English 
简体中文 
繁體中文 
Русский 
Español 
Deutsch 
Français 
Português 
Italiano 
Türkçe 
Polski 
Nederlands 
日本語 
한국어 
Bahasa Indonesia 
Bahasa Melayu 
العربية 
हिन्दी 
Tiếng Việt 
ภาษาไทย 
বাংলা 
اردو 
Kiswahili 
Oʻzbekcha 
አማርኛ 
فارسی Đọc đường cong OTDR: sự kiện, vùng chết, ghost và gainer
OTDR vẽ sợi quang thành một đường dốc xuống theo khoảng cách và đánh dấu mọi vị trí ánh sáng bị mất hoặc bị phản xạ. Đọc đúng hình ảnh đó — phân biệt mối hàn với chỗ uốn cong, ghost với điểm đứt, mức tăng thật với nhiễu do phép đo — là kỹ năng cốt lõi khi nghiệm thu sợi quang và định vị sự cố. Trang này giải thích thiết bị thực sự đo gì, mỗi tham số thiết lập làm thay đổi đường cong OTDR như thế nào, mỗi loại sự kiện trông ra sao và các trị số của nó có ý nghĩa gì, giới hạn của vùng chết và dải động, vì sao đo hai chiều không phải là tùy chọn, các lỗi đọc thường gặp, và cách chuyển một khoảng cách trên đường cong OTDR thành một vị trí trên tuyến.
Cách OTDR nhìn thấy sợi quang
| Cơ chế | Điều gì xảy ra | Bạn thấy gì |
|---|---|---|
| Xung | một xung laser dài từ 5 ns đến 20 µs được phát ở bước sóng 1310, 1550, 1625 hoặc 1650 nm | không thấy trực tiếp — xung chính là tín hiệu dò |
| Tán xạ ngược Rayleigh | một phần rất nhỏ và cố định của xung (khoảng −79 dB tại 1310 nm, −81 … −82 dB tại 1550 nm với xung 1 ns trên sợi G.652) tán xạ ngược lại từ mọi điểm trên sợi quang | đường dốc trên đường cong; nó giảm với tốc độ gấp đôi suy hao thực của sợi vì ánh sáng đi ra rồi quay về, và thiết bị chia đôi giá trị để hiển thị suy hao một chiều |
| Phản xạ Fresnel | tại mỗi bước nhảy chiết suất (đầu nối, khe khí, điểm đứt, đầu cuối) một phần lớn hơn nhiều quay trở lại | các đỉnh nhô lên trên đường tán xạ ngược |
| Thời gian thành khoảng cách | d = c · t / (2 · n), với chiết suất nhóm n (IOR) của sợi quang — 1,4675–1,4685 với sợi G.652 tại 1550 nm, lấy từ datasheet của sợi | trục khoảng cách; sai số IOR 0,0015 làm lệch mọi khoảng cách 0,1 % (10 m trên 10 km) |
| Lấy trung bình | hàng nghìn xung được lấy trung bình; nhiễu giảm theo căn bậc hai của số lần đo | đường cong mượt hơn sau 30 giây đến 3 phút |
Tham số thiết lập
| Tham số | Lựa chọn | Ảnh hưởng lên đường cong OTDR |
|---|---|---|
| Bước sóng | 1310 + 1550 nm để đo suy hao; so sánh 1550 với 1310 để phát hiện chỗ uốn cong; 1625/1650 nm để dò chỗ uốn cong và để đo trên sợi sống qua bộ lọc | mối hàn trông giống nhau ở mọi bước sóng, chỗ uốn cong xấu đi khi bước sóng tăng (Suy hao và cửa sổ bước sóng) |
| Độ rộng xung | ngắn (5–30 ns) — độ phân giải tốt nhất và vùng chết ngắn nhất, cự ly dưới 5 km; trung bình (100–300 ns) — 10–40 km; dài (1–20 µs) — 100–250 km với vùng chết hàng trăm mét | quy tắc: chọn xung ngắn nhất mà vẫn thấy đầu xa cao hơn nhiễu 6 dB; đo hai đường cong — xung ngắn cho đầu gần, xung dài cho cự ly xa; các chế độ tự động làm việc này |
| Khoảng đo | 1,5–2 × chiều dài sợi quang | phản xạ cuối sợi và mọi ghost vẫn nằm trong màn hình |
| Thời gian thu | 30 giây đến 3 phút; lâu hơn với xung dài và đầu xa | nền nhiễu giảm, các sự kiện nhỏ trở nên đo được |
| Chiết suất (IOR) | trị số lấy từ datasheet của sợi quang; dùng cùng một trị số cho đường cong tham chiếu và mọi lần so sánh sau này | khoảng cách; không bao giờ “chỉnh” IOR để đường cong khớp với bản vẽ |
