy hao đều

• Các mức phản xạ mạnh ở cả hai đầu của sợi quang

April 18, 2023 TLT 83


Sợi cáp quang đơn

April 18, 2023 TLT 84


Tuyến cáp thực tế (có cả các mối hàn):

• Là các tuyến cáp đường dài, nối các địa điểm xa nhau. Là sự nối của nhiều đọan cáp quang.

• Có nhiều biến cố (events) xảy ra trên tuyến

• Nhiễu ở đầu cuối của tuyến

April 18, 2023 TLT 85


Tuyến cáp thực tế

April 18, 2023 TLT 86


Điểm bắt đầu của sợi quang

• Nếu sử dụng 1 connector ở đầu vào của sợi cáp (khi đo luôn cần phải có connector), điểm bắt đầu của sợi quang luôn có một tín hiệu phản xạ (dội) rất mạnh

April 18, 2023 TLT 87


Điểm bắt đầu của sợi quang

April 18, 2023 TLT 88


Điểm kết thúc của sợi quang

• Trong đa số các trường hợp sẽ có một tín hiệu phản xạ mạnh tại điểm kết thúc của sợi quang.

• Sau đó tín hiệu chỉ còn mức nhiễu.

April 18, 2023 TLT 89


Điểm kết thúc của sợi quang

April 18, 2023 TLT 90


Nếu sợi quang bị gãy hay đứt (break)

• Các vết gãy hay đứt gọi là các biến cố không phản xạ.

• Biểu đồ rơi xuống mức nhiễu ngay.

April 18, 2023 TLT 91


sợi quang bị gãy hay đứt (break)

April 18, 2023 TLT 92


Connector hay các mối nối cơ học (Connector or Mechanical Splice)

• Connectors tạo ra cả mất mát lẫn phản xạ

• Các mối nối cơ học cũng có hiệu quả giống connector. Thường chúng có mất mát và phản xạ nhỏ hơn connector.

April 18, 2023 TLT 93


Connector hay các mối nối cơ học

(Connector or Mechanical Splice)

April 18, 2023 TLT 94


Các mối hàn nhiệt (Fusion Splice):

• Các mối hàn nhiệt là các biến cố không có phản xạ (non-reflective Event), chỉ có mất mát nhỏ

• Các mối hàn nhiệt chất lượng cao rất khó phát hiện vì mất mát quá nhỏ.

April 18, 2023 TLT 95


Các mối hàn nhiệt (Fusion Splice)

April 18, 2023 TLT 96


• Trong trường hợp mối hàn xấu, có thể thấy một ít năng lượng phản xạ.

• Một vài mối hàn tạo ra độ lợi, làm ta tưởng rằng mức năng lượng của tia sáng được tăng lên. Thực ra là do sự sai biệt của các hệ số tán xạ ngược trước và sau mối hàn trong sợi quang.

April 18, 2023 TLT 97


mối hàn xấu tạo ra độ lợi về năng lượng

April 18, 2023 TLT 98


• Nếu biểu đồ cho thấy một độ lợi (độ tăng về công suất tín hiệu) khi đo theo một hướng thì hãy đo lại từ phía kia của sợi quang, ta sẽ thấy mất mát tại chính điểm này.

• Sự khác biệt giữa độ lợi và mất mát sau hai phép đo cho ta sự mất mát thực tế tại điểm này

• Do đó thường cần phải thực hiện phép đo từ hai đầu của sợi quang.

April 18, 2023 TLT 99


Uốn cong và vi uốn cong (Bends and Macrobending)

• Uống cong sợi quang cũng gây ra mất mát tín hiệu, nhưng đó là một biến cố không có phản xạ.

• Để phân biệt biến cố do uốn cong và do các mối hàn gây ra hãy xem lại sơ đồ thiết kế tuyến hay hồ sơ hòan công. Mất mát do uốn cong hay vi uốn cong sẽ không có trong thiết kế hay hòan công.

