Kĩ thuật đo kiểm cáp quang sử dụng OTDR

I. Kiến thức liên quan

1. Máy đo cáp quang OTDR:

- Máy đo cáp quang OTDR (viết tắt của từ: optical time-domain reflectometer ) là một thiết bị quang tử dùng để kiểm tra xác định đặc tính của sợi cáp quang. Máy OTDR bản chất của nguyên lý đo là dựa vào phương pháp đo RADA.

- Người ta  bơm vào sợi cáp quang cần đo kiểm một dòng xung ánh sáng, xung ánh sáng này chạy dọc trong sợi quang khi gặp điểm lỗi nó sẽ phản xạ trở lại, tại điểm cuối của sợi một số phản xạ trở lại một số phóng ra khỏi sợi, tín hiệu phản xạ trở lại sẽ sẽ bị thay đổi về lượng xung, căn cứ về thay đổi lượng xung này kết hợp với chiều dài ánh sáng phát và thời gian phát xung thiết bị này sẽ xác định được thông số suy hao và chiều dài sợi. Phương án này cũng giống với máy đo TDR (time-domain reflectometer) ở cáp đồng, nhưng ở cáp đồng là thay đổi về trở xuất.

2. Công dụng của máy đo OTDR:

- Kiểm tra thông mạch (continuity).

- Mất mát trung bình (Average loss-dB/km).

- Mất mát và vị trí của mối hàn.

- Phản xạ (Optical return loss - ORL).

- Suy hao toàn tuyến (end to end atten).

- Chiều dài tuyến.

Tham khảo thêm >>> Máy đo cáp quang OTDR 

3. Lưu ý khi sử dụng máy đo OTDR:

- Không nên nhìn thẳng trực tiếp vào cổng ra của máy hay đầu sợi quang nếu đang bật laser vì có thể làm ảnh hưởng, hư hại đến mắt.

- Chụp đậy cổng máy đo và các đầu dây đo khi không sử dụng để chống bụi.

- Vệ sinh cổng máy đo và dây đo đảm bảo chúng không bị bụi bẩn làm sai lệch kết quả đo.

II. Các tham số đo OTDR hay sử dụng

* Độ dài tuyến cáp cần đo:

-  Độ dài tuyến cáp cần đo (Distance): luôn chọn lớn hơn khoảng cách dự kiến đo bởi vì sợi quang thực tế luôn dài hơn chiều dài tuyến cáp do bị xoắn trong ruột cáp, cáp bị uốn lượn trên cột hoặc trong cống hoặc cáp cuộn dự phòng.

- Thường lựa chọn chiều dài đo gấp khoảng 1,5 lần chiều dài tuyến cáp ước lượng.

* Bước sóng:

- Bước sóng (Wavelength): Đo khoảng cách dưới 40km thì nên chọn bước sóng 1310, ngược lại nếu khoảng cách xa hơn nên chọn bước sóng 1550 cho cáp đơn mode. Còn đối với sợi quang đang hoạt động, sử dụng bước sóng 1625nm hoặc 1650nm để tránh gây ảnh hưởng thiết bị đo.

* Độ rộng xung:

- Độ rộng xung (Pulse Width): là thời gian để truyền hết 1 xung ánh sáng qua 1 điểm trên sợi quang.

- Độ rộng xung lớn: đo kiểm sợi quang có khoảng cách xa, độ phân giải (độ nét) của đồ thị cao.

- Độ rộng xung nhỏ: đo kiểm sợi quang có khoảng cách gần, sát nhau, độ phân giải (độ nét) của đồ thị thấp.

- Các giá trị điển hình của độ rộng xung:

+ 5 ns / 10 ns / 30 ns / 100 ns / 300 ns / 1 μs (cho tuyến ngắn).

+ 300 ns / 1 μs / 3 μs / 10 μs / 20 μs (cho tuyến xa).

* Thời gian trung bình:

- Thời gian trung bình (Averaging Time): OTDR gửi các xung lặp đi lặp lại vào trong sợi quang. Các kết quả của mỗi xung được lấy trung bình. Điều này làm giảm nhiễu ngẫu nhiên của bộ thu.

- Thời gian đo càng dài thì đồ thi càng rõ ràng hơn bởi vì thời gian dài thì nhiều tạp âm được tính ra mức trung bình. Thời gian trung bình tốt trong phạm vi 3 phút.

Tham khảo thêm>>> Thiết lập thông số máy đo OTDR của EXFO

III. Các sự kiện xảy ra trên tuyến quang

- Điểm bắt đầu của sợi quang: luôn có một tín hiệu phản xạ (dội) rất mạnh.

- Điểm kết thúc, hay gãy, đứt của sợi quang: có một tín hiệu phản xạ mạnh tại điểm kết thúc của sợi quang. Sau đó tín hiệu chỉ còn mức nhiễu.

- Connector hay các mối nối cơ học: Vừa tạo ra suy hao (suy hao cao thường > 0,5dB) vừa tạo ra phản xạ, nên trong đồ thị thường được thể hiện bằng xung dương (xung đi lên).

- Mối hàn nhiệt không có phản xạ hoặc có thì rất nhỏ. Suy hao rất nhỏ (dưới 0,1dB), đối với mối hàn tốt sẽ rất khó phát hiện.

- Điểm gập, uốn cong: là sự kiện không phản xạ. Trên đồ thị, sự kiện này khá giống với mỗi hàn. Nhưng có 2 cách phân biệt điểm uốn cong với mối hàn nhiệt:

+ Suy hao điểm uốn cong thường cao hơn, thậm chí rất cao nếu điểm đó bị gập mạnh.

+ Sử dụng sơ đồ thi công để xác định xem tại khoảng cách đó có măng xông quang hay không. Nếu có thì vị trí đó là mối hàn, nếu không thì đó là điểm uốn cong.

- Vết nứt, rạn cáp: tạo ra mất mát và phản xạ như connector nhưng có độ suy hao thấp hơn nhiều so với connector (dưới 0,1dB), vì nếu suy hao lớn thì có thể đứt cáp (đây cũng là cách phân biệt vết nứt và đầu nối).

- Tổng kết các sự kiện theo đồ thị được thể hiện dưới ảnh sau đây: