Khảo sát đặc tính sợi quang: CD, PMD, suy hao phổ, ORL, độ trễ

Phép đo suy hao cho biết sợi quang có cho ánh sáng truyền qua hay không. Nó không cho biết sợi quang có tải được 10G qua 80 km, bốn mươi kênh DWDM hay tín hiệu 400ZR hay không — những câu hỏi đó phụ thuộc vào tán sắc màu, tán sắc mode phân cực, suy hao trên toàn bộ băng tần, phản xạ và đôi khi cả độ trễ. Đo các đại lượng này chính là khảo sát đặc tính sợi quang. Trang này cho biết khi nào cần khảo sát, phép đo nào trả lời câu hỏi nào, mỗi phép đo được thực hiện ra sao, các con số phải đạt bao nhiêu cho từng dịch vụ, và kết quả nói lên điều gì về một sợi quang cũ hoặc chưa rõ nguồn gốc trước khi bỏ tiền mua transceiver.

Khi nào cần khảo sát đặc tính

Tình huống	Các phép đo bổ sung ngoài đo suy hao tiêu chuẩn và OTDR
Tuyến mới, ≤ 10G, ≤ 40 km, G.652.D đời mới	không cần — đo suy hao Tier 1 tại 1310/1550 nm và OTDR hai chiều là đủ (Đo kiểm)
10G qua 60–80 km, 10G DWDM tách sóng trực tiếp	tán sắc màu (giới hạn 1 000–1 600 ps/nm), ORL
40G NRZ hoặc DPSK tách sóng trực tiếp thế hệ cũ	PMD (rất nhạy), CD kèm kế hoạch bù tán sắc
100G+ coherent, 400ZR/ZR+	suy hao và ORL; CD để xác định loại sợi (G.653/G.655 làm thay đổi kế hoạch phi tuyến); PMD để xác nhận nằm trong cửa sổ xử lý của DSP; suy hao phổ để kiểm tra độ bằng phẳng băng C; độ trễ nếu dịch vụ yêu cầu
Thuê sợi quang tối hoặc nghiệm thu một cặp sợi đi thuê	toàn bộ các phép đo, cả hai chiều, ba bước sóng, cộng thêm xác định loại sợi, bản đồ phản xạ và ảnh mặt đầu nối — coi như “hộ chiếu” của sợi quang
Sợi quang cũ (lắp đặt trước năm 2000) trước khi nâng cấp	đo PMD trước tiên (đây có thể là yếu tố quyết định), CD để xác định loại sợi, suy hao phổ để tìm đỉnh nước và hydro (Độ tin cậy & lão hóa)
CWDM trên đủ 18 kênh	suy hao phổ 1 270–1 610 nm — đỉnh nước tại 1383 nm quyết định ba kênh
Các lớp phủ PON (1490/1577/1625 nm)	suy hao tại các bước sóng đó, ORL ≥ 32 dB (Phản xạ & suy hao phản xạ)
Fronthaul, đồng bộ thời gian	độ trễ và độ lệch chiều dài giữa hai sợi trong một cặp — độ chính xác PTP phụ thuộc vào đó

