Trong thế giới kết nối tốc độ cao không ngừng phát triển, công nghệ cáp quang đóng vai trò là xương sống của các mạng truyền thông hiện đại. Từ các trung tâm dữ liệu lớn đến các cơ sở băng thông rộng dân dụng, cáp quang cung cấp băng thông và độ tin cậy cao. Nhưng mặc dù các hệ thống này đáng tin cậy, cáp quang vẫn cần được sửa chữa hoặc mở rộng theo thời gian, đó là nối cáp quang trong các mạng cáp quang.
Nối sợi quang là quá trình hàn nối hoặc ghép nối hai sợi quang lại với nhau để tạo thành đường dẫn ánh sáng liên tục. Nối sợi quang là điều cần thiết để sửa chữa, mở rộng hoặc sửa đổi mạng lưới cáp sợi quang trong các hệ thống truyền thông như mạng trục liên tỉnh, trung tâm dữ liệu, FTTx, LAN, CCTV,… Tuy nhiên, nối sợi quang cũng có thể gây ra tổn thất, khuyết tật hoặc sai lệch có thể làm giảm hiệu suất và độ tin cậy của mạng lưới cáp quang. Do đó, việc nắm được tiêu chuẩn về suy hao mối nối và kiểm tra mối nối sợi quang là một bước quan trọng để đảm bảo chất lượng và tính toàn vẹn của các sợi quang.
Contents
Các loại mối nối cáp sợi quang
Có hai loại mối nối sợi quang chính: mối nối nóng chảy và mối nối cơ học.
Mối nối nóng chảy sử dụng nhiệt, thường là từ hồ quang điện khi sử dụng máy hàn cáp quang để làm nóng chảy các đầu sợi và ghép nối chúng lại với nhau. Mối hàn nối bằng máy hàn quang tạo ra tổn thất thấp nhất và mối nối chắc chắn nhất, nhưng đòi hỏi thiết bị và kỹ năng chuyên dụng. Phương pháp ghép nối sợi quang bằng máy hàn quang là phương pháp ghép nối được các nhà thiết kế, thi công lắp đặt ưa chuộng vì nó có phạm vi suy hao quang học thấp trong khoảng 0,05-0,10 dB. Phương pháp này cũng hiệu quả như nhau đối với cả sợi quang đơn mode và đa mode.
Mối nối cơ học sử dụng đầu nối nhanh Fast Connector để căn chỉnh và giữ các sợi với nhau bằng cơ khí. Mối nối cơ học đơn giản hơn, nhanh hơn và rẻ hơn mối nối nóng chảy, nhưng có tổn thất cao hơn và độ bền thấp hơn. Mối nối cơ học có độ suy hao chèn cao, thông thường đối với mối nối cơ học là khoảng 0,2dB ~ 0,3dB, cao hơn đáng kể so với độ suy hao 0,02 dB đối với mối nối bằng máy hàn quang thông thường. Phương pháp này thường được sử dụng trong các trường hợp cần thực hiện mối hàn nối nhanh và chấp nhận suy hao cao của tuyến cáp quang.
Các phương pháp đo suy hao mối hàn cáp quang
Các phương pháp phổ biến nhất để thử nghiệm mối nối sợi quang là phép đo phản xạ miền thời gian quang học (OTDR) và bộ máy đo suy hao quang học (OLTS).
- Đo kiểm tra suy hao bằng máy đo OTDR: OTDR gửi một xung ánh sáng vào sợi và đo các tín hiệu phản xạ từ mối nối và các sự kiện khác dọc theo sợi. OTDR có thể định vị và mô tả mối nối, cũng như đo độ suy giảm, khoảng cách và chiều dài của sợi cáp quang.
- Đo suy hao tuyến quang bằng máy đo thu phát công suất quang OLTS: bao gồm một nguồn sáng và một đồng hồ đo công suất để đo mức mất mát công suất quang trên mối nối và toàn bộ liên kết sợi. OLTS có thể cung cấp kết quả chính xác và nhất quán hơn OTDR về suy hao sợi quang, nhưng nó yêu cầu phải tiếp cận cả hai đầu của sợi cáp quang.
