Đo kiểm suy hao và tán xạ trong hệ thống truyền dẫn quang
MỤC LỤC
SUY HAO VÀ TÁN SẮC XẠ TRONG SỢI QUANG 2.1. SUY HAO TRONG SỢI QUANG
TÁN XẠ TRONG SỢI QUANG
Khi truyền dẫn các tín hiệu digital qua sợi quang, sẽ xuất hiện hiện tượng dãn rộng các xung ánh sáng ở đầu thu, thậm chí trong một số trường hợp, các xung lân cận đè lên nhau, và khi đó ta không phân biệt được các xung với nhau nữa, gây méo tín hiệu khi tái sinh. Ở bước sóng nhỏ hơn một bậc so với tán xạ vật liệu, ở bước súng 1,25àm thỡ tỏn xạ dẫn súng trở lờn cú độ lớn đỏng kể so với tỏn xạ vật liệu tới bước súng 1,27àm chỳng sẽ cú dấu hiệu khỏc nhau và sẽ làm suy giảm lẫn nhau tới O.
CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO TRÊN CÁP SỢI QUANG VÀ HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN QUANG
ĐO SUY HAO SỢI QUANG
Ý tưởng của phương pháp này là phóng các xung ánh sáng vào các sợi quang rồi thu nhận và phân tích các xung phản xạ, tán xạ theo thời gian để đánh giá đặc tính truyền dẫn của sợi quang. Khi ánh sáng truyền qua các khe không khí tại các vị trí sợi hỏng hoặc qua connector và đến cuối sợi, gặp mặt ngăn cách giữa sợi thuỷ tinh và không khí sẽ phản xạ (phản xạ Fresel) ví hệ số phản xạ.
PHƯƠNG PHÁP ĐO KIỂM CÁP QUANG : 1. Phương pháp đo thử độ bền cơ học của cáp
Sự thay đổi suy hao của cáp sợi quang có thể xẩy ra do thay đổi nhiệt độ nhìn chung là do kẹp hoặc các sợi quang bị kéo căng gây ra vì có sự khác nhau giữa hệ số giãn nở nhiệt của sợi với hệ số giãn nở nhiệt của thành phần gia cường và các lớp vỏ của cáp. Vấn đề đáng quan tâm là sự khác nhau giữa hệ số giãn nở của mẫu thử nghiệm và bộ phận đỡ (cuộn, thùng, tấm, v.v..) mà điều này có gây ra ảnh hưởng đáng kể đến kết quả thử nghiệm trong các chu kỳ nhiệt nếu các điều kiện “không ảnh hưởng” không được thực hiện một cách triệt để. -Thiết bị đo suy hao thích hợp để xác định sự thay đổi của suy hao. -Tủ khí hậu : phải có kích thước thích hợp để chứa được mẫu và nhiệt độ của tủ phải điều khiển được để duy trì nhiệt độ thử nghiệm qui định trong phạm vi ± 30. Tiến hành thử nghiệm :. Bước 1 : Kiểm tra cáp bằng mắt thường, tiến hành đo suy hao của cáp ở nhiệt độ ban đầu xác định. Điều kiện ổn định trước phải được thoả thuận giữa người mua và người bán. -Mẫu ở nhiệt độ môi trường phải được đưa vào tủ khí hậu có cùng nhiệt độ. -Nhiệt độ trong buồng sau đó phải được hạ xuống đến nhiệt độ thấp TA với tốc độ giảm nhiệt thích hợp. -Sau khi đã đạt được độ ổn dịnh nhiệt độ trong tủ mẫu được lưu ở điều kiện nhiệt độ thấp này trong khoảng thời gian thích hợp T1. -Nhiệt độ trong tủ sau đó được nâng lên đến nhiệt độ cao TB với tốc độ tăng nhiệt thích hợp. -Sau khi đã đặt được độ ổn định nhiệt độ trong tủ mẫu được lưu ở điều kiện nhiệt độ cao này trong khoảng thời gian thích hợp t1. -Nhiệt dộ trong tủ sau đó được hạ xuống đến giá trị nhiệt độ môi trường với tốc độ thích hợp. -Mẫu phải chịu hai chu kỳ nếu không có quy định nào khác trong qui định kỹ thuật cụ thể. -Quy định kỹ thuật liên quan phải chỉ ra :. + Sự thay đổi suy hao và các kiểm tra trong quá trình ổn định. + Khoảng thời gian mà sau đó, chúng được thực hiện. -Trước khi đưa mẫu ra khỏi tủ ; mẫu thử nghiệm đã phải đạt tới độ ổn định nhiệt ở nhiệt độ môi trường. -Nếu quy định kỹ thuật liên quan chỉ ra dải nhiệt độ bảo quản và sử dụng là khác nhau thì thay cho hai thử nghiệm riêng biệt có thể tiến hành một thử nghiệm kết hợp với chu trình nhiệt như chỉ ra trên hình 3-9).
