›
›

Bài tập thực hành mô đun Thực tập thông tin quang

pdf 112 trang Gia Huy 20/05/2022 1980
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài tập thực hành mô đun Thực tập thông tin quang", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_tap_thuc_hanh_mo_dun_thuc_tap_thong_tin_quang.pdf

Nội dung text: Bài tập thực hành mô đun Thực tập thông tin quang

  1. ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH   BÀI TẬP THỰC HÀNH MÔ ĐUN THỰC TẬP THÔNG TIN QUANG BẬC CAO ĐẲNG Tp. HCM – 2020
  2. ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH   BÀI TẬP THỰC HÀNH THÔNG TIN HỌC PHẦN Tên mô đun : THỰC TẬP THÔNG TIN QUANG Mã số mô đun : MĐ3102535 Số tín chỉ (ĐVHT) : 2 THÔNG TIN CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI Họ tên : Nguyễn Thanh Nhật Trường Học vị : Kỹ sư kỹ thuật điện tử viễn thông Đơn vị : Khoa Điện – Tự động hóa Email : nguyenthanhnhattruong@hotec.edu.vn TRƯỞNG KHOA TỔ TRƯỞNG CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐỀ TÀI HIỆU TRƯỞNG DUYỆT
  3. TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
  4. LỜI GIỚI THIỆU Lĩnh vực Thông tin quang là một lĩnh vực quan trọng trong chuyên ngành đào tạo nghề ngành CNKT Điện tử, truyền thông. Đứng trước thực trạng đó, tác giả đã thấy tầm quan trọng là phải có giáo trình Thực tập Thông tin quang song song với giáo trình lý thuyết để phục vụ cho mục đích tham khảo, tài liệu học tập và nghiên cứu của học sinh sinh viên. Ngoài ra giáo trình Thực tập Thông tin quang này được viết theo đề cương chi tiết của mô đun Thực tập Thông tin quang trong chương khung của Tổng cục giáo dục nghề nghiệp. Lời đầu tiên cho tôi gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo Khoa Điện – Tự động hóa, quý thầy cô trong tổ viễn thông và khoa đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành giáo trình này. Do thời gian hạn chế nên giáo trình không thể tránh khỏi sai sót, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô để giáo trình ngày càng hoàn thiện hơn. Xin cảm ơn! TPHCM, ngày 01 tháng 08 năm 2020 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Nguyễn Thanh Nhật Trường KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 1
  5. MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU 1 BÀI THỰC HÀNH SỐ 1: CÁP QUANG 6 1. Mục tiêu: 6 2. Chuẩn bị: 6 3. Nội dung thực hành: 7 3.1. Khảo sát cấu tạo của cáp quang: 7 3.2. Xác định các thông số danh định trên sợi quang: 8 3.3. Phân biệt các loại cáp quang 9 BÀI THỰC HÀNH SỐ 2: THAO TÁC LẮP ĐẶT HÀN NỐI SỢI QUANG 12 1. Mục tiêu: 12 2. Chuẩn bị: 12 3. Nội dung thực hành: 13 3.1. Những đề phòng an toàn 13 3.2. Thao tác gở bỏ lớp bảo vệ 14 3.3. Thao tác lắp đặt sợi quang 15 3.4. Thực hành hàn nối quang cơ bản 15 BÀI THỰC HÀNH SỐ 3: MĂNG SÔNG CÁP DÂY NHẢY VÀ ĐẦU NỐI 32 1. Mục tiêu: 32 2. Chuẩn bị: 32 3. Nội dung thực hành: 33 3.1. Quy trình thực hiện măng sông cáp và thao tác dùng măng sông cáp kết nối sợi cáp tại mối hàn 33 3.2. Nhận dạng các loại dây patch core và dây pigtail 38 3.3. Nhận dạng các chuẩn đầu đấu nối quang 39 3.4. Quy cách làm sạch các bộ nối 43 3.5. Thi công đầu Fast Connector 44 3.6. Thi công và lắp đặt hộp ODF 47 KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 2
  6. 3.7. Thi công mô hình mạng (mạng LAN máy tính và mạng Camera IP) sử dụng thiết bị converter quang - điện 50 BÀI THỰC HÀNH SỐ 4: QUY TRÌNH KIỂM TRA BẰNG MÁY ĐO CÔNG SUẤT QUANG 53 1. Mục tiêu: 53 2. Chuẩn bị: 53 3. Nội dung thực hành: 54 3.1. Giới thiệu máy đo công suất quang 54 3.2. Thao tác các nút chức năng 55 3.3. Đọc các thông số trên máy đo công suất quang 55 3.4. Đo suy hao mối nối dùng bộ bù: 55 3.5. Đo suy hao của dây nhảy dùng bộ bù 57 3.6. Đo suy hao của sợi quang uốn cong dùng bộ bù 58 3.7. Đo suy hao của sợi quang gãy, đứt dùng bộ bù 60 3.8. Đo quỹ tuyến quang 61 3.9. Đo suy hao của tuyến quang bằng máy đo công suất tại lần lượt 2 điểm A, B62 3.10. Đo suy hao của một tuyến quang giả lập 65 BÀI THỰC HÀNH SỐ 5: ĐO SUY HAO THEO PHƯƠNG PHÁP QUANG DỘI OTDR 67 1. Mục tiêu: 67 2. Chuẩn bị: 67 3. Nội dung thực hành: 68 3.1. Giới thiệu phương pháp đo quang dội, thiết bị OTDR 68 3.2. Hướng dẫn sử dụng máy đo quang dội OTDR 75 3.3. Quy trình thực hiện đo suy hao bằng phương pháp quang dội 79 3.4. Thực hành nhận diện và phát hiện các sự kiện trên máy đo quang dội OTDR 82 3.5. Đo suy hao giữa hai biến cố 88 3.6. Phân tích kết quả đo 92 3.7. Xác định điểm dị thường trên sợi quang 102 3.8. Kiểm tra suy hao của cáp sợi quang bằng thiết bị OTDR 103 KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 3
  7. 3.9. Xác định vị trí lỗi, suy hao của tuyến cáp quang 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO 105 PHỤ LỤC BẢNG 106 PHỤ LỤC HÌNH 107 KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 4
