Đo kiểm và đo lường: LSPM, OTDR, suy hao phản xạ, kiểm tra

Một liên kết sợi quang được nghiệm thu, chứng nhận và sau này được chẩn đoán bằng một bộ thiết bị nhỏ gọn: nguồn sáng và máy đo công suất để đo tổng suy hao, OTDR để đo suy hao của từng sự kiện dọc tuyến, máy đo suy hao phản xạ để đo phản xạ, và kính hiển vi để soi mặt đầu nối — nguyên nhân gây rắc rối nhiều nhất. DDM có sẵn trong chính transceiver là thiết bị thứ năm, luôn có mặt. Trang này giải thích mỗi thiết bị đo gì, cách dùng đúng (phương pháp tham chiếu, dây mồi, bước sóng), cách đọc đường cong OTDR, các tiêu chuẩn chứng nhận yêu cầu những gì, và DDM phù hợp ở chỗ nào.

Các thiết bị đo

Thiết bị	Đo gì	Độ chính xác	Ứng dụng
Nguồn sáng + máy đo công suất (LSPM / OLTS)	suy hao chèn của toàn bộ liên kết, từ đầu đến cuối, tại 850/1300 (MMF) hoặc 1310/1550/1625 (SMF)	±0,1–0,2 dB	nghiệm thu (Tier 1), xử lý sự cố tổng suy hao
OTDR (máy phản xạ miền thời gian quang)	suy hao và hệ số phản xạ của từng sự kiện (đầu nối, mối hàn, chỗ uốn cong, điểm đứt) theo khoảng cách; suy hao sợi quang trên mỗi km	±0,05 dB mỗi sự kiện, ±1 m khoảng cách (sau khi hiệu chuẩn chiết suất)	mô tả đặc tính (Tier 2), định vị sự cố
Máy đo suy hao phản xạ / OCWR	tổng phản xạ ngược của liên kết	±0,5 dB	xác nhận UPC so với APC, độ ổn định laser
Kính hiển vi soi sợi quang	vết xước, rỗ, nhiễm bẩn trên mặt đầu nối	theo các vùng của IEC 61300-3-35	trước mỗi lần ghép nối
Đèn dò lỗi trực quan (VFL)	laser đỏ (650 nm) nhìn thấy được qua vỏ cáp tại điểm đứt và chỗ uốn cong gấp	—	dò tuyến, sự cố rõ ràng, cực tính
Bộ nhận dạng sợi quang	phát hiện chiều và sự hiện diện của lưu lượng đang truyền, bằng cách uốn cong sợi	—	trước khi tháo nhầm sợi
Máy phân tích phổ quang (OSA)	bước sóng, công suất từng kênh, OSNR	—	WDM (OSNR)
DDM của transceiver	công suất Tx và Rx tại hai đầu liên kết	±3 dB theo đặc tả, điển hình ±1 dB	giám sát khi đang khai thác (Đọc DDM bằng công cụ)

Suy hao chèn đo bằng LSPM (Tier 1)

Tham chiếu: nối nguồn sáng và máy đo bằng các dây tham chiếu kiểm tra rồi đưa máy đo về 0 (0 dB). Cách tham chiếu một dây nhảy (TIA-526-14/ISO 14763-3 phương pháp A) tính cả hai đầu nối của liên kết vào kết quả; các cách tham chiếu hai hoặc ba dây nhảy loại trừ một hoặc cả hai đầu nối đó.
Đo: chèn liên kết cần kiểm tra vào giữa các dây tham chiếu; đọc suy hao tại từng bước sóng, cả hai chiều nếu được yêu cầu (IEC khuyến nghị đo hai chiều).
So sánh với quỹ công suất thiết kế và trị số đạt theo tiêu chuẩn: suy hao liên kết ≤ (chiều dài sợi × hệ số suy hao + số cặp đầu nối × định mức cho phép + số mối hàn × định mức cho phép).
Bước sóng: MMF tại 850 và 1300 nm; SMF tại 1310 và 1550 nm (1625 nm để phát hiện chỗ uốn cong). Nguồn đa mode phải có kiểu phát encircled flux theo tiêu chuẩn.