PHƯƠNG PHÁP ĐO KIỂM THIẾT BỊ TRUYỀN DẪN QUANG
Để đảm bảo tính tương thích với thiết bị SDH khi truyền tải các tín hiệu thử, thì các nhãn của tín hiệu sẽ được gán một giá trị duy nhất theo G.707 theo G.707 khi sử dụng các loại chuỗi tín hiệu thử không sắp xếp hoặc các loại tín hiệu thử mà sắp xếp các byte lặp lại có giá trị cố định, thì nhãn tín hiệu thử sẽ có giá trị trong byte C2 là FEH đối với các luồng bậc cao và đối với các luông bậc thấp đặt giá trị 110 trong các bít 5, 6, 7 của byte V5. Theo G.707 thì nhãn tín hiệu thử có giá trị là F, E, H trong byte C2 đối với ác luồng bậc cao và đối với các luồng bậc thấp đặt giá trị 110 trong các bít 5, 6, 7 của byte V5 khi sử dụng các loại chuỗi tín hiệu thử không sắp xếp hoặc các loại tín hiệu thử mà sắp xếp các by te lặp lại có giá trị cố định.
THIẾT BỊ ĐO OTDR 4.1. KHÁI NIỆM
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY ĐO OTDR
Trên đường truyền các xung ánh sáng gặp những chướng ngại khác nhau như những chỗ không đồng nhất của sợi, mối hàn, khớp nối, vết nứt của sợi… Do đó sẽ có một phần năng lượng ánh sáng dội về dưới hình thức phản xạ hay tán xạ ngược. Thời gian trễ từ dấu hiệu phản xạ ở đầu sợi đến dấu hiệu phản xạ ở cuối sợi thể hiện thời gian truyền của ánh sáng từ đầu sợi đến cuối sợi (theo hai chiều) nêncó thể suy ra được chiều dài của sợi.
CÁC THÔNG SỐ CHÍNH CỦA MÁY ĐO OTDR
Dải động đơn hướng (SWDR : Single way Dynamic Range) của một máy OTDR là mức suy hao lớn nhất của sợi quang mà khi đó có thể quan sát từ đầu đến cuối sợi. Dải động và độ phân giải của một máy OTDR có liên quan với nhau thông qua độ rộng xung T, xung càng rộng thì năng lượng quang phóng vào sợi càng lớn, nên dải động càng cao nhưng độ phân giải càng kém và ngược lại.
NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA MỘT VẾT OTDR
Bất kỳ phần nào của cáp nằm trong đỉnh ban đầu đều không thể kiểm tra được bằng OTDR, vì đỉnh này là đặc trưng của OTDR và không phải đặc trưng của cáp nối với OTDR. Nếu hai bộ nối, hai mối hàn cơ khí, hoặc hai chỗ gẫy trong các cáp ống đệm chặt gần nhau hơn độ rộng của vùng phản xạ này, thì OTDR sẽ chỉ cho một đặc điểm duy nhất, mà không phải là hai đặc điểm tách biệt.
MỘT SỐ NHỮNG VẾT OTDR ĐIỂN HÌNH
Ngoài ra, nếu tổn hao tổng (tổng suy hao của cáp, các tỏn. hao của bộ nối, các tổn hao của mối hàn, còn gọi là tổn hao của tuyến cáp”) của cáp đang được đo mà cao gần với giới hạn tổn hao của OTDR, bạn sẽ nhận được các số đo không chính xác (như hình 4.9). Sự phản xạ nhiều lần như vậy có thể luôn dễ dàng xác định được bằng hai đặc tính : độ dài của mỗi đoạn cáp chính xác bằng nhau (± 2m trên OTDR chất lượng cao chẳng hạn OTDR tek tronix Fiber Master) và tổn hao không đồng dạng tại tâm tương đối cao so với tổn hao của một bộ đồng dạng tại tâm tương đối cao so với tổn hao của một bộ nối hoặc mối hàn được lắp đặt đúng.
CÁCH THIẾT ĐẶT MỘT MÁY ĐO OTDR
Nếu ta biết được nhà sản xuất của sợi quang trong cáp được đo, ta có thể sử dụng các giá trị trong bảng “các chiết suất của các loại sợi quang hay được sử dụng”. Nếu ta không biết chỉ số khúc xạ hoặc nhà sản xuất của sợi quang, ta có thể sử dụng các giá trị trong bảng sau, là những điểm giữa của các chỉ số khúc xạ của những sợi quang do bốn nhà sản xuất khác nhau cungcấp.
CÁCH THỰC HIỆN CÁC PHÉP ĐO BẰNG MÁY ĐO OTDR
Để xác định độ cài của một đoạn trong một tuyến cáp gồm nhiều đoạn cáp có chứa các mối hàn cơ khí hoặc các bộ nối (hoặc một cáp được nối với một cáp đầu đo vào), định vị một con trỏ tại vị trí thấp nhất của vết đường thẳng ngay trước đoạn phản xạ ở đầu thứ nhất của đoạn cáp. Tổn hao của cáp được xác định bằng cách đặt một con trỏ tại vị trí thấp nhất của vết đường thẳng ngay trước đoạn phản xạ đầu cáp và con trỏ thứ hai tại phần cao nhất của vết đường thẳng, ngay sau đỉnh ban đầu (hình 4.17).
MỘT SỐ ỨNG DỤNGCỦ A MÁY ĐO OTDR
Khi truyền qua mối hàn nóng chảy ánh sáng hầu như không có phản xạ nên đường biểu diễn trên máy do chỉ thay đổi độ dốc (hình 1.7a) còn khi truyền qua khớp nối ánh sáng thường bị phản xạ nên sẽ thấy xung phản xạ trên màn hình (hình 1.7b). Khi đó suy hao của mối hàn theo một chiều có thể gặp trường hợp đường biểu diễn trên màn hình không thay đổi độ cao, thậm chí còn tăng lên như tín hiệu quang bị khuếch đại (!).