  8. BẢNG TỔNG HỢP DANH MỤC VẬT TƯ, DỤNG CỤ THỰC HÀNH ❖ Danh mục vật tư thực hành: Đơn vị STT Tên vật tư, dụng cụ Mã hiệu Số lượng tính 1 Cáp quang 1FO SMF SACOM Mét 10 mét/nhóm/3 sinh viên 2 Cáp quang 2FO SMF SACOM Mét 10 mét/nhóm/3 sinh viên 3 Cáp quang 4FO SMF SACOM Mét 10 mét/nhóm/3 sinh viên 4 Cáp quang treo 8FO SMF SACOM Mét 10 mét/nhóm/3 sinh viên 5 Cáp quang ngầm 8FO SMF SACOM Mét 10 mét/nhóm/3 sinh viên 6 Cáp quang treo 12FO SMF SACOM Mét 10 mét/nhóm/3 sinh viên SACOM 7 Cáp quang ngầm 12FO Mét 10 mét/nhóm/3 sinh viên SMF 8 Cáp quang treo 24FO SMF SACOM Mét 10 mét/nhóm/3 sinh viên SACOM 9 Cáp quang ngầm 24FO Mét 10 mét/nhóm/3 sinh viên SMF 10 Cáp quang treo 48FO SMF SACOM Mét 10 mét/nhóm/3 sinh viên SACOM 11 Cáp quang ngầm 48FO Mét 10 mét/nhóm/3 sinh viên SMF 12 Dây pigtail chuẩn SC/APC Sợi 6 sợi/nhóm/3 sinh viên 13 Dây pigtail chuẩn SC/UPC Sợi 6 sợi/nhóm/3 sinh viên 14 Dây pigtail chuẩn FC/APC Sợi 6 sợi/nhóm/3 sinh viên 15 Dây pigtail chuẩn FC/UPC Sợi 6 sợi/nhóm/3 sinh viên 16 Dây patch core SC - SC Sợi 6 sợi/nhóm/3 sinh viên 17 Dây patch core FC - FC Sợi 6 sợi/nhóm/3 sinh viên 18 Dây patch core SC – FC Sợi 6 sợi/nhóm/3 sinh viên 19 Sợi bù quang 500 mét Cuộn 1 cuộn/nhóm/6 sinh viên 20 Sợi bù quang 1000 mét Cuộn 1 cuộn/nhóm/6 sinh viên 21 Băng keo điện Cuộn 1 cuộn/nhóm/3 sinh viên 22 Băng keo giấy Cuộn 1 cuộn/nhóm/3 sinh viên 23 Dây rút 15cm Bịch 1 Bịch/nhóm/6 sinh viên ❖ Danh mục dụng cụ thực hành: Đơn vị STT Tên vật tư, dụng cụ Mã hiệu Số lượng tính 1 Kềm rọc vỏ cáp quang RUBICON Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 2 Dao rọc giấy Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 3 Kềm cắt nhọn Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 4 Kềm đầu bằng Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 5 Dao cắt chính xác Cái 1 cái/nhóm/9 sinh viên 6 Kềm tuốt vỏ sợi quang Cái 1 cái/nhóm/6 sinh viên KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 5
  9. Bài thực hành số 1: Cáp quang BÀI THỰC HÀNH SỐ 1: CÁP QUANG Giới thiệu: Bài học đầu tiên của môn thực tập thông tin quang là bài về cáp quang. Tác giả muốn trình bày cho học sinh sinh viên làm quen về cáp quang. Ngoài ra đọc được các thông số danh định trên cáp quang và cách phân biệt các loại cáp quang. 1. Mục tiêu: - Trình bày được cấu tạo sợi quang - Đọc được các giá trị danh định trên sợi quang - Phân biệt được cáp ống đệm lỏng, cáp đệm chặt, cáp treo, cáp chôn và các loại cáp khác 2. Chuẩn bị: - Về kiến thức: + Trình bày được cấu tạo của cáp quang + Trình bày được phân loại cáp quang + Các thông số ghi trên cáp quang - Về vật tư: + Cáp quang 1FO SMF + Cáp quang 2FO SMF + Cáp quang 4FO SMF + Cáp quang treo 8FO SMF + Cáp quang ngầm 8FO SMF + Cáp quang treo 12FO SMF + Cáp quang ngầm 12FO SMF + Cáp quang treo 24FO SMF + Cáp quang ngầm 24FO SMF + Cáp quang treo 48FO SMF + Cáp quang ngầm 48FO SMF - Về thiết bị dụng cụ: KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 6
  10. Bài thực hành số 1: Cáp quang TT Tên thiết bị, dụng cụ Quy cách Số lượng/nhóm 1 Kềm rọc vỏ cáp quang Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 2 Dao rọc giấy Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 3 Kềm cắt nhọn Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 4 Kềm đầu bằng Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 3. Nội dung thực hành: 3.1. Khảo sát cấu tạo của cáp quang: ❖ Thực hành: Từ mô hình vật thật sinh viên tiến hành gở bỏ lớp bảo vệ để lấy lõi sợi quang. Sau đó ghi nhận lại kết quả cấu tạo và mã màu của sợi quang (so sánh với lý thuyết đã học) vào bảng bên dưới: Cáp quang Cấu tạo Mã màu của sợi quang + Cáp quang 1FO SMF + Cáp quang 2FO SMF + Cáp quang 4FO SMF + Cáp quang treo 8FO SMF + Cáp quang ngầm 8FO SMF + Cáp quang treo 12FO SMF KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 7
  11. Bài thực hành số 1: Cáp quang + Cáp quang ngầm 12FO SMF + Cáp quang treo 24FO SMF + Cáp quang ngầm 24FO SMF + Cáp quang treo 48FO SMF + Cáp quang ngầm 48FO SMF 3.2. Xác định các thông số danh định trên sợi quang: Sinh viên tiến hành đọc các thông số ghi trên sợi quang. Sau đó ghi nhận vào kết quả bên dưới: Ví dụ: Thông số ghi trên của cáp quang là: 1FO SMF SACOM VNPT 3000M có ý nghĩa như sau: - 1FO: cáp quang này có 1 core hay 1 sợi quang (FO: Fiber Optic) KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 8
  12. Bài thực hành số 1: Cáp quang - SMF: là chữ viết tắt của từ Single Mode Fiber: sợi quang đơn mode - SACOM: cáp quang này do công ty SACOM sản xuất - VNPT: nhà mạng VNPT sử dụng - 3000M: chiều dài tối đa mà công ty sản xuất là 3000 mét 3.3. Phân biệt các loại cáp quang - Từ các loại cáp quang có tại xưởng, sinh viên hãy ghi nhận lại các loại quang đó là loại gì trong các loại như sau: + Cáp ống đệm lỏng + Cáp ống đệm chặt + Cáp treo + Cáp chôn + Cáp chống côn trùng gặm nhắm CÂU HỎI CŨNG CỐ Câu 1: Trình bày cấu tạo cáp quang. Câu 2: Giải thích các thông số danh định trên sợi quang. KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 9
  13. Bài thực hành số 1: Cáp quang Câu 3: Phân biệt các loại cáp ống đệm lỏng, cáp ống đệm chặt, cáp treo, cáp chôn từ các hình bên dưới: Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 10
  14. Bài thực hành số 1: Cáp quang Hình 1.5 Hình Trình bày loại cáp quang 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 11
  15. Bài thực hành số 2: Thao tác lắp đặt hàn nối sợi quang BÀI THỰC HÀNH SỐ 2: THAO TÁC LẮP ĐẶT HÀN NỐI SỢI QUANG Giới thiệu: Nội dung bài 2 sẽ hướng dẫn học sinh sinh viên một cách chi tiết các bước gở bỏ lớp bảo vệ cáp quang, để từ đó chúng ta có thể lắp đặt hàn nối sợi quang. Đối với những cáp quang có nhiều sợi, việc gở bỏ lớp bảo vệ rất khó khăn, tuyệt đối tuân thủ quy trình đảm bảo an toàn. Sau đây sẽ trình bày nội dung của bài 2: 1. Mục tiêu: - Thao tác gở bỏ được lớp bảo vệ - Thao tác lắp đặt được sợi quang, hàn nối quang 2. Chuẩn bị: - Về kiến thức: + Quy trình hàn nối sợi quang bằng mối nối cơ khí và máy hàn quang + Quy tắc an toàn khi thi công gở bỏ lớp bảo vệ - Về vật tư: + Cáp quang 1FO SMF + Cáp quang 2FO SMF + Cáp quang 4FO SMF + Cáp quang treo 8FO SMF + Cáp quang ngầm 8FO SMF + Cáp quang ngầm 12FO SMF + Cáp quang ngầm 24FO SMF + Băng keo điện + Băng keo giấy + Dây rút 15cm - Về thiết bị dụng cụ: TT Tên thiết bị, dụng cụ Quy cách Số lượng/nhóm 1 Kềm rọc vỏ cáp quang Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 12