Sai sót thường gặp	Hậu quả
Dây tham chiếu bị bẩn	sai số 0,5–2 dB trên mọi liên kết
Dây tham chiếu khác cấp hoặc khác MFD	lệch 0,1–0,5 dB
Sai phương pháp tham chiếu so với tiêu chuẩn	đầu nối của liên kết bị tính hai lần hoặc không được tính
Nguồn laser đưa vào sợi đa mode mà không tuân thủ encircled flux	đọc thấp hoặc cao hơn thực tế tới 1 dB
Chỉ đo ở một bước sóng	bỏ sót chỗ uốn cong (1550/1625) hoặc vấn đề đỉnh hấp thụ nước

OTDR (Tier 2)

OTDR phát các xung và đo thời gian của tán xạ ngược; suy hao thể hiện thành một chỗ sụt trên đường cong OTDR, phản xạ thể hiện thành các đỉnh.

Đặc điểm trên đường cong OTDR	Ý nghĩa
Độ dốc đều	suy hao của sợi quang (dB/km) — phải khớp với thông số kỹ thuật của cáp
Bậc đi xuống không có đỉnh	mối hàn nhiệt hoặc chỗ uốn cong (sự kiện không phản xạ)
Đỉnh rồi tới bậc đi xuống	đầu nối hoặc mối hàn cơ khí (sự kiện có phản xạ)
Đỉnh lên tới đỉnh thang đo, sau đó là nhiễu	cuối sợi hoặc điểm đứt; đầu nối để hở
Bậc đi lên (gainer)	mối hàn giữa hai sợi có tán xạ ngược khác nhau (MFD); hãy lấy trung bình hai chiều đo
Đỉnh không kèm bậc, ở xa	ghost — phản xạ nhiều lần; không phải sự kiện thật
Độ dốc tăng lên gần cuối	đầu cuối có hệ số phản xạ cao làm bão hòa bộ thu

Thiết lập	Hướng dẫn
Độ rộng xung	ngắn (5–30 ns) để đo các sự kiện gần nhau và có độ phân giải tốt; dài (1–10 µs) để tăng cự ly đo; vùng chết tăng theo độ rộng xung
Khoảng đo	1,5–2 × chiều dài sợi quang
Lấy trung bình	30–180 giây để đạt độ chính xác cỡ mối hàn
Chiết suất	lấy từ datasheet của cáp (1,467–1,470 với G.652); sai số 0,001 tương ứng 0,07 % khoảng cách
Dây mồi và dây đuôi	300–1 000 m (SMF) / 100–300 m (MMF) để đầu nối đầu tiên và cuối cùng nằm ngoài vùng chết
Bước sóng	1310 + 1550 (SMF), 1625 để dò chỗ uốn cong; 850 + 1300 (MMF)
Đo hai chiều	cần thiết để có suy hao mối hàn chính xác (khử sai lệch do MFD bằng cách lấy trung bình)

Vùng chết sự kiện 1–3 m, vùng chết suy hao 5–20 m: hai sự kiện gần nhau hơn khoảng đó sẽ bị nhập làm một.

Suy hao phản xạ và hệ số phản xạ

Đại lượng	Định nghĩa	Trị số tốt
Hệ số phản xạ của một sự kiện	tỉ số công suất phản xạ/công suất tới tại sự kiện đó, tính bằng dB (số âm)	đầu nối UPC −50 dB trở lên; APC −65; mối hàn < −70
Suy hao phản xạ quang (ORL) của một liên kết	tổng công suất phản xạ, tính bằng dB (số dương)	> 27 dB (10G), > 35 dB (video analog, DWDM); > 45 dB với liên kết dùng APC

Phản xạ làm mất ổn định laser DFB và tạo thêm nhiễu giao thoa; các tiêu chuẩn quy định ORL tối thiểu cho từng PMD (ví dụ 12 dB cho 10GBASE-LR, 21 dB cho 1000BASE-LX — đây là dung sai riêng của module; thiết kế tuyến cáp thường nhắm tới trị số cao hơn nhiều).

