Huong dan su dung may do OTDR FTB 7000 (EXFO)

PHỤ LỤC MÁY ĐO QUANG DỘI OTDR (OPTICAL TIME DOMAIN REFLECTOMETER) 5.1 Giới Thiệu Máy Đo Quang Dội FTB-7000 OTDR (EXFO) 5.1.1 Chức tổng quát máy đo OTDR: Máy đo quang dội OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) máy đo sử dụng phổ biến trình lắp đặt, đo thử bảo dưỡng tuyến thông tin quang Nguyên lý hoạt động máy đo OTDR: dựa tượng tán xạ ngược (Back Scattering) phản xạ (Reflection) Chi tiết nguyên lý hoạt động OTDR xem thêm tài liệu [1], [2] Sử dụng máy đo OTDR cho phép người sử dụng xác đònh :  Chiều dài tuyến quang  Suy hao toàn tuyến quang  Suy hao trung bình sợi quang  Các kiện (event) xảy toàn tuyến quang như: mối hàn nóng chảy (splice), khớp nối (connector), vò trí suy hao, điểm cuối sủa sợi quang…  Suy hao kiện  Cự ly, khoảng cách kiện tuyến quang  Vi trí điểm đứt tuyến quang 5.1.2 Máy đo OTDR FBT-7323B-B 1310-1550 (SM) OTDR FBT-7323B-B 1310-1550 (SM) loại máy đo quang dội OTDR hãng EXFO sản xuất (FTB-7000 OTDR) Ngoài tính chung máy đo OTDR, FTB-7323B-B 1310-1550 (SM) có số tính đặc điểm sau:  Sử dụng cho sợi quang đơn mode SMF (single mode fiber) hai bước sóng 1310nm 1550nm  Được chế tạo dạng module, hoạt động hệ thống FTB-400 Universal Test System (UTS), tháo rắp Giao diện FBT-400 module OTDR FTB-7323B-B 1310-1550 (SM) trình bày hình 5.1 hình 5.2  Các thao tác khai báo, vận hành đơn giản, quen thuộc cho người sử dụng có giao diện máy tính nhân PC  Việc lưu trữ kết đo thực thông qua hai cổng USB ổ mềm Ngoài ra, FTB-400 UTS có cổng COM LPT để kết nối với máy in thiết bò ngoại vi khác (xem hình 5.1) 45  Việc sử lý kết đo thử thực trực tiếp online kết nối với sợi quang UTS thực sau đo PC phần mềm offline  Dải động: 37.5 dB/ 35.5 dB với độ phân giải cao  Dead zone: 3m  Tối đa thực 52000 điểm đo trace Hình 5.1: Giao diện FTB-400 Universal Test System (UTS) Hình 5.1 trình bày giao diện mặt trước hai bên FBT-400 Ý nghóa đèn LED chức nút điều khiển trước mặt FBT-400 trình bày bảng 5.1 5.2 46 Bảng 5.1: Ý nghóa đèn LED LED Ý nghóa Sáng : Hệ thống FBT-400 Universal Test System hoạt động Tắt : Hệ thống FBT-400 Universal Test System tắt Sáng : Nguồn pin 10% lượng Tắt : Nguồn pin nhiều 10% lượng Sáng : Hệ thống FBT-400 Universal Test System cấp nguồn biến đổi AC/DC; nguồn pin không cần thiết Chớp : Nguồn pin sạc Tắt : Hệ thống FBT-400 Universal Test System không cấp nguồn biến đổi AC/DC Chớp : Ổ cứng hoạt động Sáng : Các module đo thử phát tín hiệu quang Tắt : Các module đo thử không phát tín hiệu quang Bảng 5.2: Chức nút điều khiển Nút Chức Bật/Tắt : Bật/tắt hệ thống FBT-400 Universal Test System Backlight : Hiệu chỉnh độ sáng hình Program switcher : Chuyển đổi cửa sổ làm việc sang chương trình ứng dụng khác hệ thống Nút tương đương với việc nhấn Alt-Tab bàn phím Enter : Lựa chọn phần tô đậm (highlighted) hình Nút tương đương với nút Enter bàn phím 47 Hình 5.2: Giao diện module OTDR Hình 5.2 giao diện module OTDR, gắn bên hông phải FTB-400 UTS Trên module có phận chức cảnh báo sau: 5.2  Visual fault locator (VFL) port (optional): cổng kết nối nguồn quang phát ánh sáng màu đỏ sợi quang Chức tùy chọn cho phép xác đònh vò trí đứt sợi quang mắt thường  Source emission indicator LED (optional): đèn LED thò nguồn quang hoạt động Đây khả tùy chọn thiết bò (có thể có không)  Module handle: vò trí nắm module tiến hành tháo rắp module  ODTR port: cổng kết nối sợi quang máy đo OTDR Loại connector Module OTDR sử dụng phòng thí nghiệm loại FC  : cảnh báo an toàn cho biết thiết bò sử dụng phát nguồn quang laser Các lưu ý an toàn làm việc với thiết bò trình bày phần 5.2 