  16. Bài thực hành số 2: Thao tác lắp đặt hàn nối sợi quang 2 Dao rọc giấy Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 3 Kềm cắt nhọn Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 4 Kềm đầu bằng Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 5 Máy hàn quang Cái 1 cái/nhóm/9sinh viên 6 Dao cắt chính xác Cái 1 cái/nhóm/9 sinh viên 7 Kềm tuốt vỏ sợi quang Cái 1 cái/nhóm/6 sinh viên 8 Đèn Laser 20W Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 3. Nội dung thực hành: 3.1. Những đề phòng an toàn 3.1.1. Cắt và bóc cáp - Tuyệt đối khi thực hành cáp quang chúng ta đều mang găng tay và kính bảo hộ. 3.1.2. Các mảnh vụn của sợi quang - Khi tiến hành cắt chính xác lõi cáp quang, chúng ta sẽ có những mảnh vụn thủy tinh. Tuyệt đối không dùng tay không chạm trực tiếp. Do đó chúng ta phải mang bao tay khi chạm đến những mảnh vụn này. - Ngoài ra ta phải phân loại rác của những mảnh vụn này là rác đặc biệt. Khong để chúng với rác sinh hoạt. Vì khi để với rác sinh hoạt các nhân viên lao công có thể bị các mảnh thủy tinh này đâm vào tay. - Khi mảnh thủy tinh đâm vào tay nó rất nguy hiểm, vì các máy X quang không thể tìm ra được - Các mảnh thủy tình này khi cắt có thể văng vào mắt chúng ta. 3.1.3. Ánh sáng Laser - Do ánh sáng sử dụng trong hệ thống thông tin quang mắt chúng ta không nhìn thấy được. Do đó khi sợi quang đấu nối vào nguồn phát quang, sinh viên tuyệt đối không chiếu trực tiếp vào mắt, nếu nguồn phát có công suất lớn có thể gây ảnh hưởng đến mắt như mù lòa hoặc phỏng giác mạc KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 13
  17. Bài thực hành số 2: Thao tác lắp đặt hàn nối sợi quang 3.1.4. Dung môi và biện pháp rửa cáp - Sau khi làm phẳng bề mặt lõi chúng ta hãy dùng cồn để rửa sạch dung môi, chất dơ trong cáp. - Tuyệt đối không lấy tay làm sạch vì lõi sợi có thể làm sướt tay của chúng ta, khi đó lõi sợi không sạch, chúng ta đem vào máy hàn thì sẽ làm cho máy bị dơ: máy sẽ giảm tuổi thọ sử dụng, kén sợi quang 3.1.5. Chỗ ghép mối hàn - Không lấy tay thường đụng vào chỗ ghép mối hàn để tránh làm dơ mối hàn. - Nhẹ nhàng khi cầm nắm. - Không đặt mối hàn ở những nơi dơ bẩn, nước 3.2. Thao tác gở bỏ lớp bảo vệ Lưu ý: Để đảm bảo an toàn sinh viên khi thực hiện phải mang bao tay bảo vệ. * Quy trình thực hiện thao tác gở bỏ lớp bảo vệ đối với cáp quang 4FO - Bước 1: Dùng kềm cắt dây cơ với 1 đoạn cáp dài từ 0.6 đến 1 mét (đối với cáp có dây cường lực) (đối với cáp không có dây cường lực thì bỏ qua bước này) - Bước 2: Dùng kềm rọc vỏ cáp quang cứa một vòng tròn tại vị trí đã bỏ dây cơ, không phạm vào ruột cáp - Bước 3: Dùng kềm rọc vỏ cáp quang rọc 1 đường từ trong ra ngoài cách sợi cơ một góc 450 theo vòng tròn - Bước 4: Dùng kềm rọc vỏ cáp quang rọc 1 đường từ trong ra ngoài song song với đường rọc ở bước 3 - Bước 5: Dung tay tách gở bỏ lớp bảo vệ từ ngoài vào trong * Một số lỗi thường gặp và hướng khắc phục: KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 14
  18. Bài thực hành số 2: Thao tác lắp đặt hàn nối sợi quang Nội dung Khắc phục Lõi cáp bị gãy Cắt lại Lớp bảo vệ chưa bị đứt Cắt lại Bài tập thực hành: Sinh viên thực hành thao tác gỡ bỏ lớp bảo vệ đối với cáp quang 1FO, 2FO, 4FO, 8FO, 12FO, 24FO. Sau đó ghi nhận lại các bước thực hiện: 3.3. Thao tác lắp đặt sợi quang - Do sợi quang làm bằng thủy tinh nên phải thao tác nhẹ nhàng, tránh các vật nặng đè lên trên để tránh dập sợi. - Các đoạn dây dư phải uốn cong lại thỏa bán kính tối thiểu để tránh suy hao và gãy sợi - Khi đấu nối vào nguồn phát quang phải để dư 1 đoạn dây nhằm mục đích dự phòng và hàn nối sau này. - Khi cáp quang đi qua đoạn gấp khúc phải chú ý đến bán kính uốn cong. 3.4. Thực hành hàn nối quang cơ bản 3.4.1. Giới thiệu máy hàn quang Có nhiều cách để phân loại máy hàn quang, tuy nhiên về cơ bản ta có thể phân loại các dòng máy như sau: - Công nghệ căn chỉnh lõi (Core Alignment): Đây là công nghệ tiên tiến nhất hiện nay. Máy sẽ thực hiện việc căn chỉnh để cho lõi của 2 sợi thằng hàng trước khi thực hiện việc hàn nối. Sợi được hàn theo công nghệ này có độ suy hao thấp hơn nhiều so với Công nghệ căn chỉnh lớp phủ. Một số dòng máy căn chỉnh lõi hiện nay như: Comway C6, Comway C10, Fujikura 70s, Fitel S178, Inno View 7, Sumitomo Z1C - Công nghệ căn chỉnh lớp phủ (Cladding Alignment): Công nghệ này áp dụng trên các máy công nghệ cũ, thay vì căn chỉnh cho 2 lõi thẳng hàng, máy căn chỉnh 2 lớp phủ của sợi sau đó hàn. KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 15
  19. Bài thực hành số 2: Thao tác lắp đặt hàn nối sợi quang - Máy hàn cáp quang Fujikura FSM-70S là model mới của hãng sản xuất Fujikura (Nhật Bản). Sử dụng công nghệ hoàn toàn tự động giúp quá trình thi công hàn nối nhanh hơn, suy hao mối hàn giảm. Với nhiều tính năng ưu việt hơn, nhiều tính năng tự động hơn giúp giảm thiểu các bước thao tác cho người vận hành, tiết kiệm thời gian thao tác trên tuyến cũng như nâng cao hiệu suất sử dụng của thiết bị, giảm thiểu các chi phí tái đầu tư trong quá trình sử dụng, đáp ứng nhu cầu thi công trên tuyến trong mọi điều kiện vận hành. - Fujikura 70S cung cấp khả năng tự động mở kẹp vỏ sau khi hoàn thành việc thử độ bền kéo của mối nối. Thiết kế bộ nung trong fsm-70s cho phép thời gian co nhiệt của máy hàn sợi quang 70s khoảng 14s. Kết quả là cả chu trình hàn quang chỉ 21s. Hình 2.1. Các thiết bị dụng cụ (Full Box) có trong máy hàn quang Fujikura 70S 3.4.2. Hướng dẫn sử dụng máy hàn quang + Tính năng chính của máy hàn cáp quang Fujikura 70S: • Khả năng tự động hoặc lập trình bộ chắn gió • Thời gian nung chỉ 14 giây • Hoàn toàn chống sốc, bụi và độ ẩm • Pin Li-ion với 200 mối hàn • Vỏ bọc kẹp hoặc bộ giữ sợi hoạt động • Đào tạo và hỗ trợ video on-board • Nâng cấp phần mềm qua Internet KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 16
  20. Bài thực hành số 2: Thao tác lắp đặt hàn nối sợi quang • Hộp đựng đa chức năng với việc tích hợp bàn làm việc + Hướng dẫn sử dụng nhanh máy hàn cáp quang Fujikura FSM70S: 1. Bật máy hàn chế độ “ON” 2. Thiết lập chế độ hàn, gia nhiệt và vận hành 3. Đặt ống co nhiệt vào sợi quang 4. Thực hiện tuốt lớp vỏ ngoài và vệ sinh sợi 5. Đưa sợi vào rãnh V của máy. Máy nhận sợi và quá trình hàn tự động bắt đầu 6. Đẩy ổng nung vào trung tâm mối và đặt vào cặp gia nhiệt của máy để nung 7. Quá trình hàn kết thúc 3.4.3. Các bước hàn nối sợi quang cơ bản - Dụng cụ, vật tư hàn nối sợi quang: Hình 2.2. Dụng cụ, vật tư hàn nối sợi quang Ngoài các dụng cụ vật tư thiết yếu đã nêu trên, việc hàn nối sợi quang còn sử dụng thêm một số dụng cụ khác như: tuốt vít, băng keo, bút đánh dấu sợi, - Công dụng của các dụng cụ: KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 17
  21. Bài thực hành số 2: Thao tác lắp đặt hàn nối sợi quang Hình 2.3. Dụng cụ chuyên dụng hàn nối sợi quang + Trước khi cắt sợi quang để đưa vào rảnh v thì chúng ta phải dùng cồn 90 độ để lau sạch sợi quang: Hình 2.4. Thao tác vệ sinh lõi sợi dùng khăn giấy sạch * Độ dài đoạn cắt sợi quang chuẩn nhất để đưa vào máy hàn. Hình 2.5. Độ dài đoạn cắt sợi quang chuẩn nhất máy hàn quang Fujikura 70S KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 18
  22. Bài thực hành số 2: Thao tác lắp đặt hàn nối sợi quang Đặt sợi quang đúng vào rãnh V-groove và ngay trung tâm cặp điện cực (Đừng để sợi chạm vào thân máy hay bất kỳ vật gì trong quá trình đưa sợi vào vì nếu chạm thì sẽ gây mẻ hoặc bẩn đầu sợi quang nên máy sẽ báo lỗi). Lưu ý: • Vệ sinh rãnh đặt sợi V-groove với bông tẩm cồn • Sử dụng sợi quang đẩy những mảnh vụn có trên khe, rãnh máy • Không đụng vào đầu cặp điện cực máy hàn • Chỉ sử dụng cồn 99%, cồn tinh khiết. Hình 2.6. Thao tác đặt sợi quang vào máy hàn quang để đun co nhiệt - Luồng co nhiệt vào sợi quang: Hình 2.7. Thao táo luồng lõi sợi quang vào co nhiệt KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 19
  23. Bài thực hành số 2: Thao tác lắp đặt hàn nối sợi quang + Sử dụng các phím chức năng trên thân máy hàn cáp quang Fujikura 70s: Hình 2.8. Hướng dẫn sử dụng các phím chức năng trên máy hàn quang Fujikura 70S Kết nối AC Adapter (ADC-18) với Pin máy hàn quang (BTR-09) qua dây nối sạc pin (DCC-18): Hình 2.9. Cách kết nối adapter vào nguồn pin Kiểm tra dung lượng pin máy (Không nên chồng cục pin lên AC Adapter trong khi đang sạc pin) KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 20
  24. Bài thực hành số 2: Thao tác lắp đặt hàn nối sợi quang Hình 2.10. Biểu thị pin trên máy hàn quang và nguồn pin dự phòng + Một số lỗi thông dụng trong quá trình sử dụng máy hàn 70S: Bảng 2.1. Một số lỗi thông dụng trong quá trình sử dụng máy hàn 70S Lỗi thông báo Cách giải quyết “Sợi quá dài” Đầu sợi quang được đặt ngay trung Nhấn nút RESET và đặt lại sợi đúng vị trí. tâm cặp điện cực hoặc vượt quá trung Kiểm tra lại đoạn cắt. Thực thi lệnh [Dust tâm. Đoạn cắt của sợi quang quá dài check] trong setting (Phần lõi bên trong) Bụi, dơ bám trên thấu kính “Sợi quá dơ” Bụi hay dơ bám trên bề mặt sợi quang. Thao tác lại quá trình (tuốt, vệ sinh và cắt). Bụi hay dơ vướng vào thấu kính, Thực thi lệnh [Dust Check]. Vệ sinh thấu camera [Cleaning Arc] quá ngắn hay kính nếu bụi, bẩn còn bám Set [Cleaning “TẮT” Arc] tới “150ms”Set [Align] tới “Clad”Set [Align] căn chỉnh set “core” [Focus] [Focus] tới “Edge” lỗi khi đặt sợi Motor ZL/ ZR overrun Nhấn RESET, đặt lại sợi gần điện cực. Kiểm Sợi quang đặt quá xa không đạt tới tra độ dài đoạn cắt KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 21
  25. Bài thực hành số 2: Thao tác lắp đặt hàn nối sợi quang điểm hàn. Sợi không đặt đúng rãnh V- groove Độ dài đoạn cắt quá ngắn Góc cắt sơi quang Kiểm tra điều kiện cắt, nếu lưỡi dao cũ có Bề mặt cắt sợi không tốt[Cleave thể xoay đến vị trí mới. Gia tăng [Cleave Limit] set quá thấp Limit] Lỗi cáp nắp chắn: Lỗi này xảy ra khi nắp chắn của máy hàn hoạt động tự động 100%, sau một Thay thế cáp nắp chắn chính hãng. Một số thời gian dài sử dụng, dẫn đến cáp nắp trường hợp có thể khắc phục bằng cách chắn không còn tốt như ban đầu. Một đấu nối lại nhưng tuổi thọ không cao số trường hợp có thể đứt, gãy hoặc bị oxi hóa dẫn tới máy không để đậy nắp chắn lại. Lỗi lò nung Xảy ra khi đặt co nhiệt vào mà lò nung không thể gia nhiệt, nhiệt độ trong lò không tăng, không làm co được ống Có thể phải thay lò nung mới nung. Hoặc nhiệt độ không đảm bảo dẫn tới ống co nhiệt không được co lại hoàn toàn. Cáp cảm biến nung: Tùy tình trạng lỗi nặng hay nhẹ mà có thể Lỗi xảy ra khi đặt ống co nhiệt vào mà lò nung không nhận, không đậy lại sửa chữa hoặc thay mới hoàn toàn nắp Cáp màn hình Thay thế cáp màn hình chính hãng Màn hình máy hàn có thể không hiển KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 22