Soi kiểm tra mặt đầu nối (IEC 61300-3-35)

Vùng	Đường kính (SMF)	Cho phép
A — lõi	0–25 µm	không được có vết xước, không được có khuyết tật
B — lớp bọc	25–115 µm	không khuyết tật nào > 2 µm (cho phép một vài khuyết tật ≤ 2), không vết xước nào > 3 µm
C — keo dán	115–130 µm	không đánh giá
D — vùng tiếp xúc	130–250 µm	không khuyết tật nào > 10 µm

Soi kiểm tra cả hai phía của mỗi mối ghép (phía trong adapter dùng đầu dò); vệ sinh bằng dụng cụ vệ sinh kiểu một chạm hoặc khăn không xơ rồi soi kiểm tra lại. Các kính soi tự động chấm đạt/không đạt áp dụng đúng các vùng này (Đầu nối và sợi quang).

Chứng nhận và hồ sơ tài liệu

Tiêu chuẩn	Tier 1 (suy hao)	Tier 2 (OTDR)	Ghi chú
ANSI/TIA-568.3-D + TIA-526-7/14	bắt buộc	tùy chọn/khuyến nghị	quỹ suy hao = hệ số suy hao × chiều dài + 0,75 × số cặp đầu nối + 0,3 × số mối hàn
ISO/IEC 14763-3	bắt buộc	khuyến nghị	định mức đầu nối theo cấp chất lượng
IEC 61280-4-1 / -4-2	phương pháp đo cho MMF / SMF	—	encircled flux cho MMF
Nghiệm thu bởi khách hàng / nhà mạng	suy hao mỗi sợi tại 2 bước sóng, đường cong OTDR đo hai chiều, ORL, ảnh mặt đầu nối	—	giao dưới dạng báo cáo đo kiểm cho từng sợi

Hãy lưu giữ các báo cáo này: chênh lệch giữa suy hao khi lắp đặt và suy hao hiện tại luôn là câu hỏi đầu tiên trong bất kỳ sự cố nào về sau (Sự cố tuyến cáp quang).

Dùng DDM như một thiết bị đo

Transceiver báo công suất Tx tại một đầu và công suất Rx tại đầu kia; chênh lệch giữa chúng chính là suy hao liên kết — trong phạm vi độ chính xác của DDM (±3 dB theo đặc tả, ±1 dB với module tốt, chính xác hơn nữa sau khi đối chiếu một lần với máy đo thật).

Mục đích	Cách làm
Kiểm tra sơ bộ một liên kết mới	Rx kỳ vọng = Tx − suy hao thiết kế; lệch ±2 dB → đo lại bằng LSPM
Giám sát xu hướng	ghi lại công suất Rx theo thời gian; giảm chậm 1 dB = đầu nối nhiễm bẩn hoặc bị uốn cong; giảm đột ngột 3 dB = có sự kiện mới (Giám sát)
Đầu nào đang có vấn đề	so sánh cả hai chiều: suy hao không đối xứng cho thấy sự cố mang tính một chiều (đầu nối hỏng ở phía Tx của một đầu)
Hiệu chuẩn	đo một liên kết bằng máy đo thật và ghi lại độ lệch của DDM (Hiệu chuẩn)

Trong CodingBox

Đo chính module ngay trên bàn thử — công suất Tx đưa vào một dây tham chiếu ngắn, công suất Rx từ một nguồn đã hiệu chuẩn — giúp phân biệt module yếu với tuyến cáp bị suy hao trước khi phải mang OTDR ra dùng. CodingBox đọc DDM và các ngưỡng của module, đồng thời cho phép bạn ghi lại các trị số đó gắn với số sê-ri (DDM trong ứng dụng, Độ chính xác và giới hạn).

Điều mà OTDR đang đánh giá — quy trình hàn nối, các giới hạn nghiệm thu và những lỗi đứng sau một sự kiện xấu: Hàn nối và đấu cuối; các phép đo này trong chu kỳ bảo trì, giá trị tham chiếu và khôi phục: Bảo trì và khôi phục.

Đọc hình ảnh OTDR theo từng sự kiện — vùng chết, ghost, gainer, lấy trung bình hai chiều đo, quy đổi khoảng cách sang vị trí trên tuyến: Đọc đường cong OTDR; khâu soi kiểm tra luôn đi trước mọi phép đo — các vùng theo IEC 61300-3-35, các dạng nhiễm bẩn, phương pháp vệ sinh: Kiểm tra và vệ sinh mặt đầu nối; ngoài suy hao — CD, PMD, suy hao phổ, ORL và độ trễ trước khi triển khai dịch vụ tốc độ cao và DWDM: Mô tả đặc tính sợi quang.

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 .