Một Số Lưu ù Về An Toàn Khi Sử Dụng Máy Đo OTDR: 5.2.1 An toàn cho người sử dụng: Máy đo OTDR sử dụng nguồn quang laser có công suất phát quang cao phát ánh sáng không thấy (1310 nm 1550nm) nguy hiểm cho mắt người sử dụng Do vậy, sử dung máy đo OTDR cần lưu lý:  Không kết nối tháo gỡ sợi quang nguồn quang lase r hoạt động  Không nhìn trực tiếp vào sợi quang không chắn sợi quang không sử dụng để truyền ánh sáng 48  5.2.2 Bảo đảm mắt bạn bảo vệ dụng cụ bảo hộ trường hợp tiếp xúc với ánh sáng laser An Toàn Cho Thiết Bò: Không kết nối sợi quang mang dạng tín hiệu ánh sáng vào cổng kết nối máy đo OTDR gây hại cho máy Bất kỳ tín hiệu quang có công suất lớn –30dBm ảnh hưởng đến acquisition máy đo làm hỏng module OTDR Các cảnh báo máy đo thường thông báo “băng cảnh báo ” “biểu tượng cảnh báo” có dạng sau: Hình 5.3: Một số bảng cảnh báo thiết bò đo quang 5.3 Sử Dụng Máy Đo FTB-7000 OTDR Các thao tác vận hành, khai báo thông số, xử lý kết đo máy đo FTB-7000 OTDR thực dựa phần mềm ứng dụng Toolbox EXFO Ứng dụng Toolbox sử dụng không cho máy đo OTDR mà sử dụng cho loại máy đo khác EXFO Optical Spectrum Analyzer (OSA), Multi-Wavelength Meter, PMD Analyzer, Chromatic Dispersion, Multitest … Chi tiết Toolbox xem phần giới thiệu FTB-400 UTS Thiết lập ứng dụng cho máy đo FTB-7000 OTDR: Trên hình FTB-400 UTS, chọn phím chức (function tab) Current Modules để hình hiển thò tất module sử dụng (xem hình 5.4) 49 Hình 5.4: Màn hình cho phép chọn module sử dụng Chọn module OTDR Nếu module OTDR sẵn sàng để sử dụng bảng trạng thái Status hiển thò Ready Click vào nút tương ứng phần Online Application để bắt đầu ứng dụng OTDR Một cửa sổ cho ứng dụng OTDR hình 5.5 Bằng cách thay đổi nút chức hiệu chỉnh thông số, thông số hoạt động máy đo thiết lập Các hướng dẫn sử dụng hiển thò hình Hình 5.5: cửa sổ ứng dụng máy đo OTDR 50 5.3.1 Cài đặt thông số cho máy đo: Máy đo FTB-7000 OTDR cho phép người sử dụng tiến hành đo theo chế độ (mode) làm việc :  Auto mode: việc ước lượng chiều dài sợi quang, cài đặt thông số acquisition, hiển thò đường biểu diễn (trace) bảng kiện (Event Table) thực cách tự động theo cấu hình cài đặt trước  Advanced mode: cho phép người sử dụng hiệu chỉnh tất thông số đo hiệu chỉnh cách thức hiển thò kết đo Sử dụng Advanced mode cho phép cài đặt thông số đo cho chế độ Auto mode  Creat Ref./Template mode: cho phép người sử dụng kiểm tra sợi quang so sánh chúng với trace so sánh (reference trace) đánh giá trước Trong hoạt động chế độ Ref./Template mode, trace so sánh (reference trace) cập nhật cách thêm kiện phát từ trace thu Các chế độ hoạt động lựa chọn từ Mode tab cửa sổ Setup 5.3.2 Cài đặt thông số hiển thò đặc tuyến suy hao (Trace Display Parameters): Bằng cách lựa chọn General tab phần Setup (hoặc sau nhấn F5), số thông số lựa chọn thay đổi sau:  Distance unit (đơn vò khoảng cách): Kilometers (km), Miles (mi) Kilofeets (kf)  Grid: Có (On) Không (Off) hiển thò lưới (grid) cửa sổ hiển thò  Zoom Window: Có (On) Không (Off) hiển thò cửa sổ Zoom (nằm góc phải-trên hình hiển thò)  Trace Name in Graph: Có (On) Không (Off) hiển thò tên file hình hiển thò  Trace Display Mode: cho phép lựa chọn kiểu hiển thò trace: Auto mode, Advanced mode Creat Ref./Template mode  Complete Trace: hiển thò toàn trace khoảng cách đo  Marker: hiển thò trace từ Span Start đến Span End  Optimum: hiển thò trace với nhiễu thu cuối sợi quang  Pulse Width: hiển thò độ rộng xung (pulse width) theo đơn vò thời gian (Time) khoảng cách (Distance) 5.3.3 Cài đặt thông số ghi nhận kết đo (Acquisition Parameters): 51  Autorange acquisition time: có giá trò chọn cho