Đây là một ống plastic đờng kính bé bên trong đặt một sợi quang đã có võ bọc thứ nhất ( có hai lớp) nhờ vậy mà sợi chống biến dạng và chống va đập rất có hiệu quả, (hìng 3.1a). ống nhựa phải giữ đợc hình dạng khi nhiệt độ môi tr- ờng thay đổi, dai,không nhạy cảm với lão hoá và nềm mại ống đệm lỏng một sợi phải có các đặc tính của một phần tử cấu trúc cơ bản và đợc sử dụng phổ thông.ống đệm gồm một lớp bảo vệ bên trong có hệ ma sát thấp và một lớp bên ngoài bảo vệ sợi chống lại các tác động cơ học nhờ các vật liệu gốc khác nhau mà ống có khả năng hoạt động trong phạm vi rộng các điều kiện của môi trờng sơị quang có một khoãng không gian tự do bên trong ống và dài hơn ống nên dịch chuyển dễ dàng của sợi.
ở trạng thái tĩnh, sợi quang nằm tại vị trí tâm của ống. Do ống đệm phải bện quanh các phần tử trung tâm nên ống và sợi có chiều dài vợt chiều dài của cáp. Chiều dài tăng thêm này phụ thuộc vào bán kính lõi bện, đờng kính ống và độ dài bớc bện . Nhờ bện mà khi cáp bị kéo căng hoặc co lại do nhiệt độ thấp nhng sợi không bị dãn hoặc không vợt phạm vi cho phép .
Rỗng hoặc
chất điều dầy ống plastic
Rỗng hoặc
Vỏ bảo vệ thứ nhất Sợi
Hình 3.1. Các loại đệm lỏng một sợi và nhiều sợi
Ưu điểm cơ bản của ống đệm lỏng là dễ bóc ống khi hàn nối sợi , do đó thời gian chuẩn bị đầu sợi trớc khi hàn đợc rút ngắn .( hình 3.2.) thể hiện vị trí của sợi trong ống đệm lỏng ở một số trờng hợp đặc biệt . ( hình 3.2.a) thể hiện vị trí của sợi khi cáp ở trạng thái bình thờng .( hình 3.2.b) là vị trí của
sợi khi cáp bị kéo căng . ( hình 3.2.c) vị trí của sợi khi cáp bị co .
a) Phần tử trung tâm Sợi quang ống đệm Rỗng hoặc chất diều đầy Sợi Vỏ bảo vệ thứ nhất Lõi r∙nh chữ V Sợi Rỗng hoặc chất điều dầy Vỏ bảo vệ thứ nhất Lõi r∙nh chữ V c) d) Vỏ bảo vệ thứ nhất Sợi có r∙nhBăng dẹt e)
b) c)
Hình 3.2. Vị trí của sợi trong ống đệm lỏng một sợi .
Khi cáp bị kéo căng thì sợi chuyễn về phía trong. Phụ thuộc vào thiết kế
ống đệm mà độ dãn của cáp chỉ ảnh hởng đến độ dãn của sợi khi chiều dài cuả cáp tăng thêm 0,5ữ 1% . Nếu cáp dãn vợt trị số cho phép này thì suy hao của sợi bắt đầu tăng . khi cáp bị co trong phạm vi cho phép thì sợi chuyễn về phía ngoài , do đó bán kính cong vẫn nằm trong phạm vi cho phép và suy hao của sợi vẫn không tăng.
Ngoài ống đệm lỏng một sợi còn có đệm lỏng một sợi trong rãnh( hình 3.1b).Của lõi rãnh chử V, hoặc trong rãnh của lõi cáp băng dẹt ( hình 3.1c).
b).ống đệm lỏng nhiều sợi.