  26. Bài thực hành số 2: Thao tác lắp đặt hàn nối sợi quang thị, không lên màn hình hoặc chập chờn. Có nhiều lý do dẫn đến tình trạng đó. 1 trong số đó là lỗi cáp màn hình ➢ Giá trị chấp nhận được của một mối nối hàn nhiệt: - Tùy thuộc vào ứng dụng - Tùy thuộc vào yêu cầu thiết kế tuyến - Có thể tạm phân loại như bảng sau: Bảng 2.2. Các giá trị suy hao của mối hàn tương ứng với một số loại hình dịch vụ Bài tập thực hành: Sử dụng máy hàn quang Fujikura FSM70S có tại xưởng: sinh viên hãy thiết lập máy hàn quang sao cho hàn nối nhận diện sợi quang tự động, đun ống gia nhiệt tự động với chuẩn co nhiệt 60mm. Sau đó ghi nhận lại các bước thực hiện: Bài tập thực hành: Sử dụng máy hàn quang Fujikura FSM70S có tại xưởng: sinh viên hãy thiết lập máy hàn quang sao cho hàn nối nhân công đối với 2 sợi đặt bên trái và phải, hàn nối sợi MMF, đun ống gia nhiệt nhân công với chuẩn co nhiệt 60mm. Sau đó ghi nhận lại các bước thực hiện: KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 23
  27. Bài thực hành số 2: Thao tác lắp đặt hàn nối sợi quang Bài tập thực hành: Sử dụng máy hàn quang Fujikura FSM70S có tại xưởng: sinh viên hãy thiết lập máy hàn quang sao cho đặt sợi quang bên trái tự động, đặt sợi quang bên phải nhân công, hàn nối sợi SMF, đun ống gia nhiệt nhân công với chuẩn co nhiệt 60mm. Sau đó ghi nhận lại các bước thực hiện: 3.4.4. Phương pháp hàn nối sợi quang bằng mối nối cơ khí - Sử dụng mối nối cơ khí: Hình 2.11. Mối nối cơ khí - Quy trình nối bằng mối nối cơ khí: Hình 2.12. Quy trình nối bằng mối nối cơ khí KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 24
  28. Bài thực hành số 2: Thao tác lắp đặt hàn nối sợi quang * Các sai hỏng thường gặp và cách khắc phục: Bảng 2.3. Các sai hỏng thường gặp và cách khắc phục Nội dung Khắc phục Suy hao cao Thi công lại mối nối Không thông quang Thi công lại mối nối Gãy sợi quang Thi công lại sợi quang Sợi quang dơ Vệ sinh lại sợi quang Mặt phẳng cắt sợi quang không đều Thi công lại sợi quang Bài tập thực hành: Sử dụng cáp quang 1FO bị đứt. Hãy dùng mối nối cơ khí để nối lại 2 đoạn cáp quang 1FO đó. Sau đó dùng đèn laser kiểm tra sự thông quang và ghi nhận lại các bước thực hiện: 3.4.5. Phương pháp hàn nối sợi quang bằng máy hàn quang nhiệt * Quy trình hàn nối sợi quang: Bảng 2.4. Quy trình hàn nối sợi quang bằng máy hàn quang nhiệt THỨ TỰ CÁC BƯỚC Bước 1. Khởi động máy hàn quang Bước 2. Luồng co nhiệt vào sợi quang thứ nhất Bước 3: Làm phẳng mặt cắt ngang lõi sợi thứ nhất với chiều dài lõi sợi 16 mm Bước 4. Đặt sợi quang dưới đáy rãnh chữ V, gần 2 bản cực và đóng kẹp sợi Bước 5: Tương tự cho sợi quang thứ 2 Bước 6: Ghi nhận kết quả KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 25
  29. Bài thực hành số 2: Thao tác lắp đặt hàn nối sợi quang Bước 7: Đưa co nhiệt vào giữa mối hàn và đun co nhiệt Bước 8: Lấy sợi quang ra và đặt trên giá đỡ * Các bước sai hỏng và cách khắc phục: Bảng 2.5. Các bước sai hỏng và cách khắc phục của hàn nối sợi quang bằng máy hàn quang nhiệt CÔNG YÊU CẦU NỘI TIÊU CỤ AN THÁI TÌNH BƯỚC SỰ LỖI XỬ LÝ DUNG CHUẨN TOÀN ĐỘ HUỐNG THIẾT HIỂU BỊ BIẾT Biết Tránh Kiểm Khởi Máy hàn sử làm Máy tra lại động Máy Nguồn quang dụng hư Cẩn không nguồn 1 máy hàn điện hoạt máy máy thận khởi AC hàn quang bị lỗi động hàn hàn động hoặc quang quang quang Adapter Tuốt lại lõi sợi, Sợi Biết làm Luồng quang Luồng Co thao Tránh phẳng co hoàn sợi nhiệt, tác lãm Cẩn Thao mặt cắt 2 nhiệt toàn quang sợi luồng gãy lõi thận tác sai ngang vào sợi nằm làm gãy quang co sợi lõi sợi, quang trong co lõi sợi nhiệt và vệ nhiệt sinh lõi sợi Dao - Dao Dao cắt Làm Mặt cắt Biết Cẩn Thao 3 cắt sợi, cắt bị trượt Cắt lại phẳng ngang cách thận tác sai mặt lõi cáp sợi sử bén KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 26
  30. Bài thực hành số 2: Thao tác lắp đặt hàn nối sợi quang cắt phẳng quang dụng - Lõi Tuốt lại ngang dụng sợi lõi sợi, Dao cắt lõi sợi cụ phải vệ sinh làm gãy Thao thứ phẳng lõi sợi toàn bộ tác sai nhất và thực lõi cáp với hiện lại chiều bước 3 dài lõi sợi 16 Tuốt lại mm lõi sợi, vệ sinh Thao lõi sợi tác sai và thực Mặt cắt hiện lại không bước 3 phẳng Thay Dao dao cắt cắt bị và thực mòn hiện lại bước 3 Sợi quang Đặt lại Thao Đặt sợi quá gần sợi quang tác sai Biết 2 bản quang dưới Đầu sợi cách cực đáy Sợi Sợi quang ở đặt rãnh quang, quang Sợi đáy rãnh sợi Cẩn Đặt lại 4 chữ V, máy nằm quang Thao chữ V quang thận sợi gần 2 hàn đúng quá xa 2 tác sai và gần 2 vào quang bản quang vị trí bản cực bản cực máy cực và hàn Góc lệch đóng Đặt lại sợi Thao kẹp sợi sợi quang tác sai quang quá lớn KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 27
  31. Bài thực hành số 2: Thao tác lắp đặt hàn nối sợi quang Tương Như Như Như Như Như Như Như tự cho Như bước bước bước bước bước 2, bước bước 2, 5 sợi bước 2, 2, 3, 4 2, 3, 2, 3, 4 2, 3, 3, 4 2, 3, 4 3, 4 quang 3, 4 4 4 thứ 2 Đầu sợi quang đặt Đặt lại quá sợi gần quang hoặc quá xa 2 bản cực Biết Sợi sử quang Độ dài Tuốt lại dụng có giá Sợi vết vỏ sợi Ghi Mối hàn máy trị suy Cẩn quang nứt quang, Máy nhận có suy hàn hao thận, quá xa của vệ sinh 6 hàn kết hao <= quang nằm chính (Too sợi lõi sợi quang quả 0.2 dB Biết trong xác Long quang và quay đọc chuẩn Fiber) quá lại kết cho dài bước 3 quả phép Bụi Vệ sinh hoặc lại ống bẩn kính trên của ống máy kính hàn của quang máy và đặt hàn lại sợi quang quang KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 28