| Hệ số tán xạ ngược | trị số theo datasheet ứng với bước sóng | chỉ ảnh hưởng đến trị số hệ số phản xạ — suy hao không đổi |
| Dây mồi và dây đuôi | mỗi dây dài 150–1 000 m, dài hơn vùng chết suy hao của xung | đầu nối đầu tiên và cuối cùng của liên kết trở nên đo được |
| Ngưỡng | mối hàn 0,1 dB, đầu nối 0,5 dB, hệ số phản xạ −40 dB (UPC) hoặc −55 dB (APC), cuối sợi 3–5 dB, suy hao đoạn 0,4/0,25 dB/km | bảng sự kiện đánh dấu những gì vượt ngưỡng |
| Kiểm tra sợi sống | thiết bị cảnh báo nếu phát hiện ánh sáng lưu lượng tại cổng | bảo vệ bộ thu của OTDR và xác nhận sợi quang đang tối (An toàn và thao tác) |
Danh mục sự kiện
| Sự kiện | Dấu hiệu trên đường cong OTDR | Trị số điển hình | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| Đầu nối đầu vào | đỉnh lớn tại 0 m, theo sau là một vùng chết | −14 … −45 dB | đo nó qua một dây mồi; dây mồi APC cho đỉnh nhỏ hơn |
| Đoạn sợi quang | đường thẳng dốc xuống | 0,33–0,35 dB/km tại 1310, 0,19–0,22 tại 1550, 0,20–0,24 tại 1625 nm | độ dốc trên 0,4 dB/km tại 1550 nghĩa là sợi bị ứng suất, ngấm nước, uốn cong vi mô hoặc sợi cũ — so sánh giữa các bước sóng |
| Mối hàn nhiệt | bậc nhỏ đi xuống, không có đỉnh, cùng độ lớn ở mọi bước sóng | 0,02–0,10 dB; hàn lại nếu trên 0,15 dB | có thể hiện thành mức tăng theo một chiều đo (xem gainer) |
| Mối hàn cơ khí | bậc nhỏ kèm một đỉnh nhỏ | 0,1–0,5 dB, −40 … −55 dB | hệ số phản xạ tăng dần khi gel bị lão hóa |
| Cặp đầu nối (UPC) | đỉnh kèm bậc | 0,2–0,5 dB, −45 … −60 dB | cặp bị bẩn: bậc lớn hơn, đỉnh tiến gần −30 dB (Kiểm tra và vệ sinh mặt đầu nối) |
| Cặp đầu nối (APC) | bậc với đỉnh rất nhỏ hoặc không có đỉnh | 0,2–0,5 dB, dưới −60 dB | trông giống một mối hàn bị suy hao — kiểm tra lại hồ sơ |
| Uốn cong vĩ mô | bậc đi xuống không có đỉnh, lớn hơn nhiều tại 1550/1625 so với tại 1310 nm | 0,1–3 dB tại 1550, gần bằng không tại 1310 | sự phụ thuộc vào bước sóng chính là dấu hiệu nhận biết (Sự cố tuyến cáp quang) |
| Đè bẹp, kẹp chặt, đóng băng, buộc dây quá chặt | độ dốc tăng mạnh hơn trên một đoạn, phụ thuộc bước sóng | +0,1–1 dB/km tại chỗ | thường mang tính thời vụ |
| Gainer | bậc có vẻ đi lên | −0,05 … −0,3 dB | mối hàn giữa hai sợi có tán xạ ngược khác nhau (đường kính trường mode, chiết suất); suy hao thật là trung bình của hai chiều đo |
| Suy hao bị phóng đại | hình ảnh đối xứng của gainer khi đo theo chiều ngược lại | thừa ra +0,1 … +0,3 dB | cách khắc phục giống nhau |
| Ghost | một đỉnh không kèm suy hao, ở khoảng cách gấp đôi (hoặc bội số) khoảng cách tới một điểm phản xạ mạnh, thường nằm sau cả cuối sợi | giống một trị số hệ số phản xạ | dịch chuyển hoặc biến mất khi đổi xung, khoảng đo hoặc điều kiện đấu dây mồi; hãy giảm phản xạ gây ra nó (Phản xạ và suy hao phản xạ) |
| Cuối sợi quang, đầu phẳng hoặc UPC | đỉnh lớn, sau đó rơi xuống mức nhiễu | −14 … −30 dB | dạng cuối sợi kinh điển |
| Cuối sợi quang, APC hoặc gãy vát góc | rơi xuống mức nhiễu với đỉnh rất nhỏ hoặc không có đỉnh | hệ số phản xạ nhỏ | đặt chế độ phát hiện cuối sợi theo suy hao, không theo phản xạ |
| Đứt sợi | có phản xạ hoặc không, sau đó là nhiễu | bất kỳ | chỗ đứt bị ướt hoặc bị đè bẹp có thể gần như không phản xạ |