April 18, 2023 TLT 100


• Nếu đo ở bước sóng dài ( lớn) thì vi uốn cong sẽ thể hiện một mất mát lớn hơn

• Do đó chúng ta nên đo OTDR ở nhiều bước sóng khác nhau để có thể phân biệt giữa uốn cong và mối hàn nhiệt.

April 18, 2023 TLT 101


Uốn cong và vi uốn cong

April 18, 2023 TLT 102


Vết nứt (Cracks)

• Vết nứt thường do sợi quang chịu lực nén quá lớn hay do lỗi sản xuất gây ra.

• Vết nứt tạo ra mất mát và phản xạ

• Độ phản xạ và mất mát có thể thay đổi khi di dời cáp quang.

April 18, 2023 TLT 103


Vết nứt (Cracks)

April 18, 2023 TLT 104


Dây nhảy quang (Patchcords)

• Dây nhảy quang được dùng để nối OTDR với sợi quang khi làm phép đo.

• Sự phản xạ ban đầu không bao trùm phần đầu của sợi cáp. Nó giúp quan sát tốt hơn connector đầu tiên

April 18, 2023 TLT 105


Dây nhảy quang (Patchcords)

April 18, 2023 TLT 106


Các thông số của sợi quang

April 18, 2023 TLT 107


Chiết suất (Refractive Index)• OTDR tính toán cự ly tới biến cố bằng việc

đo thời gian cần thiết từ khi truyền tia sáng đến khi nhận lại nó (do phản xạ)

• Cự ly được hiển thị và thời gian đo được quan hệ với nhau bởi chiết suất.

• Điều này có nghĩa là nếu thay đổi chiết suất sẽ làm thay đổi cự ly tính được.

April 18, 2023 TLT 108


• Đo cự ly bằng OTDR:

Chiết suất

Tham số: Chiết suất

April 18, 2023 TLT 109


Định nghĩa của chiết xuất

chiết suấtTốc độ ánh sáng trong CK

Tốc độ ánh sáng trong F.O

Cự ly được hiển thị trên OTDR

Cự lyThời gian

Tốc độ ánh sáng trong chân không

chiết suất

April 18, 2023 TLT 110


• Chiết suất phụ thuộc vào vật liệu làm sợi quang.

• Khi đo cáp quang cần thiết phải biết chiết suất của nó.

• Sai số do nhập sai vào máy đo tham số chiết suất của sợi quang là rất đáng kể

April 18, 2023 TLT 111


Hệ số tán xạ (Scatter Coefficient)

• OTDR không chỉ nhận tín hiệu từ các biến cố, nó còn nhận tín hiệu từ bản thân sợi quang.

• Khi ánh sáng đi dọc theo sợi quang, nó bị suy hao bởi tán xạ Rayleigh.

• Một vài tia sáng bị tán xạ quay trở lại OTDR. Hiệu ứng này gọi là tán xạ ngược backscatter.

April 18, 2023 TLT 112


• Hệ số tán xạ đặc trưng cho lượng ánh sáng quay trở lại trong sợi quang.

• Hệ số này ảnh hưởng đến giá trị suy hao ngược (value of return loss) và độ phản xạ.

• Hệ số tán xạ được đo bằng tỉ số giữa công suất xung ánh sáng ở ngõ ra của OTDR và công suất của tia sáng tán xạ ngược ở đầu gần của sợi quang

April 18, 2023 TLT 113


• Tỉ số này đo bằng dB và tỉ lệ nghịch với độ rộng xung vì công suất xung quang phụ thuộc vào độ rộng xung.

• Giá trị điển hình của hệ số tán xạ là khoảng 50 dB với độ rộng xung 1 μs

• Hệ số tán xạ cũng phụ thuộc vào bước sóng và dạng sợi quang.

April 18, 2023 TLT 114


Các thông số của phép đo

(Measurement Parameters)

April 18, 2023 TLT 115


Độ rộng xung (Pulse Width)• Một trong những tham số chính để có kết quả

đo tốt là độ rộng của xung ánh sáng được phát vào trong sợi quang.