Các phép đo

Phép đo	Phương pháp	Kết quả	Thiết bị điển hình
Suy hao phổ	nguồn băng rộng và máy phân tích phổ quang, laser điều chỉnh được quét bước sóng kèm máy đo công suất quang, hoặc OTDR đa bước sóng (1310/1383/1490/1550/1625/1650 nm)	dB/km theo bước sóng trong dải 1 260–1 650 nm; đỉnh nước tại 1383 nm, hydro, suy hao uốn cong tăng dần về phía 1 625 nm, độ bằng phẳng băng C	OSA kèm nguồn, hoặc OTDR chuyên khảo sát đặc tính
Tán sắc màu (CD)	phương pháp lệch pha hoặc lệch pha vi sai (IEC 60793-1-42), hoặc phương pháp bốn bước sóng dựa trên OTDR để khớp đường cong tán sắc	D(λ) tính bằng ps/(nm·km), bước sóng tán sắc bằng không λ₀, độ dốc S₀, tổng tán sắc của liên kết tính bằng ps/nm (Tán sắc & băng thông)	máy phân tích CD hoặc module OTDR kèm nguồn ở đầu xa
Tán sắc mode phân cực (PMD)	giao thoa kế (TINTY/GINTY), quét bước sóng bằng bộ phân tích cố định, ma trận Jones; P-OTDR phân bố để tìm đoạn có vấn đề	tổng PMD tính bằng ps (DGD trung bình) và hệ số tính bằng ps/√km; đây là đại lượng thống kê — cần đo lặp lại và ghi lại nhiệt độ	máy phân tích PMD kèm nguồn băng rộng phân cực ở đầu xa
Suy hao phản xạ quang và hệ số phản xạ	OCWR hoặc OTDR	ORL tính bằng dB, hệ số phản xạ theo từng sự kiện	máy đo ORL, OTDR
Suy hao chèn	nguồn sáng và máy đo công suất quang tại mọi bước sóng dịch vụ, cả hai chiều (Tier 1)	dB mỗi sợi	OLTS
Độ trễ và chiều dài	chiều dài đo bằng OTDR, hoặc máy đo độ trễ với loopback ở đầu xa (thời gian khứ hồi ÷ 2)	tính bằng µs và mét; 4,9 µs/km; độ lệch giữa hai sợi trong một cặp suy ra từ chênh lệch chiều dài ở cùng một chiết suất	OTDR, máy đo Ethernet có chức năng đo độ trễ
Xác định loại sợi	từ λ₀ và D(1550) của phép đo CD, bậc tán xạ ngược tại các mối hàn, hồ sơ lưu trữ	G.652 / G.653 / G.655 / G.654 / G.657, thời kỳ sản xuất (Các loại sợi quang)	máy phân tích CD kết hợp OTDR
Băng thông mode của sợi đa mode	trễ mode vi sai / băng thông mode hiệu dụng trên một mẫu	xác nhận cấp OM	phòng thí nghiệm; hiếm khi đo tại hiện trường

Giới hạn theo từng dịch vụ

Đây là các con số điển hình; giá trị chính xác lấy theo transceiver hoặc theo tiêu chuẩn.

Dịch vụ	Dung sai tán sắc màu	Dung sai PMD (DGD trung bình)	Suy hao / ORL
1G, 10G tới 40 km (LR, ER)	không giới hạn trên G.652 (40 km × 17 = 680 ps/nm, giới hạn ≈ 1 000–1 600)	≤ 10 ps (10 % của bit 100 ps)	quỹ công suất 6–15 dB; ORL ≥ 12 dB
10G 80 km (ZR) và 10G DWDM tách sóng trực tiếp	≤ 1 600 ps/nm nếu không bù; 80 km × 17 = 1 360 ps/nm — khá sít sao	≤ 10 ps	quỹ công suất 23–24 dB; ORL ≥ 24 dB
40G NRZ / DPSK thế hệ cũ	≤ 60–100 ps/nm — cần bù tán sắc	≤ 2,5 ps	ORL ≥ 24 dB
100G coherent DP-QPSK	± 50 000 ps/nm (hàng nghìn km)	25–30 ps trở lên	giới hạn bởi OSNR; ORL ≥ 24 dB (Coherent đường dài)
400ZR (OIF)	± 2 400 ps/nm (≈ 120 km G.652)	≈ 10 ps	không khuếch đại: suy hao ≤ 11 dB (≈ 40 km); có khuếch đại: 120 km với OSNR ≥ 26 dB
400ZR+, 800ZR	± 20 000 … ± 50 000 ps/nm	chịu được, không nhạy	giới hạn bởi OSNR
CWDM 10G, 18 kênh	như 10G trên mỗi kênh	≤ 10 ps	suy hao theo từng kênh, kể cả đỉnh nước (Bộ ghép kênh & quỹ công suất CWDM)
GPON / XGS-PON	không giới hạn	không giới hạn	quỹ công suất theo lớp (B+ 28, C+ 32, N1 29, N2 31, E1 33, E2 35 dB); ORL ≥ 32 dB; hệ số phản xạ ≤ −35 dB

Công thức PMD: DGD trung bình = hệ số PMD × √L. G.652.D đời mới với hệ số ≤ 0,1 ps/√km cho 1 ps trên 100 km — không đáng kể; sợi quang đời thập niên 1980 với hệ số 1–2 ps/√km cho 10–20 ps trên 100 km — đủ để chấm dứt khả năng dùng 10G NRZ trên tuyến đó trừ khi dùng coherent (Công thức & tính toán).