| Bộ chia quang (PON) | bậc lớn không có đỉnh | 1:2 = 3,5 dB, 1:8 = 10 dB, 1:32 = 17 dB | cần dải động cao; đã có OTDR tối ưu riêng cho PON |
| Nền nhiễu | đuôi phẳng gồ ghề | — | không thể đo được gì vượt quá khoảng (dải động − 6 dB) |
| Bão hòa | đỉnh bị cắt phẳng đầu | — | không thể đo được hệ số phản xạ — hãy dùng xung ngắn hơn hoặc một dây mồi |
| Nước hoặc hydro | độ dốc tăng lên, nặng nhất tại 1383 và 1625 nm | — | so sánh nhiều bước sóng (Độ tin cậy và lão hóa) |
Vùng chết và dải động
| Độ rộng xung | Vùng chết sự kiện | Vùng chết suy hao | Cự ly điển hình trên G.652 tại 1550 nm |
|---|---|---|---|
| 5–10 ns | 0,8–1,5 m | 3–5 m | 1–3 km |
| 30 ns | 3 m | 8–10 m | 5 km |
| 100 ns | 10 m | 15–25 m | 10–20 km |
| 300 ns | 30 m | 40–60 m | 30 km |
| 1 µs | 100 m | 150–250 m | 50–80 km |
| 3 µs | 300 m | 500–700 m | 100 km |
| 10–20 µs | 1–2 km | 1,5–3 km | 150–250 km |
Các trị số chỉ mang tính tham khảo và phụ thuộc thiết bị. Vùng chết sự kiện là khoảng cách nhỏ nhất giữa hai sự kiện phản xạ mà vẫn còn được hiển thị tách biệt (độ rộng đỉnh đo tại mức thấp hơn đỉnh 1,5 dB). Vùng chết suy hao là khoảng cách sau một phản xạ cho tới khi đường cong OTDR trở về trong phạm vi 0,5 dB so với mức tán xạ ngược — một mối hàn nằm trong vùng này sẽ không nhìn thấy được. Dải động là hiệu số tính bằng dB giữa mức tán xạ ngược ban đầu và mức nhiễu, đo với xung dài nhất và thời gian lấy trung bình 3 phút; cần khoảng 6 dB trong số đó để có một phép đo sạch, vì vậy cự ly đo được xấp xỉ bằng (dải động − 6 dB − tổng suy hao các sự kiện) / suy hao (Công thức và cách tính).
Vì sao phải đo hai chiều
Hệ số tán xạ ngược khác nhau giữa các sợi quang — chênh lệch đường kính trường mode trong dung sai ±0,4 µm đã làm nó thay đổi vài phần mười dB. Vì vậy một đường cong đo một chiều sẽ báo mối hàn giữa hai sợi như vậy là quá tốt theo một chiều và quá xấu theo chiều kia, lệch tới ±0,3 dB. Suy hao thật của mỗi mối hàn và đầu nối là trung bình của hai chiều đo, và TIA-568.3-D Tier 2 cùng bộ tiêu chuẩn IEC 61280-4 đều yêu cầu lấy trung bình hai chiều khi báo cáo suy hao mối hàn và đầu nối. Trong thực tế: dùng OTDR kèm bộ thu ở đầu xa, hoặc đo hai lần từ hai đầu, cùng phần mềm ghép các sự kiện và tính trung bình chúng.
Từ khoảng cách trên đường cong OTDR đến vị trí trên tuyến
| Yếu tố | Ảnh hưởng |
|---|---|
| Chiều dài sợi so với chiều dài cáp | sợi dư 0,1–0,5 % trong ống lỏng; OTDR đo theo sợi, bản vẽ thể hiện theo cáp |
| Chiều dài cáp so với vạch số mét trên vỏ cáp | dùng các vạch số mét đã ghi tại hai đầu mỗi đoạn cáp trong măng xông (Hồ sơ và ghi nhãn) |
| Vòng cáp dự trữ | 10–30 m được cuộn dự trữ tại mỗi măng xông, nhiều hơn tại cột và điểm vào tòa nhà |
| Độ võng cáp treo | dài hơn 1–3 % so với khoảng cách giữa hai cột |
| Ống dẫn uốn lượn | đường GIS ngắn hơn ống dẫn thực tế |
| Sai số IOR | 0,1 % cho mỗi 0,0015 chiết suất |
Phương pháp: tìm sự kiện đã biết gần nhất trên đường cong OTDR (một măng xông, một panel) và đo từ đó, không đo từ thiết bị; quy đổi bằng các vạch số mét đã ghi lại; xác nhận bằng một đường cong đo từ đầu kia; dùng đèn dò lỗi trực quan (VFL) hoặc bộ nhận dạng sợi kiểu kẹp ngoài cho những mét cuối cùng.