ống đệm lỏng một sợi rất tiện lợi cho ứng dụng trong thực tế những ống đệm nh vậy có đờng kính rất bé, khoãng từ 1,4ữ2mm và đợc sử dụng để chế tạo cáp có tối đa 14 sợi , ống đệm lỏng một sợi cũng có khả năng sử dụng để thiết kế và chế tạo cáp có nhiều hơn 14 sợi. Tuy nhiên cấu trúc của cáp nh vậy trở nên phức tạp, đờng kính ngoài lớn và trọng lợng cũng tăng đáng kể điều đó dẫn đến ứng dụng trong thực tế của cáp rất khó khăn và không thích hợp cho nên để khắc phục nhợc điểm trên ngời ta thay thế ống đệm 1 sợi bằng ống đệm chứa 2 - 12 sợi đa mode hoặc đơn mode và tăng đờng kính ngoài của ống một ít đây chính là ống đệm lỏng nhiều sợi ống đệm lỏng to nhất chứa tới 20 sợi.
Các sợi quang bên trong ống đệm to đều đợc bện , đờng kính ngoài của ống chứa 12 sợi khoãng 5,9 mm . Do bện mà chiều dài của sợi vợt chiều dài của ống khoãng 0,7ữ0,8mm . ( hình 3.3 ) cho thấy điều này .
Hình 3.3. Sợi đợc bện trong ống đệm lỏng loại to
3.1.2.ống đệm chặt.
Cách đơn giản để bảo vệ quang là dùng một ống plastie bọc trực tiếp bên ngoài sợi đợc gọi là ống đệm chặt
Hình 3.4.ống đệm chặt
3.2
.Cấu trúc tổng thể các loại cáp sợi quang.
Cáp sợi quang gồm phần lỏi và phần vỏ. Phần lỏi có phần tử gia cờng các ống đệm hoặc các khối đệm. Các sợi dây đồng dùng cho cáp nguồn, các
phần đệm và chất đều đầy. Cấu trúc cụ thể của phần lõi đợc trình bày chi tiết trong các mục trên đây . Phần vỏ cáp có cấu trúc khác nhau tuỳ từng loại cáp. Nói chung, phần vỏ cáp gồm các phần tử sau đây: vỏ PE thứ nhất bao bọc bên ngoài lõi cáp dài khoãng 1mm, vừa làm chức năng chống ẩm, vừa đóng vai trò lớp cách điện( nếu cáp có dây cấp nguồn ) tiếp theo là lớp chống ẩm và chống gặm nhấm bằng băng nhôm tráng nhựa hai mặt ( hình 3.5) loại này đợc dùng cho cáp cống, hoặc băng thép mạ kẽm gợn sóng để gia cờng cho cáp chôn
Sợi quang ống đệm
( hìng 3.6.) ngoài cùng là lớp vỏ bọcPE dài khoãng 1,5mmữ1,9mm.
Ngăn cách không cho nớc thấm theo chiều dọc nh cáp đứt hoặc để ngoài trời . Hợp chất điều đầy phải có các thành phần không gây hại cho các phần tử khác của cáp , có hệ số dản nở thấp và không làm phình vỏ PE . Một lớp keo dính nóng chảy bọc quanh lõi cáp vừa làm lớp chắn , vừa dính lõi cáp với vỏ cáp.
Nếu không yêu cầu chống nớc thấm dọc vỏ cáp , chẳng hạn cáp trong nhà thì không cần điều đầy lõi . Để bảo vệ các phần tử bện trong lõi cáp, chỉ cần quấn một vài lớp mỏng bằng các băng plastic. Việc nhận dạng nhờ các sợi chỉ đặt song song với trục cáp và phía ngoài phần tử bện. Chẳng hạn cáp Siemens có màu xanh lá cây – trắng - đỏ – trắng và cáp của Siecor là đỏ - đỏ - xanh lá cây -- đen. Nếu khách hành yêu cầu thì đặt một băng giấy giữa vỏ và lõi cáp rộng khoãng 6mm có đánh dấu chiều dài theo mét liên tục.
3.2.1.Cấu trúc cáp chôn.