  32. Bài thực hành số 2: Thao tác lắp đặt hàn nối sợi quang Vệ sinh Bề sợi mặt quang sợi và đặt quang Sợi lại sợi dơ quang quang quá dơ (Too Ống Dusty kính Fiber) của Vệ sinh máy lại ống hàn kính quang dơ Góc nghiêng Đặt Đặt lại lớn sợi sợi (Large quang quang Cleave bị lệch Angle) Đưa Thay Đưa Co co nhiệt co Biết Co nhiệt Co co nhiệt kích nhiệt Mối hàn cách không nhiệt, nhiệt Cẩn không thước 7 vào ở giữa đưa bao phủ sợi vào thận đúng lớn hơn giữa co nhiệt co toàn bộ quang đúng kích và quay mối nhiệt mối hàn hàn và vị trí thước lại đun co bước 2 KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 29
  33. Bài thực hành số 2: Thao tác lắp đặt hàn nối sợi quang nhiệt Máy hàn lỗi Kiểm Co nhiệt hoặc tra lại Máy Đun bị chảy hư, máy hàn co hàn và quang, nhiệt Do Biết quay lại co bao nhiệt cách bước 2 Co nhiệt nhiệt, phủ độ quá sử Cẩn bo tròn sợi mối cao dụng thận mối hàn quang, hàn, máy Máy Đun co giá đỡ tránh hàn Co nhiệt hàn nhiệt co làm chưa đủ lỗi lần nữa nhiệt phỏng độ nóng hoặc hoặc tay để bao hư do kiểm phủ mối nhiệt tra lại hàn độ quá máy thấp hàn Lấy Biết sợi cách Giá đỡ Tránh quang sử co làm Cẩn 8 ra và Kết thúc dụng nhiệt phỏng thận đặt giá tay trên đỡ co giá đỡ nhiệt Bài tập thực hành: Dùng máy hàn quang Fujikura 70S, sinh viên hãy nối lại 2 đoạn cáp quang 1FO, 2FO, 4FO, 8FO bị đứt. Sau đó dùng đèn laser kiểm tra sự thông quang và ghi nhận lại các bước thực hiện: KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 30
  34. Bài thực hành số 2: Thao tác lắp đặt hàn nối sợi quang CÂU HỎI CŨNG CỐ 1. Trình bày các bước sử dụng máy hàn quang Fujikura 70S. Một số sai hỏng và cách khắc phục. 2. Trình bày lại các bước hàn nối sợi quang bằng mối nối cơ khí và máy hàn quang. Các sai hỏng thường gặp và cách khắc phục. KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 31
  35. Bài thực hành số 3: Măng sông cáp dây nhảy và đầu nối BÀI THỰC HÀNH SỐ 3: MĂNG SÔNG CÁP DÂY NHẢY VÀ ĐẦU NỐI Giới thiệu: Tiếp theo của bài hàn nối lắp đặt sợi quang là bài thi công măng sông cáp quang (măng sông cáp quang 1FO, 12, 34FO) và hộp ODF (2FO, 4FO, 8FO, 24FO). Ngoài ra còn thao tác được hàn nối dây patch core, pigtail với sợi quang. Nhận diện được các chuẩn đầu đấu nối đó. Và đặc biệt sẽ học được quy trình và tự thi công đầu nối Fast Connector. 1. Mục tiêu: - Thao tác được các bước thực hiện một măng sông cáp, hộp ODF - Phân biệt được các loại dây patch core, dây pigtail và các chuẩn đầu đấu nối quang - Thao tác hàn nối được dây patch core, pigtail với sợi quang - Thi công được đầu nối Fast Connector - Triển khai được hệ thống mạng sử dụng cáp quang 2. Chuẩn bị: - Về kiến thức: + Trình bày được các chuẩn đầu đấu nối quang + Trình bày được các bước thực hiện một măng sông cáp, hộp ODF - Về vật tư: + Cáp quang 1FO SMF + Cáp quang 2FO SMF + Cáp quang 4FO SMF + Cáp quang treo 8FO SMF + Cáp quang ngầm 8FO SMF + Cáp quang ngầm 12FO SMF + Cáp quang ngầm 24FO SMF + Măng sông quang 24FO + Dây pigtail chuẩn SC/APC + Dây pigtail chuẩn SC/UPC KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 32
  36. Bài thực hành số 3: Măng sông cáp dây nhảy và đầu nối + Dây pigtail chuẩn FC/APC + Dây pigtail chuẩn FC/UPC + Dây patch core SC - SC + Dây patch core FC - FC + Dây patch core SC – FC + Băng keo điện + Băng keo giấy + Dây rút 15cm - Về thiết bị dụng cụ: TT Tên thiết bị, dụng cụ Quy cách Số lượng/nhóm 1 Kềm rọc vỏ cáp quang Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 2 Dao rọc giấy Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 3 Kềm cắt nhọn Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 4 Kềm đầu bằng Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 5 Máy hàn quang Cái 1 cái/nhóm/9 sinh viên 6 Dao cắt chính xác Cái 1 cái/nhóm/9 sinh viên 7 Kềm tuốt vỏ sợi quang Cái 1 cái/nhóm/6 sinh viên 8 Đèn Laser 20W Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 3. Nội dung thực hành: 3.1. Quy trình thực hiện măng sông cáp và thao tác dùng măng sông cáp kết nối sợi cáp tại mối hàn Khái niệm măng sông cáp quang: là thiết bị được sử dụng khi cần khắc phục một sự cố, một điểm đứt cáp quang chúng ta phải sử dụng đến chúng. Với chức năng là bảo vệ cho các mối hàn và sợi quang khỏi các tác nhân từ môi trường bên ngoài như va đập, thời tiết, côn trùng, măng xông quang giúp cho sợi quang được bảo vệ một cách tối đa. KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 33
  37. Bài thực hành số 3: Măng sông cáp dây nhảy và đầu nối Hình 3.1. Măng sông cáp quang thực tế + Công dụng của măng xông quang: Măng xông quang được dùng để bảo vệ các mối hàn và sợi quang, gồm hai đường cáp vào và hai đường cáp ra, có thể treo trên tường hoặc là chôn ngầm nó. Với ưu điểm có lớp vỏ bảo vệ làm bằng lớp nhựa siêu bền và cứng cùng dung lượng nhiều giúp cho măng xông quang có thể tái sử dụng được nhiều lần. Bộ măng xông quang 4 cổng ra vào gồm có các khay hàn quang để chứa sợi quang cần hàn, thanh cố định có tác dụng giữ được măng xông quang cố định, băng cách điện, băng đánh dấu, ống co nhiệt, công cụ mở ốc, móc treo, gioăng cao su, thanh chắn, Các thành phần bên ngoài măng xông quang và các mảnh gắn được làm từ thép không gỉ. + Đặc điểm của măng xông quang: – Cấu trúc bên trong măng xông quang đã được cải tiến để có thể dễ dàng trong việc tháo cũng như lắp ráp từng bộ phận. KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 34