• Nó xác định độ phân giải của cự ly mà là rất quan trọng để phân biệt các biến cố một cách rõ ràng.

• Độ rộng xung càng hẹp, độ phân giải của cự ly càng cao.

• Tuy nhiên một xung ngắn tạo ra một dải động nhỏ hơn và đồ thị sẽ có nhiều nhiễu hơn.

April 18, 2023 TLT 116


• Nếu muốn đo các cự ly dài ta cần phải có dải động lớn, tức độ rộng xung phải lớn. Tuy nhiên độ rộng xung lớn cho ra độ phân giải nhỏ.

• Tùy theo mục đích của phép đo, ta phải cân nhắc độ phân giải cao hay dải động cao.

• Chọn xung hẹp nếu muốn đo suy hao của các mối hàn hay connectors nằm gần nhau.

• Chọn xung rộng nếu muốn kiểm tra vết gãy ở rất xa.

April 18, 2023 TLT 117


Xung hẹp (Short pulse width)

• Độ phân giải cao nhưng có nhiều nhiễu

• Giảm độ rộng xung để làm ngắn lại những vùng chết (deadzones) và phân biệt các biến cố một cách rõ ràng.

April 18, 2023 TLT 118


Chọn xung hẹp để có độ phân giải tốt hơn

April 18, 2023 TLT 119


Xung rộng (Long pulse width)

• Dải động lớn nhưng vùng chết cũng lớn.

• Tăng độ rộng xung để giảm nhiễu và quan sát các biến cố ở xa.

April 18, 2023 TLT 120


Xung rộng cho dải động lớn

April 18, 2023 TLT 121


• Các giá trị điển hình của độ rộng xung:

–5 ns / 10 ns / 30 ns / 100 ns / 300 ns / 1 μs (tuyến ngắn)

–100 ns / 300 ns / 1 μs / 3 μs / 10 μs (tuyến xa)

April 18, 2023 TLT 122


Các mode tối ưu (Optimization Mode)

• Thường thì OTDR cân nhắc giữa độ phân giải và dải động.

• Độ phân giải càng tốt thì càng nhiều nhiễu.

April 18, 2023 TLT 123


• Các OTDR thường có 3 mode theo 3 loại bộ thu khác nhau:– Standard Mode– Dynamic Range: tối ưu cho dải động.– Resolution: tối ưu cho độ phân giải.

• Ta có thể chọn mode tối ưu khi cài đặt tham số máy trước khi đo.

April 18, 2023 TLT 124


• Khi tối ưu cho Dynamic Range, OTDR dùng xung rộng và ta thấy ít nhiễu xuất hiện trên màn hình. Do đó có thể đo các cự ly xa.

• Ngược lại khi tối ưu cho Resolution.

April 18, 2023 TLT 125


So sánh các mode

April 18, 2023 TLT 126


Khoảng đo (Measurement Span)

• OTDR đo một số nào đó các điểm lấy mẫu (max 15710).

• Khoảng đo xác định nơi những điểm mẫu này được phân bố trên sợi cáp quang.

• Vì vậy nó quyết định cả cự ly đo lẫn độ phân giải lấy mẫu. Độ phân giải này là cự ly giữa hai điểm đo liền kề nhau.

April 18, 2023 TLT 127


• Bộ lấy dấu (Markers) chỉ có thể được đặt ở các điểm lấy mẫu.

• Để đặt các markers một cách chính xác hơn người ta cần thay đổi khoảng đo để có được các điểm lấy mẫu gần hơn với biến cố.

April 18, 2023 TLT 128


April 18, 2023 TLT 129


Các tham số liên quan tới chất lượng đo

(Performance Parameters)

April 18, 2023 TLT 130


Dải động (Dynamic Range):• Dải động là một trong những đặc tính quan

trọng nhất của OTDR.• Nó mô tả suy hao công suất cực đại tính từ điểm

tín hiệu bắt đầu có tán xạ ngược tới các đỉnh nhiễu.