Các yêu cầu và đặc tính của cáp chôn trực tiếp đơn giản hơn cáp cống và đặc tính cần bổ sung một lớp vỏ kim loại để tránh rủi ro khi đào bới. Lớp bảo vệ có thể là lớp thép có gợn sóng hoặc lớp dây thép ngoài cùng là vỏ bảo vệ Plastie. Vỏ PE ngoài cùng Lõi cáp Băng nhôm tráng nhựa 2 mặt Chất điền dầy Lõi cáp Băng thép m∙ kẽm Vỏ PE ngoài cùng
Hình 3.5Cấu trúc vỏ cáp Hình 3.6Cấu trúc vỏ cáp chôn
2 3 4 8 7 1
Hình 3.7.Mặt cắt ngang cáp chôn trực tiếp
3.2.2.Cấu trúc cáp treo.
Có cáp tự treo và cáp có dây treo bên ngoài . Cáp có dây treo bên ngoài không đòi hỏi chịu lực căng lớn , nhng phải có đặc tính cơ và nhiệt tốt . Đặc biệt khi treo ở vùng có băng giá hoặc có gió mạnh ( hình 1.a)
Cáp treo chịu ứng suất cơ và nhiệt cao. Loại cáp này phải đảm bảo cờng độ căng cao cho sợi an toàn. Chính vì vậy sợi dây treo đợc cấu tạo từ nhiều sợi thép bện với nhau gôm 7 sợi. Trung tâm của các ống đệm lỏng một sợi có phần từ gia cờng bằng thép một lớp lá nhôm mạ kẽm bao bọc bên ngoài các ống đệm chống ẩm ngoài cùng là lớp bảo vệ PE (hình số 8) (1.a) (1.b) Sợi quang Phần tử gia cường Băng nhôm Vỏ PE hình số 8 Dây thép treo 17,5mm 20mm Vỏ PE Phần tử gia cường G-FRP Khối quang Vỏ nhựa Lõi có r∙nh Phần tử gia cường G-FRP Sợi quang
Hình 3.8.Cấu trúc cáp treo
3.2.3.Cấu trúc cáp quang biển.
Trong cáp quang biển chỉ sử dụng sợi đơn mode. Vì cáp quang biển thờng lắp đặt cho các tuyến thông tin quốc tế. Do sợi này suy hao thấp nên chiều dài khoảng lặp rộng.
Khi thiết kế các tuyến cáp quang biển. Phải đảm bảo độ tin cậy cao, đặc tính cơ học và truyền dẫn ổn định trong suốt thời gian sử dụng , tối đa là 25 năm Cáp của các nhà sản xuất khác nhau có cấu trúc khác nhau chút ít , nhng đều có cấu trúc cơ bản nh( hình 3.9 ).
Hình 3.9.Cấu trúc cơ bản của cáp quang biển. Băng kim loại
Vỏ Plastic
Phần tử gia cường ống
kim loại Dầu chống thấm nước Lõi có r∙nh Sợi Chất điền đầy Phần tử Trung tâm Sợi Vỏ PE cách điện 25mm
3.2.4. Cáp trong nhà.
Cáp trong nhà có vỏ bảo vệ bên ngoài bằng PVC là rất cần thiết để lắp đặt trong nhà cao tầng. Phụ thuộc yêu cầu mà sử dụng sợi đa mode hay đơn mode cáp từ ngoài đợc dẫn vào hộp phân phối sợi, phân phối tới thiết bị đầu cuối của khách hàng, cáp trong nhà cũng có đặc tính nh cáp ngoài trời số cáp tối thiểu là 1 hoặc tối đa là 6, các sợi đợc đặt trong ống đệm chặt để cờng kính ngoài bé và khoảng 3,5mm cáp có phần tử gia cờng phi kim loại bằng thuỷ tinh hoặc sợi aramid, vỏ PVC dày 0,9mm và khó bắt lửa.
Hình 3.10.Cấu trúc cáp trong nhà.