Đọc hiểu kết quả: loại sợi và tuổi sợi

Kết quả đo	Kết luận
λ₀ = 1 300–1 324 nm, D(1550) = 16–18 ps/(nm·km)	G.652; đỉnh 1383 nm thấp → G.652.C/D, cao → G.652.A/B
D(1550) = 2–6 ps/(nm·km), λ₀ khoảng 1 450–1 520 nm	G.655 dịch tán sắc khác không; cần kiểm tra dấu; trộn bốn sóng cần lưu ý trong DWDM mật độ cao (Hiệu ứng phi tuyến)
D(1550) ≈ 0	G.653 dịch tán sắc — không dùng được DWDM băng C nếu không giãn cách kênh không đều hoặc chuyển sang băng L
D(1550) = 18–22 ps/(nm·km), suy hao ≈ 0,17 dB/km	G.654 lõi silica tinh khiết
Hệ số PMD > 0,5 ps/√km	sợi quang sản xuất trước khoảng năm 1995; dùng 10G trên 100 km là rủi ro; coherent thì vẫn ổn
Đỉnh nước tại 1383 nm trên 0,5 dB/km	không dùng được CWDM băng E (các kênh 1 371–1 411 nm); mọi kênh khác vẫn dùng được
Độ dốc suy hao tăng so với giá trị tham chiếu, rõ nhất tại 1 383 nm và trên 1 550 nm	lão hóa do hydro hoặc nước — cần thay đoạn đó
Suy hao tăng mạnh về phía 1 625–1 650 nm	uốn cong lớn hoặc uốn cong nhỏ dọc tuyến
Độ lệch chiều dài của một cặp sợi > 10–20 m	sai số thời gian PTP 50–100 ns nếu không được bù

Quy trình và báo cáo

Bước	Thực hiện
Chuẩn bị	thiết bị tại cả hai đầu với một đơn vị ở xa hoặc một tổ thứ hai; dây tham chiếu đã được kiểm tra và vệ sinh (Kiểm tra và vệ sinh mặt đầu nối); sợi quang không mang tín hiệu — không thể đo CD và PMD qua sợi quang đang mang tín hiệu
Điều kiện	ghi lại ngày, giờ và nhiệt độ — PMD thay đổi theo các yếu tố này; đo mọi sợi trong cặp và cả sợi dự phòng
Thời gian	30–60 phút mỗi sợi cho toàn bộ các phép đo, với một tổ có kinh nghiệm
Kết quả bàn giao	với mỗi sợi: suy hao tại mọi bước sóng theo cả hai chiều, ORL, đường cong OTDR theo cả hai chiều (.sor), đường cong CD kèm λ₀ và tổng tán sắc, PMD, đường cong suy hao phổ, độ trễ và chiều dài, bản đồ phản xạ, ảnh mặt đầu nối; đạt/không đạt so với dịch vụ dự kiến
Lưu trữ	file gốc của thiết bị kèm cấu hình đo, không chỉ lưu PDF (Tài liệu & ghi nhãn)
Tiêu chuẩn	IEC 61280-4-2 (suy hao và ORL của liên kết đơn mode đã lắp đặt), IEC 61280-4-4 (PMD của liên kết đã lắp đặt), IEC 61280-4-1 (liên kết đa mode đã lắp đặt), IEC 60793-1-42 (CD), TIA FOTP-175 (CD), ISO/IEC 14763-3 và TIA-568.3-D (nghiệm thu) (Bản đồ tiêu chuẩn)

Danh mục nghiệm thu sợi quang tối: loại sợi được công bố và xác nhận bằng CD; suy hao trên mỗi km tại 1310/1550/1625 nằm trong mức chào; mọi mối hàn ≤ 0,1 dB và mọi đầu nối ≤ 0,5 dB theo cả hai chiều; ORL ≥ 27 dB (≥ 32 dB đối với PON); PMD trong giới hạn dịch vụ; đường cong phổ không có dấu hiệu của hydro; đã ghi lại chiều dài và độ trễ; đã bàn giao tài liệu và tọa độ.

Trong CodingBox

Một module coherent khảo sát đặc tính sợi quang miễn phí ngay khi được bật: CMIS VDM báo cáo tán sắc màu, DGD, PDL, OSNR và tốc độ thay đổi phân cực đúng như DSP nhìn thấy chúng. CodingBox cho biết module quảng bá những đại lượng quan sát nào trong số đó và đọc các trang DDM của module, nhờ vậy báo cáo đưa vào vận hành của sợi quang và góc nhìn riêng của module về cùng liên kết đó có thể được đối chiếu với nhau — sự sai lệch cho thấy có một mối vá, một đầu nối bẩn hoặc sợi quang đã bị đổi sau khi khảo sát (Chỉ số VDM & FEC, Check transceiver).

Nếu bạn phát hiện thông tin chưa chính xác hoặc lỗi trong bài viết này, hãy chọn đoạn liên quan và nhấn Ctrl+Enter để .