• Nếu thiết bị đang đo có 1 suy hao lớn hơn thì đầu xa bị biến mất trong nhiễu

• Nếu thiết bị đang đo có 1 suy hao ít hơn, thì đầu xa xuất hiện rõ ràng trên nền nhiễu. Và do đó ta có thể quan sát được chỗ gãy.

April 18, 2023 TLT 131


• Cần nhớ rằng một số biến cố gần tới mức nhiễu (Độ mất mát quá nhỏ khó phân biệt được với nhiễu).

• Ví dụ: ta cần quan sát tối thiểu 6dB trên nhiễu để đo các suy hao mối hàn cỡ 0.1dB (mất mát rất nhỏ) và ta cần khoảng 3dB để quan sát vết gãy (mất mát rất lớn)

• Do đó dải động của OTDR phải tối thiểu từ 3 đến 6dB lớn hơn suy hao toàn tuyến.

April 18, 2023 TLT 132


• Giống như vùng chết, dải động cũng được cài trên máy.

• Ảnh hưởng chính là độ rộng xung, việc chọn mode tối ưu và bước sóng.

• Vì vậy các đặc tả liên quan đến dải động cần phải liệt kê khi cài đặt.

April 18, 2023 TLT 133


• Dải động đưa ra có thể so sánh tương ứng với đỉnh nhiễu hay tỉ số tín hiệu/ nhiễu (SNR)=1. Khi đó tầm đỉnh nhiễu là 2.2dB.

April 18, 2023 TLT 134


Dải động

April 18, 2023 TLT 135


Vùng chết suy hao (Attenuation Deadzone)• Vùng chết là một phần trên đồ thị OTDR mà sự

phản xạ quá mạnh che phủ mất dữ liệu cần quan sát.

• Điều này xảy ra do một tín hiệu quá mạnh làm bão hòa bộ thu của OTDR và nó mất thời gian để phục hồi.

• Vùng chết suy hao mô tả khoảng cách từ cạnh lên của biến cố phản xạ tới lúc nó trở lại mức tán xạ ngược của sợi quang.

April 18, 2023 TLT 136


• Có thể dễ dàng xác định điểm mà cạnh lên bắt đầu nhưng khó biết khi nào sự phục hồi kết thúc.

• Nhiều hãng đặt ra mức +/– 0.5 dB xung quanh mức tán xạ ngược sau khi phản xạ.

• Vùng chết kết thúc ở điểm nơi mà mức tán xạ ngược dao động xung quanh dung sai +/– 0.5 dB.

April 18, 2023 TLT 137


• Để quan sát mối hàn hay vết gãy trên sợi quang ta cần phải khảo sát mức tán xạ ngược.

• Các biến cố trong vùng chết có thể không quan sát được vì tán xạ ngược không thể hiện ra.

• Kích thước vùng chết phụ thuộc nhiều vào việc cài đặt thiết bị đo.

April 18, 2023 TLT 138


Vùng chết suy hao

April 18, 2023 TLT 139


Vùng chết biến cố (Event Deadzone)• Là cự ly tối thiểu cần có giữa 2 biến cố cùng loại

để có thể phân biệt chúng.• Ví dụ nếu có 2 connectors cách nhau 2m, ta sẽ

thấy một sự phản xạ có 2 đỉnh và có khe hẹp giữa chúng. Khe hẹp chỉ ra rằng thực tế có 2 phản xạ từ 2 biến cố khác nhau.

• Nếu các biến cố quá gần, ta không thể quan sát khe hẹp và không thể phân biệt chúng.