CHƯƠNG vi: MộT Số PHƯƠNG PHáP ĐO TRÊN SợI QUANG:
4.1. GiớI THIệU máy ĐO SUY HAO .
Khi đo suy hao sợi quang bằng máy đo đợc sử dụng để xác định chính xác suy hao của tuyến sợi quang. Nó đợc thực hiện nh là một phần của việc kiểm tra nghiệm thu cuối cùng , hoặc bất cứ lúc nào cần đo suy hao tuyến . Do suy hao tuyến sợi quang biến đổi theo bớc sóng hoạt động , nên việc kiểm tra này cần đ- ợc tiến hành sử dụng cùng một bớc sóng với thiết bị thông tin quang sữ dụng sợi
Vỏ PVC Phần tử gia cường ống đệm chặt một sợi Phần tử trung tâm Vỏ PVC Phần tử gia cường ống đệm chặt một sợi
dẫn quang đó. Nếu thiết bị quang hoạt động ở bớc sóng 1300nm thì máy đo cũng đợc đặt để kiểm tra ở bớc sóng1300nm.
a).Khái niệm về đề ci ben ( dB ).– –
Việc đo suy hao sợi quang bằng máy đo quang đợc sử dụng để xác định suy hao công suất trên một tuyến sợi quang. Đơn vị công suất quang đo đợc là mi – li – oát ( mW ). Tuy nhiên ngời ta thấy sử dụng một dạng đơn vị đo thuận tiện hơn gọi là đề- ci- ben ( dB )
Công thức tính độ khuếch đại công suất theo dB đợc biểu diễn nh sau: G( dB ) = 10 x 1g ( công suất ra / công suất vào ).
Khi công suất ra nhỏ hơn công suất vào, giá trị của biểu thức này sẽ là âm. Trong hầu hết các ứng dụng sợi quang, công suất ánh sáng ra từ một sợi quang luôn nhỏ hơn công suất ánh sáng đi vào nó. Vì giá trị của đẳng thức trên đối với sợi quang luôn luôn âm. Hệ số khuếch đại âm này có thể đợc xem nh một lợng tổn hao L( dB ):
L( dB ) = - G( dB )
Trong đó L( dB ) = 10 x 1g( công suất vào / công suất ra ).
Tổn hao ánh sáng , L(dB ), là một chỉ tiêu hay đợc sử dụng cho suy hao của sợi quang.
b).Thiết bị đo.
Sau đây là những thiết bị cần đo cho hầu hết các phép đo sử dụng máy đo công suất :
• Máy đo công suất quang:
Với các bớc sóng thích hợp Với các bộ nối thích hợp
Cho các kích cỡ sợi đơn mode hay đa mode
Chia độ theo dBm, tuy nhiên nên có thang tuỳ chọn dB.
• Nguồn sáng quang:
Với nguồn sáng quang ổn định Với các bớc sóng thích hợp
Với các bộ nối thích hợp
Với các kích thớc sợi đơn mode hoặc đa mode Với các nguồn lasel hoặc LED
Với công suất ánh sáng ra đủ theo yêu cầu
• Các dây nhảy:
Có hai dây dài ít nhất 1 –5 m Với tổn hao đã biết
Với các bộ nối thích hợp
Với kích thớc lõi tơng tự với sợi quang cần đợc đo
Dung dịch làm sạch bộ nối, que quấn bông, bình khí nén
Bộ dụng cụ bóc sợi quang( nếu đợc yêu cầu cho cáp sợi quang đợc kết cuối )
Bộ chuyển đổi quang trần ( nếu sợi quang không đợc kết cuối) chất gel làm phù hợp với chiết suất :cho bộ nối chuyển quang trần
4.1.1.Xác định tổn hao của dây nhảy: Trớc khi tiến hành đo sợi quang, cần kiểm tra tổn hao của tong dây nhảy. Các giá trị tổn hao này đợc so sánh với các bản ghi hoặc các tiêu kỹ thuật của nhà sản xuất thì có thể xác định đợc các dây nhảy hỏng.
Chú ý: Cần làm sạch tất cả các bộ nối trớc khi tiến hành đo. Quy trình đo:
1 Bật máy đo công suất và nguồn sáng để đo, chờ cho chúng ấm khi ổn định. Nếu sử dụng các nguồn sáng laser, cần phải đảm bảo rằng nó vẫn cha đợc bật cho đến khi tất cả các sợi đến nguồn sáng nó đã đợc kết nối. Làm sạch tất cả các bộ nối trớc khi tiến hành đo.