Các lỗi đọc thường gặp
| Bạn thấy gì | Kết luận sai | Cách đọc đúng |
|---|---|---|
| Một đỉnh nằm sau cả điểm cuối sợi | “còn thêm sợi quang phía sau” | ghost của một điểm phản xạ mạnh |
| Suy hao mối hàn ra số âm | “mối hàn hoàn hảo” | đây là gainer — hãy lấy trung bình hai chiều đo |
| Không thấy đầu nối sau panel | “ở đó không có suy hao” | nó đang nằm trong vùng chết suy hao — hãy dùng dây mồi, xung ngắn hơn |
| Suy hao lớn chỉ tại 1550 nm | “mối hàn hỏng” | đây là uốn cong vĩ mô; mối hàn vẫn tốt |
| Độ dốc cao dọc suốt một đoạn | “sợi quang hỏng” | do ứng suất, ngấm nước, đóng băng hoặc sợi cũ; độ dốc không phụ thuộc vào IOR |
| Khoảng cách lệch 3 % so với bản vẽ | “hồ sơ bị sai” | do sợi dư và vòng cáp dự trữ — hãy quy đổi cho đúng |
| Nhiều sự kiện nhỏ gần mức nhiễu | “có nhiều mối hàn” | đó là nhiễu — hãy lấy trung bình lâu hơn hoặc dùng xung dài hơn |
| Phát hiện điểm cuối ở mức 17 dB trong một PON | “sợi quang kết thúc tại bộ chia” | ngưỡng phát hiện điểm cuối đang đặt quá thấp so với một bộ chia |
| Đường cong OTDR kết thúc sớm mà không có đỉnh | “không đứt, chỉ là do hết khoảng đo” | đây là điểm đứt bị ướt hoặc gãy vát góc — hãy kiểm tra từ đầu kia |
| Hệ số phản xạ đầu nối đọc được −60 dB trên một đỉnh bị cắt phẳng đầu | “đầu nối tuyệt vời” | đây là bão hòa — trị số này vô nghĩa |
Sợi sống và PON
Trên một sợi sống, OTDR làm việc ở bước sóng 1625 hoặc 1650 nm qua một bộ lọc chặn các bước sóng lưu lượng theo cả hai chiều. Trong một PON, đường cong đo từ phía ONU đi lên cho thấy rõ ràng đoạn dây thuê bao, bộ chia và đoạn cáp gốc; còn đường cong đo từ phía OLT cho thấy tất cả các nhánh chồng lên nhau sau bộ chia và không thể tách riêng chúng. Đo bộ chia cần một OTDR tối ưu cho PON với dải động cao và vùng chết ngắn, và khoảng cách tới mỗi bộ chia phải lấy từ hồ sơ (Sự cố PON).
Báo cáo
Hãy lưu giữ file .sor gốc (Telcordia SR-4731) cho mỗi sợi, mỗi chiều đo và mỗi bước sóng, với xung, khoảng đo, IOR và chiều dài dây mồi được lưu kèm trong đó; một bảng sự kiện dạng PDF thì không thể phân tích lại được. Báo cáo thể hiện suy hao sự kiện đã lấy trung bình hai chiều, hệ số phản xạ, suy hao từng đoạn và tổng suy hao, đối chiếu với ngưỡng của dự án. Theo TIA-568.3-D và ISO/IEC 14763-3, đường cong OTDR là phép mô tả đặc tính Tier 2; đạt/không đạt của suy hao liên kết là phép đo Tier 1 bằng nguồn sáng và máy đo công suất (Đo kiểm và đo lường, Mô tả đặc tính sợi quang).
Trong CodingBox
Các transceiver đo chính tuyến cáp đó từ bên ngoài: công suất Tx đầu xa trừ đi công suất Rx đầu gần chính là suy hao của tuyến cáp, bao gồm cả mọi thứ mà OTDR che giấu trong các vùng chết của nó — cổng quang của module và các đầu nối đầu tiên, cuối cùng. Khi suy hao theo DDM vượt quá tổng suy hao theo OTDR hơn một decibel, phần chênh lệch nằm ở những chỗ bị che giấu đó, và một lần đọc module trên bàn thử với dây tham chiếu sạch trong CodingBox sẽ cho biết cổng quang của module hay panel mới là nơi bị bẩn (DDM trong ứng dụng, Công suất Rx và quỹ công suất tuyến).