• Vùng chết biến cố cũng phụ thuộc nhiều vào việc cài đặt trên thiết bị đo

April 18, 2023 TLT 140


Vùng chết biến cố

April 18, 2023 TLT 141


Thời gian trung bình (Averaging Time)

• OTDR gửi các xung lặp đi lặp lại vào trong sợi quang. Các kết quả của mỗi xung được lấy trung bình. Điều này làm giảm nhiễu ngẫu nhiên của bộ thu

April 18, 2023 TLT 142


Đồ thị sau thời gian trung bình 10 giây

April 18, 2023 TLT 143


• Thời gian trung bình lớn hơn sẽ làm tăng dải động bởi việc giảm nền nhiễu của OTDR.

• Thời gian trung bình tốt trong phạm vi 3 phút

April 18, 2023 TLT 144


Đồ thị sau thời gian trung bình 3 phút

April 18, 2023 TLT 145


Các bước chính (Common Tasks)

• Chỉ trình bày các bước chính

• Các thủ tục và các bước chi tiết sẽ khác biệt cho các lọai máy đo khác nhau.

• Các thủ tục chi tiết được tìm thấy trong các sổ tay vận hành (operation manual) của các máy đo

April 18, 2023 TLT 146


Lau sạch cáp (Cleaning a Fiber)• Để có độ trung thực cho phép đo• Các connectors tham gia đo phải được làm

sạch.• Đường kính hạt bụi khỏang bằng đường kính lõi

sợi quang. VD: Hạt bụi khỏang 10 đến 100 μm nằm chắn sợi quang SM có lõi 9 μm.

• Nếu làm tối 5% của vùng tiết diện ánh sáng đi qua thì suy hao sẽ tăng 0.22 dB.

April 18, 2023 TLT 147


• Lau sạch lại các connector trong trường hợp người đo có nghi ngờ về kết quả đo và không thể thực hiện lại phép đo.

• Trong hầu hết các trường hợp, sự bẩn của adator (connector của máy OTDR) là nguyên nhân chính của kết quả sai.

• Các connectors thường cần vệ sinh trước khi đo là: adaptor, connector của patchcords và các connectors trên ODF, connectors trên tuyến,..

April 18, 2023 TLT 148


Các thiết bị chuyên dụng để làm sạch connectors là:• Nắp đậy và che bụi (Dust và shutter caps)

– Cáp quang và connector nào cũng có các nắp đậy để tránh tác hại cơ học và nhiễm bẩn. Luôn phải giữ nắp đậy này trừ khi cần thao tác.

– Sau khi thao tác, lúc đậy nắp phải cẩn thận. Không ấn quá mạnh nắp đậy lên sợi quang. Nắp cũng cần làm sạch trước khi đậy nếu không bụi sẽ làm xước hay bẩn mặt sợi quang.

• Cồn rửa (Isopropyl alcohol)– Chỉ dùng cồn y tế.– Sau khi lau bụi bẩn, lau lại cồn bằng khăn mềm

chuyên dụng.

April 18, 2023 TLT 149


Một số đồ lau sạch chuyên dụng:

• Giẻ lau bằng vải - Cotton swabs

• Khăn giấy mềm - Soft tissues

• Đồ lau ống - Pipe cleaner

• Bình khí khô nén - Compressed air

April 18, 2023 TLT 150


Nối OTDR vào sợi quang:• Tùy vào mục đích, có 3 cách chính để nối sợi

quang cần đo vào OTDR:

– Cách 1: Nối trực tiếp (Direct Connection):• Nếu cáp quang có sẵn connectors phù hợp

với OTDR.

April 18, 2023 TLT 151

Kết nối trực tiếp cáp quang vào OTDR

Cuộn cáp quang


April 18, 2023 TLT 152


Cách 2: Nối qua Patchcord (Connector ở cả hai đầu)

• Đây là cách thường dùng nếu muốn đo tuyến cáp quang vừa lắp xong hay tuyến đang họat động, đặc biệt connector đầu cuối của tuyến cáp đã được lắp đặt lên giá ODF

April 18, 2023 TLT 153


Kết nối thông qua patchcord

ODF

April 18, 2023 TLT 154


Cách 3: Pigtail trần (không có connector ở 1 đầu)

• Nếu sợi quang cần đo chưa có connector thì dùng 1 pigtail trần và một mối nối cơ khí rẻ tiền.