2 Chuyễn máy đo công suất quang sang chế độ ( hay thang đo )dBm. Nối máy đo này với dây nhảy có chất lợng cao đã chuẩn bị trớc ( nh trình bày trong (hình4.1a) để nhận đợc công suất nguồn sáng tham chiếu ở dBm
( Ptham chiếu(dBm)).Gía trị công suất đầu ra dây nhảy gần với chỉ tiêu công suất ra với nguồn sáng. Chuyễn máy đo công suất sang chế độ dBm và hiệu chỉnh ở
0,0dBm ( xem hớng dẫn của máy đo ). Tong khi hiệu chỉnh, không tắt hoặc điều chỉnh máy đo công suất. Nếu máy đo công suất không có chế độ dBm và chỉ hiển thị các mức công suất tuyệt đối ở dBm, ghi lại các giá trị đọc đợc trên máy đo nh Ptham chiếu( dBm).
Nguồn quang Dây nhảy đo thử Đồng hồ đo công suất
a)
Nguồn quang Dây nhảy đo thử Đồng hồ đo công suất
Bộ chuyển đổi dây nhảy A b)
Hình 4.1. Tổn hao dây nhảy.
3 Nối dây nhảy cần đợc đo thử ( dây A trong hình 4.1b) giữa máy đo và dây đo thử. Trong trờng hợp đo này, ta cần phải sử dụng thêm một bộ nối chuyển đổi.
4 Ghi lại giá trị huy hao quang của máy đo công suất theo dB( Lmáyđo(dB) . Đối với một số máy đo công suất , giá trị đọc đợc của suy hao quang theo dB có thể là một số âm. Điều thể hiện máy đo công suất đó sử dụng công thức công suất để tính độ khuyếch đại theo đề ci ben thay cho công thức tính tổn hao ánh sáng theo đề ci ben . Nếu giá trị đọc đợc là âm, có thể bỏ đi dấu âm và chỉ sử dụng mức dơng cho mọi tính toán.
Nếu máy đo công suất không có chế độ dB, thì cần tính toán nhanh để xác định tổn hao dây nhảy ( xem bớc 6 ) ghi lại giá trị dBm nh là Pmáy đo ( dBm).
Tổn hao của dây nhảy Giá trị tham chiếu(dBm) hiệu chỉnh 0 dB( nếu có)
5 Đảo lại kết nối của dây nhảy A và khẳng định số đọc đợc trên máy đo giống nh trớc đây. Nếu số đọc đợc khác đi sau khi đảo đầu dây nhảy, thì thử một dây nhảy khác.
6 Nếu số đọc trên máy đo công suất theo dB, thì giá trị đó là tổn hao của dây nhảy A ( l( dB).
Nếu số đọc đợc ở dBm, thì tổn hao của dây nhảy A bằng giá trị công suất tham chiếu trừ đi giá trị đọc đợc:
L(dB) = Ptham chiếu ( dBm ) - Pmáy đo (dBm)
7 Một dây nhảy tốt nên có tổn hao nhỏ hơn 1,0dB. Đối với mỗi dây lặp lại các bớc bắt đầu ở bớc 3 đến khi tất cả các dây nhảy đều đợc kiểm tra và các tổn hao của chúng đều đợc ghi lại ( các dây B,C..)
8 Tổn hao của dây nhảy là tổn hao của sợi quang trong dây nhảy đó và của hai bộ nối của hai đầu dây. Cần chú ý là tổn hao của hai bộ nối cộng thêm vào tổn hao của một kết nối.
4.1.2.đo sợi quang.
Phép đo tổn hao bằng máy đo công suất cần đợc thực hiện trên tất cả các tuyến sợi quang để xác định tổn hao toàn tuyến. Thông tin này đợc sử
dụng để xác định quỹ tuyến quang và độ dự trữ quang của tuyến.
Có thể tiến hành việc đo thử này theo hai kiểu: kiểu nối vòng trở lại và kiểu đầu cuối - tới - đầu cuối.
Kiểu đầu cuối – tới - đầu cuối chính xác hơn, nhng cần hai ngời thực hiện. Còn kiểu nối vòng trở lại cho một kết quả trung bình và có thể hoàn thành với một ngời thực hiện, nhng kiểu này lại mất nhiều thời gian hơn.