Quy trình thực hiện đo kiểm tra mối nối sợi quang
Sự phổ biến ngày càng tăng của cáp quang đòi hỏi các kỹ thuật viên cáp quang phải có hiểu biết chung về đo kiểm cáp quang để có thể khắc phục sự cố hoặc đánh giá chất lượng cáp quang.
1. Đo lường suy hao mối nối sợi quang bằng bộ máy đo thu phát quang OLTS
Tiêu chuẩn TIA/TSB 140 yêu cầu thử nghiệm từng liên kết sợi quang bằng bộ dụng cụ kiểm tra độ suy hao quang (OLTS) để đánh giá suy hao cáp sợi quang. Tiêu chuẩn này coi máy đo độ phản xạ miền thời gian quang (OTDR) là tùy chọn. Máy kiểm tra OLTS, sử dụng phương pháp tham chiếu phù hợp, sẽ đưa ra kết quả đọc độ suy hao chính xác nhất. Tuy nhiên, máy kiểm tra OLTS không thể đo toàn diện sợi quang để đưa ra báo cáo chất lượng tốt hay xấu của các khoảng sợi, kết nối và mối nối.
Nguồn sáng và máy đo công suất quang có sẵn dưới dạng các thiết bị độc lập, giá rẻ, cung cấp các tính năng bổ sung phân tích đạt/không đạt. Phép đo kiểm tra này cung cấp kết quả chính xác tương thích với tiêu chuẩn, miễn là bạn sử dụng quy trình thiết lập tham chiếu và vệ sinh đầu nối phù hợp.
2. Đo kiểm tra mối nối bằng máy đo OTDR
Tiêu chuẩn TIA cũng chứa các thông số kỹ thuật thành phần bao gồm các giá trị suy hao tối đa cho các kết nối, mối nối và các đoạn sợi quang. Nhiều kỹ thuật viên cáp quang thấy rằng đo mức tổn thất của từng kết nối và mối nối, và kiểm tra cáp đêt tìm điểm lỗi và các khuyết tật khác nhằm mục đích đảm bảo chất lượng là một phương pháp hay. Loại máy kiểm tra sợi quang thường được sử dụng cho các chức năng này là Máy đo phản xạ miền thời gian quang học hoặc OTDR.
OTDR tạo ra các xung ánh sáng ngắn và sau đó lấy mẫu ánh sáng bị phân tán ngược bởi các đoạn sợi quang và phản xạ bởi các kết nối và các sự kiện khác. Điều này cho phép người dùng có được báo cáo ước tính về suy hao hoặc “suy giảm” của các mối nối, đoạn cáp quang và mức tổn thất chèn của từng kết nối và mối nối.
Một cách toàn diện, sử dụng máy đo OTDR có nhiều ưu điểm hơn so với OLTS, chẳng hạn như có thể phát hiện ra lỗi điểm đứt (mức suy hao “vô hạn” do kết nối hở) và các suy hao về connector, điểm uốn cong, đồng thời nó cũng cho kỹ thuật viên cáp quang biết lỗi đó nằm ở đâu.
Đo kiểm tra suy hao cáp quang bằng OTDR có thể thay thế được bộ máy đo thu phát quang OLTS được không?
Kiểm tra OTDR không thể thay thế phép đo OTLS. Kiểm tra OLTS là yêu cầu bắt buộc theo tiêu chuẩn TIA và phép đo OTDR có thể ước tính thấp hơn một chút về tổn thất, đặc biệt là trên sợi đa chế độ.
Trong nhiều trường hợp, kiểm tra OTDR cung cấp thông tin bổ sung có thể giúp bạn phát hiện và chủ động khắc phục các sự cố thường bị bỏ sót bởi các kiểm tra bằng OLTS. Và trong một số công việc, bạn có thể được yêu cầu kiểm tra tất cả các cáp quang bằng OTDR bởi khách hàng yêu cầu cao về chất lượng, chứng nhận cho nhà thầu thi công lắp đặt cáp quang khỏi những hư hỏng do những nguyên nhân chủ quang, khách quang có thể làm suy hao, gây ra các vết cong hoặc đứt sợi quang.