April 18, 2023 TLT 155


Kết nối dùng pigtail trần

Mối nối cơ khí hay hàn

April 18, 2023 TLT 156

B. PHƯƠNG PHÁP ĐO QUANG DỘIHiển thị trên OTDR (Display):• Tất cả các lọai OTDR đều hiện thị sợi quang hay

tuyến quang dưới dạng đồ thị lên trên màn hình.• Trục hòanh là cự ly. Trục tung là công suất phản

xạ tương đối của xung quang đã phát đi.• Dạng của đồ thị cho phép người đo kết luận về

sợi quang hay tuyến quang cùng các phụ kiện trên tuyến như connectors hay các mối hàn.

• Để khảo sát đồ thị một cách chi tiết, người đo cần điều chỉnh (thay đổi tầm nhìn: scale, zoom) đồ thị để quan sát dễ hơn.

April 18, 2023 TLT 157


Màn hình hiển thị của một OTDR

April 18, 2023 TLT 158


• Ví dụ về tầm đo theo trục tung là từ 0.2dB/Div tới 5dB/Div và trục hòanh là từ tòan cảnh (full measurement) tới việc phóng to gần 100 lần.

• Ngòai ra, người đo có thể đặt 2 bộ đánh dấu (markers) ở bất cứ đâu trên đồ thị rồi phóng to (zoom) vùng xung quanh Marker A, xung quanh Marker B, hay giữa 2 Markers A và B.

• Ta cần làm quen với các chức năng trên của OTDR vì đây là chức năng thường dùng nhất khi đo.

April 18, 2023 TLT 159


Toàn đồ thị

April 18, 2023 TLT 160


• Dùng chức năng zoom xung quanh và giữa 2 marker A và B để xem vùng nào đó một cách chi tiết hơn.

• Khi đó trục hòanh có thể được phóng với tỉ lệ xấp xỉ 10 lần.

April 18, 2023 TLT 161


Zoom xung quanh marker A

April 18, 2023 TLT 162


• Ta có thể di chuyển vị trí marker một cách từ từ. Tuy nhiên trong đồ thị marker luôn ở chính giữa. Kết quả là đồ thị di chuyển qua trái hay qua phải.

April 18, 2023 TLT 163


Di chuyển marker

April 18, 2023 TLT 164


• Mức zoom của tòan độ thị của tuyến quang 60km có thể là 6 km/Div và 5dB/Div. Điều này cho phép chỉnh thô vị trí của marker.

April 18, 2023 TLT 165


Chỉnh thô vị trí của marker trên tòan đồ thị

April 18, 2023 TLT 166


• Có thể xem đồ thị đã zoom và thay đổi scale từ 200 m/Div và 0.2 dB/Div. điều này cho phép chỉnh nhuyễn vị trí của marker.

April 18, 2023 TLT 167


Đồ thị đã zoom giúp chỉnh nhuyễn vị trí marker

April 18, 2023 TLT 168


• Trên sợi hay tuyến quang, ta có thể kiểm tra độ đồng nhất của suy hao. Đặt marker A ở điểm đầu và marker B ở cách xa 500 tới 2,000 m.

• Zoom phần đồ thị giữa 2 markers để xem xét suy hao.

• Hơn nữa, ta có thể di chuyển cả 2 markers song song để quan sát các phần tử cạnh nhau trên tòan tuyến.

April 18, 2023 TLT 169


Di chuyển giữa 2 markers

April 18, 2023 TLT 170


Đặt Markers một cách chính xác:• Vị trí của biến cố luôn ở nơi đồ thị hết (dời

khỏi) mức tán xạ ngược (backscatter).• Các vị trí chính xác của tất cả các biến cố

được xác định tự động và được liệt kê trong bảng biến cố (Event table).