  38. Bài thực hành số 3: Măng sông cáp dây nhảy và đầu nối – Được làm từ nhựa HDPE có khả năng chịu được va đập tốt, ăn mòn hóa học và chịu được sự khắc nghiệp của thời tiết. – Dung lượng từ 4 sợi quang cho đến lên tới 48 sợi quang, với tối đa 4 khay, mỗi khay có thể chứa từ 2 tới 12 sợi quang. – Được sử dụng để nối cáp thẳng hoặc rẽ nhánh cáp quang. – Có thể tái sử dụng, mở ra sau khi niêm phong. – Có thể treo trên tường hoặc chôn ngầm dưới đất. – Có tuổi thọ lên đến 30 năm nếu lắp đặt đúng, đáp ứng đầy đủ yêu cầu kỹ thuật. – Măng sông quang có 2 cổng cáp ra 2 cổng cáp vào. Lớp vỏ ngoài được làm bằng nhựa đặc chủng cực bền không ngấm nước, độ bền cao, không bị phân hủy ở trong nhiều điều kiện khắc nghiệt và trong nhiều loại môi trường khác nhau. Lớp vỏ này có tác dụng bảo vệ các mối hàn cáp quang và sợi quang đảm bảo một cách tốt nhất. + Phân loại măng xông quang: a. Măng xông quang loại mũ chụp: Hình 3.2. Măng xông quang loại mũ chụp Măng xông quang loại mũ chụp là loại thiết bị dùng cho việc bảo vệ các mối nối, mối hàn cáp quang. Chúng được làm từ chất liệu nhựa HDPE – loại nhựa có độ bền cao, chống ăn mòn cao nhờ vậy đảm bảo việc bảo vệ được các mối hàn một cách tối đa không lo việc va đậm, bị nước thấm vào b. Măng xông quang loại nằm ngang: KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 35
  39. Bài thực hành số 3: Măng sông cáp dây nhảy và đầu nối Nếu như măng xông quang loại mũ chụp có tác dụng giúp bảo vệ mối nối, hàn, thì măng xông cáp quang loại nằm ngang lại có tác dụng giúp khắc phục các điểm đứt cáp quang. Hình 3.3. Măng xông quang loại nằm ngang Cũng như măng xông quang loại mũ chụp tất cả các măng xông quang đều được chế tạo từ chất liệu nhựa HDPE chất lượng cao có khả năng chống chịu lại ảnh hưởng bởi các nhân tố môi trường bên ngoài tác động lên. Số dung lượng có thể dao động từ 24 tới 144 sợi quang. Trang bị gồm 2 cổng cáp vào và 2 cổng cáp ra đồng thời loại thiết bị này có đặc điểm dễ dàng thi công và khả năng chống nước, chống va đập cực tốt. Dễ dàng trong thi công, sửa chữa, bảo dưỡng mà không cần thêm phụ kiện. Kích thước bên trong đủ rộng để có thể đảm bảo được độ uốn cong của sợi quang mà không gây hư hỏng. Dung lượng của 1 khay có thể chứa 12 sợi quang. + Ưu điểm tiêu biểu của măng xông quang: Ưu điểm của măng xông quang là có điểm đấu nối vô cùng kiên cố, có độ bền lâu dài và suy hao tại đó rất thấp. Bên cạnh đó còn có lớp vỏ bảo vệ siêu bền cùng với dung lượng sử dụng tối đa tương đối lớn giúp thiết bị có thể sử dụng được nhiều lần. Tuy nhiên măng xông quang có hạn chế là việc thay đổi hay sửa chữa lại cần có thiết bị để thực hiện. Măng xông quang được làm từ chất liệu nhựa đặc chủng có tính chất không thấm nước, có độ bền cao và rất khó bị phân hủy ở nhiều môi trường khác nhau, từ đó đáp ứng cho rất nhiều nhu cầu sử dụng riêng biệt. Bên trong thiết bị này bao gồm khay phối có tác dụng sắp xếp và cố định các mối hàn. Măng xông quang là sản phẩm rất quan trọng khi hàn nối dây thuê bao mạng cáp quang, nó có thể chứa từ 12 cho đến 36 core cùng nhiều phụ kiện có sẵn kèm theo. Sản phẩm có khối lượng nhẹ, đây là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất cho măng sông dây thuê bao để dễ dàng trong việc di chuyển và thi công. Sản phẩm đảm bảo đường truyền quang tốt. KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 36
  40. Bài thực hành số 3: Măng sông cáp dây nhảy và đầu nối Sản phẩm có khả năng chống chịu được các nhân tố từ môi trường bên ngoài như nhiệt độ, độ ẩm, nhất là với thời tiết tương đối thất thường của Việt Nam hiện nay. * Quy trình thực hiện măng sông cáp: Bước 1: Cố định măng sông cáp quang Bước 2: Tuốt vỏ cáp quang với một đoạn dài từ 0.6 đến 1.0 mét (2 đầu) Bước 3: Cố định đầu cáp quang trong măng sông cáp (2 đầu) Bước 4: Luồng ống tube vào trong cat-set, và chừa 1 đoạn tube bằng 2 lần vòng cat- set Bước 5: Luồng thử các core sợi quang vào cat-set sao cho chỗ nối 2 sợi là chỗ đặt ống co nhiệt bảo vệ mối hàn trên cat-set Bước 6: Tiến hành hàn core quang thứ 1 (theo cùng mã màu của cáp quang) Bước 7: Quấn và sắp xếp các core quang vừa hàn xong vào cat-set Bước 8: Lặp lại bước 6, 7 cho đến khi hàn hết các core quang Bước 9: Đóng nắp măng sông và kết thúc quá trình Bài tập thực hành: Thi công một măng sông cáp quang 24FO để nối đoạn cáp quang 12FO bị đứt và sau đó sinh viên ghi nhận lại các bước thực hiện: Bài tập thực hành: Thi công một măng sông cáp quang 24FO để nối đoạn cáp quang 24FO bị đứt và sau đó sinh viên ghi nhận lại các bước thực hiện: KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 37
  41. Bài thực hành số 3: Măng sông cáp dây nhảy và đầu nối 3.2. Nhận dạng các loại dây patch core và dây pigtail – Dây path cord hay còn gọi là dây nhảy quang: là một đoạn sợi quang có đường kính phổ biến là 0.9, 2.0, 2.4, 3.0 mm, hai đầu đã được gắn sẵn đầu nối cáp quang, các loại đầu nối thông dụng hiện nay là dạng PC, UPC, APC, thuộc chuẩn: SC, LC,MU, ST, FC, E2000, Hình 3.4. Dây path cord chuẩn ST – Dây pigtail hay còn gọi là dây nối quang (hay dây hàn quang): Là một đoạn sợi quang có đường kính 0.9 mm, 1 đầu được gắn với đầu nối quang, phía còn lại để chờ, nhằm mục đích gắn vào cáp quang. Hình 3.5. Dây pigtail chuẩn ST + Dây nhảy quang và dây nối quang – pigtaill đều có những tính năng và công cụ riêng biệt: Bảng 3.1. Tính năng và công cụ riêng biệt của patch core Chỉ tiêu Dây nhảy quang – patch core Dây nối quang – Pigtail Giao tiếp giữa cáp và hộp Công dụng: Giao tiếp giữa thiết bị và hộp odf ODF Loại dây có thể để phơi, dưới tách Luôn phải được bảo vệ Cấu tạo: động nhẹ của lực trong hộp ODF Số lượng: tối thiểu là 02 đầu nối, tối đa 04 đầu 1 hoặc nhiều đầu nối cùng KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 38