thời gian ghi nhận kết đo: 15seconds (giá trò mặc đònh), 30 seconds, minute, 1.5 minutes, minutes minutes  First connector check: kiểm tra connector nhằm xác đònh tuyến quang dược kết nối với máy đo OTDR hay chưa Nếu suy hao lớn bất thường xảy connector đầu tiên, g cảnh báo xuất Hình 5.6: Bảng cảnh báo suy hao lớn bất thường xảy connector 5.3.4  Use same pulse and time for all wavelength: sử dụng xung thời gian cho tất bùc sóng  IOR, Helix factor and RBS values: thay đổi giá trò IOR, Helix and RBS sợi quang Đònh nghóa ký hiệu loại kiện (Event) Span Start Span Start trace kiện đánh dấu điểm bắt đầu đoạn sợi quang (fiber span) Theo mặc đònh, Span Start đặt kiện sợi quang kiểm tra Tuy nhiên, người sử dụng chọn kiện khác làm vò trí Span Start đoạn sợi quang muốn phân tích Khi đó, bảng kiện (Event Table) bắt đầu vò trí Span Start Span End Span End trace kiện đánh dấu điểm kết thúc đoạn sợi quang (fiber span) Theo mặc đònh, Span End đặt kiện cuối sợi quang kiểm tra gọi kiện cuối sợi quang (end-of-fiber event) Tuy nhiên , người sử dụng chọn kiện khác làm vò trí Span End đoạn sợi quang muốn phân tích Khi đó, bảng kiện (Event Table) kết thúc Span End Continuous Fiber 52 Hình 5.7: Continuous Fiber Sự kiện cho biết chiều dài tuyến quang ghi nhận máy đo ngắn chiều dài tuyến quang Điểm kết thúc sợ i quang không nhận biết trình phân tích kết thúc trước tới điểm cuối sợi quang Do đó, khoảng cách ghi nhận (acquisition distance) cần tăng lên để đo chiều dài lớn sợi quang Không có biểu suy hao hay phản xạ vò trí Continuous Fiber End of Analysis Hình 5.8: End of Analysis Độ rộng xung sử dụng không cung cấp đủ dải động để đạt tới cuối sợi quang Quá trình phân tích kết thúc trước tới cuối sới quang tỷ số tín hiệu nhiễu SNR thấp Do đó, độ rộng xung cần tăng lên để tín hiệu đạt tới cuối sợi quang với tỷ số SNR đủ lớn Không có biểu suy hao hay phản xạ vò trí End of Analysis 53 Non-Reflective Fault Hình 5.9: Non-Reflective Fault Non-Reflective Fault (sự kiện gây nên tượng phản xạánh sáng) gây giảm đột ngột mức tín hiệu tán xạ Rayleigh Sự kiện biểu diễn không liên tục đường dốc xuống trace tín hiệu Lỗi thường gây mối hàn nóng chảy (splice), uốn cong hay vi uốn cong sợi quang Giá trò suy hao kiện xác đònh Không có phản xạ xảy cho loại kiện Reflective Fault Hình 5.10: Reflective Fault Reflective Fault (sự kiện gây nên tượng phản xạ ánh sángï) biểu diễn xung gai xảy trace 54 Chúng gây không liên tục chiết suất môi trường truyền Các lỗi phản xạ xảy làm cho phần đáng kể lượng ánh sáng truyền sợi quang bò phản xạ ngược phía nguồn quang Reflective fault cho biết tồn khớp nối, mối hàn khí mối hàn nóng chảy chất lượng Giá trò suy hao phản xạ thông thường xác đònh vò trí có loại kiện Khi xung phản xạ đạt mức ngưỡng, đỉnh xung bò cắt bảo hoà linh kiện thu quang Kết là, vùng chết (dead zone) - khoảng cách ngắn phân biệt hai kiện kề - tăng lên Positive Fault Hình 5.11: Positive Fault Loại kiện cho biết mối hàn nóng chảy (splice) có độ lợi, xảy vùng kết nối hai đoạn sợi quang có hệ số tán xạ ngược Rayleigh khác Một giá tri suy hao xác đònh cho loại kiện Lưu ý rằng: giá trò suy hao suy hao thực sự kiện Giá trò suy hao thực đo cách phân tích kết đo hai chiều 55 Launch Level Hình 5.12: Launch Level Launch Level cho biết mức công suất tín hiệu đưa vào sợi quang Hình cho thấy mức công suất ghép đo Một đường thẳng vẽ sử dụng phương pháp xấp xỉ bình phương tối thiểu (leastsquare approximation) để kết nối tất điểm vùng tuyến tính hai kiện thứ thứ hai phát Đường thẳng kéo dài cắt trục tung (dB) Điểm cắt ngang cho biết mức công suất ghép vào đầu sợi quang Ký hiệu