• Đối với vị trí của connector hay các biến cố có phản xạ khác, vị trí ngay tại nơi bắt đầu của sườn lên của phản xạ.

April 18, 2023 TLT 171


Đo các biến cố có phản xạ

April 18, 2023 TLT 172


• Vị trí của các biến cố không phản xạ là ở ngay tại điểm tán xạ ngược cuối cùng trước khi đồ thị cong xuống.

April 18, 2023 TLT 173


Đo các biến cố không phản xạ

April 18, 2023 TLT 174


• Vị trí của vết gãy (break) ở điểm bắt đầu của cạnh xuống.

April 18, 2023 TLT 175


Đo vết gãy

April 18, 2023 TLT 176


• Để đo cự ly dữa 2 biến cố, đặt marker A trước biến cố thứ nhất và marker B trước biến cố thứ hai

April 18, 2023 TLT 177


Đo cự ly giữa hai biến cố

April 18, 2023 TLT 178


• Để đo suy hao (attenuation) giữa hai biến cố, đặt marker A sau biến cố thứ nhất, nhưng đặt marker B trước biến cố thứ hai.

• Cần đảm bảo rằng không có biến cố nào khác giữa markers A và B, vì thế phần đồ thị giữa hai biến cố phải là một đường thẳng.

April 18, 2023 TLT 179


April 18, 2023 TLT 180


Xác định suy hao toàn tuyến• Để đo toàn tuyến, đặt marker A tại điểm

bắt đầu và marker B tại điểm kết thúc của sự tán xạ ngược (backscatter).

• Sau đó phóng lớn (zoom) xung quanh marker A và đặt vị trí chính xác cho nó ở sau sự phản xạ của connector đầu tiên.

April 18, 2023 TLT 181


Đặt marker A ngay sau phản xạ của connector đầu tiên

April 18, 2023 TLT 182


• Tiếp theo, tìm tới marker B và đặt nó ngay trước sự phản xạ cuối cùng.

April 18, 2023 TLT 183


Đặt marker B ngay trước sự phản xạ cuối cùng

April 18, 2023 TLT 184


• Cuối cùng, quan sát toàn đồ thị (full view) và kiểm tra xem hai marker có thật sự đặt đúng vị trí hay chưa?

• Tùy thuộc vào thiết bị đo, chọn chức năng Loss (Suy hao) để hiển thị suy hao toàn tuyến lên màn hình.

April 18, 2023 TLT 185


Suy hao toàn tuyến

April 18, 2023 TLT 186


Xác định suy hao 2 điểm trên sợi quang:• Sử dụng cùng thao tác như đã làm để đo

suy hao toàn tuyến. Nhưng thay vì chọn chức năng Loss, thì chọn chức năng 2-Point Attenuation.

• Chức năng “2-point attenuation” cho ta suy hao giữa markers A và B chia cho cự ly giữa hai markers.

April 18, 2023 TLT 187


Tính toán suy hao hai điểm

April 18, 2023 TLT 188


• Vì chức năng này chỉ cho kết quả là phép chia giữa vi phân công suất và khoảng cách nên nó luôn cho ra kết quả dễ chấp nhận dù cho có thể có nhiều connectors hay mối hàn giữa các markers.

April 18, 2023 TLT 189


Xác định suy hao của một sợi quang:

• Đường thẳng giữa các mối hàn và các connector là sự tán xạ ngược thuần túy của sợi quang. Để đo suy hao của nó một cách chính xác cần đặt marker A sau biến cố thứ nhất (phía bên trái) và marker B trước biến cố thứ hai (phía bên phải). Sau đó chọn chức năng Attenuation (LSA-Least Squares Approximation).

April 18, 2023 TLT 190


Suy hao sợi quang

April 18, 2023 TLT 191


Suy hao của tán xạ ngược có nhiễu

April 18, 2023 TLT 192


• Đường LSA tạo ra những sai số nghiêm trọng nếu người đo tính cả những biến cố giữa các markers.

• Cần tránh điều này khi sử dụng LSA.

• Cũng đừng sử dụng “2-point attenuation” để đo một sợi quang nhiều nhiễu (noisy fiber). Đỉnh nhiễu sẽ làm giảm độ chính xác.

April 18, 2023 TLT 193


Xác định suy hao của mối hàn (Phân tích suy hao xen vào – Analyze Insertion Loss)

• Đặt tại mối hàn và phóng to (zoom) để quan sát nó. Chọn chức năng Analyze Insertion Loss. Bốn markers mức (level-markers) sẽ xuất hiện và ta có thể di chuyển chúng trên đồ thị.

• Đặt cả 4 markers mức tại các đoạn tán xạ ngược ở bên trái và bên phải để có thể làm xấp xỉ tốt nhất có thể

April 18, 2023 TLT 194


Phân tích suy hao xen vào do mối hàn

April 18, 2023 TLT 195


• Giữ cho các markers mức (level-markers) 2 và 3 gần với mối hàn và làm cho các đoạn thẳng giữa 1 và 2 và giữa 3 và 4 được càng dài càng tốt. Tuy nhiên, giữ chặt các đoạn thẳng trên miền tán xạ ngược ngay cả khi nó có nhiễu.

• Đảm bảo rằng các đoạn thẳng giữa các marker mức (level-markers) – còn gọi là các đường LSA – đi theo 1 phần thẳng trên đồ thị. LSA không được bao trùm lên bất cứ phần nào của đồ thị mà có chứa 1 biến cố

April 18, 2023 TLT 196


Làm xấp xỉ sai do đặt sai vị trí của các marker

Suy hao xen vào

April 18, 2023 TLT 197


Xác định suy hao của connector• Tương tự như phép đo suy hao của mối hàn, vì

vậy các thao tác và chức năng được sử dụng tương tự.

• Đặt marker A tại connector và phóng to (zoom) nó lên. Khởi động chức năng Insertion Loss.

• 4 level-markers xuất hiện. Đặt cả 4 level-markers tại miền tán xạ ngược ở bên trái và phải của connector.

April 18, 2023 TLT 198


Làm xấp xỉ đồ thị xung quanh connector

April 18, 2023 TLT 199


• Các quy tắc thực hiện cũng giống như đối với phép đo suy hao cho mối hàn.

• Giữ cho các đoạn thẳng chỉ nằm trên miền tán xạ ngược ngay cả khi có nhiễu.

• Trong bất cứ trường hợp nào, tránh vùng mà đồ thị bị làm bo tròn. Điều này sẽ gây ra các kết quả sai.

April 18, 2023 TLT 200


Kết quả sai do đặt sai vị trí của các markers

April 18, 2023 TLT 201


Xác định sự phản xạ của connector• Đặt marker A tại điểm bắt đầu của sự

phản xạ của connector và zoom xung quanh nó lên.

• Đảm bảo rằng ta có thể nhìn thấy cả miền tán xạ ngược và nơi cao nhất của đỉnh.

• Nếu thấy cần, chỉnh zoom theo chiều dọc.

April 18, 2023 TLT 202


• Kích hoạt chức năng Reflectance. 3 level-markers xuất hiện.

• Dời 2 markers đầu tới mức tán xạ ngược trung bình (không phải trên đỉnh nhiễu) phía trước của phản xạ.

• Kiểm tra lại vị trí và dời level-marker 3 tới đỉnh của phản xạ.

• OTDR tính toán và hiển thị kết quả lên vùng đọc được.

April 18, 2023 TLT 203


Tính toán phản xạ của connector

April 18, 2023 TLT 204


Các giá trị điển hình:

• Bảng sau chứa các giá trị điển hình đối với các tham số sợi quang khác nhau.

April 18, 2023 TLT 205


April 18, 2023 TLT 206


April 18, 2023 TLT 207


Ky Thuat Han Va Do Cap Quang

Documents

Transcript of Ky Thuat Han Va Do Cap Quang