  42. Bài thực hành số 3: Măng sông cáp dây nhảy và đầu nối nối một phía Suy hao: là suy hao đầu Là suy hao đầu Chiều dài: Tùy theo yêu cầu của ứng dụng Thông thường 1.5m phức tạp, kết nối nhiều đầu,giữa các Tính đa dạng đơn giản hơn đầu, chiều dài thay đổi * Một số hình ảnh dây patch core: Hình 3.6. Một số hình ảnh dây patch core thực tế Bài tập thực hành: Sinh viên nhận dạng các loại dây patch core và dây pigtail có tại xưởng và sau đó ghi nhận kết quả bên dưới: 3.3. Nhận dạng các chuẩn đầu đấu nối quang - Một số chuẩn đầu nối hiện nay: KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 39
  43. Bài thực hành số 3: Măng sông cáp dây nhảy và đầu nối Hình 3.7. Một số chuẩn đầu nối phổ biến hiện nay + Cấu tạo chung: - Mỗi loại đầu nối cáp quang được cấu tạo từ nhiều thành phần với tên gọi khác nhau, nhưng tựu chung vẫn gồm 3 thành phần chính: ống nối – ferrule, thân đầu nối – connector body, khớp nối – coupling mechanism Hình 3. 8. Cấu tạo đầu nối quang - Ống nói – Ferrule: là một cấu trúc dạng rỗng (thường là dạng trụ), được làm từ sứ, kim loại hoặc nhựa chất lượng cao. Chức năng dùng để giữ chặt sợi quang. - Thân đầu nối – Connector Body: Một cấu trúc làm từ nhựa hoặc kim loại chứa ống nối, cố định với lớp vỏ ngoài bảo vệ (jacket) và lớp chịu lực (strength members). - Khớp nối – Coupling Mechanism: là một phần của thân đầu nối, có nhiệm vụ cố định đầu nối khi thực hiện kết nối đến các thiết bị khác. + Các loại đầu nối quang: a. Đầu nối ST Được phát triển bởi AT&T, đầu nối ST là một trong các loại đầu nối đầu tiên được sử dụng rộng rãi trong hệ thống cáp quang. Đầu nối ST sử dụng một ống nối có đường kính 2,5 mm, với thân đầu nối làm từ nhựa hoặc kim loại (thường là kim loại), được cố định thông qua khớp nối dạng vặn (Twist–on/Twist–off), nên khi thực hiện kết nối cần chắc chắn rằng đầu nối đã được đưa vào đúng khớp KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 40
  44. Bài thực hành số 3: Măng sông cáp dây nhảy và đầu nối Hình 3.9. Ví dụ về đầu nối ST b. Đầu nối SC Đầu nối SC cũng sử dụng một ống nối có đường kính 2,5 mm, dùng để cố định sợi quang. Nhưng khác với đầu nối ST, SC sử dụng cơ chế cắm/rút giúp người dùng thao tác dễ dàng hơn so với cơ chế vặn xoắn của đầu nối ST, nhất là trong không gian hẹp. Ban đầu SC không được sử dụng nhiều vì giá thành cao gấp 2 lần so với đầu nối ST, nhưng theo thời gian, hiện tại chi phí cho một đầu nối SC đã giảm đáng kể và phổ biến hơn đến người dùng. Hình 3.10. Ví dụ về đầu nối SC c. Đầu nối LC Được phát triển bởi Lucient Technologies, LC là một đầu nối dạng nhỏ, sử dụng ống nối với đường kính chỉ 1,25 mm, phần thân đầu nối LC tương tự đầu nối SC, nhưng kích thước chỉ bằng một nửa so với đầu nối SC. Sử dụng cơ chế “tai giữ cố định” tương tự như đầu nối RJ45 sử dụng trong hệ thống cáp đồng đôi xoắn. Đầu nối LC thường được ứng dụng trong module quang SFP hoặc kết nối quang mật độ cao. Hình 3.11. Ví dụ về đầu nối LC d. Đầu nối FC KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 41
  45. Bài thực hành số 3: Măng sông cáp dây nhảy và đầu nối Đầu nối FC sử dụng ống nối dài 2,5 mm, được thiết kế đặc biệt với thân là dạng ren, thích hợp trong môi trường có độ rung cao. Thường được ứng dụng cho ngành viễn thông, nhưng hiện tại đã dần bị thay thế bởi đầu nối SC và LC. Hình 3.12. Ví dụ về đầu nối FC e. Đầu nối MT-RJ Được phát triển bởi AMP/Tyco và Corning, MT-RJ là đầu nối song công với hai sợi quang sử dụng chung một ống nối làm bằng polyme. Cơ chế khớp nối được thiết kế tương tự như đầu nối RJ45 cho cáp đồng đôi xoắn, MT-RJ có hai dạng là đầu đực và đầu cái. Hình 3.13. Ví dụ về đầu nối MT-RJ Bảng 3.2. Tóm tắt 5 loại đầu nối cáp quang * Một số chuẩn đầu nối của dây patch core: KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 42
  46. Bài thực hành số 3: Măng sông cáp dây nhảy và đầu nối Hình 3.14. Một số chuẩn đầu nối của dây patch core Bài tập thực hành: Sinh viên nhận dạng các chuẩn đầu đấu nối quang của các dây pigtail và patch core có tại xưởng và sau đó ghi nhận kết quả bên dưới: 3.4. Quy cách làm sạch các bộ nối Bề mặt kết nối đóng vai trò vô cùng quan trọng trong hiệu suất kết nối cáp quang. Bề mặt kết nối không đảm bảo thì có thể dẫn tới hiệu suất truyền dẫn thông tin ở ánh sáng bị giảm. Do đó cần phải kiểm tra thật kỹ bề mặt kết nối trước khi thực hiện kết nối trong hệ thống cáp quang. Ngoài ra cũng cần lưu ý đến nhiệt độ môi trường làm việc của cáp quang. Ở các môi trường khắc nghiệt thì các đầu nối cáp quang và sợi quang có thể sẽ bị dịch chuyển hay bị biến đổi về hình dạng, dẫn tới giảm hiệu suất truyền dẫn. * Quy cách làm sạch các bộ nối: + Kiểm tra bộ nối với kính phóng đại + Nếu phát hiện vết bẩn, sử dụng các dụng cụ vệ sinh chuyên dụng cho thiết bị quang hoặc dùng cồn 900 vệ sinh làm sạch và sau đó lau khô KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 43
  47. Bài thực hành số 3: Măng sông cáp dây nhảy và đầu nối Lưu ý: quá trình cắm rút sẽ làm các hạt bụi và vết bẩn này dịch chuyển và có khả năng di chuyển vào vùng lõi sợi quang. Điều này càng nguy hiểm hơn nếu xảy ra trong lúc hệ thống đang hoạt động, khi đó nguồn sáng lazer truyền trong sợi quang sẽ đốt cháy hạt bụi hay vết bẩn và biến chúng thành một “vết bẩn vĩnh viễn”, không có bất cứ dụng cụ vệ sinh nào có thể loại bỏ được. Bài tập thực hành: Sinh viên thực hành vệ sinh các bộ nối các dây patch core có tại xưởng và sau đó ghi nhận lại kết quả thực hiện 3.5. Thi công đầu Fast Connector + Cấu tạo của đầu nối quang Fast Connector Hình 3.15. Cấu tạo của đầu nối quang Fast Connector KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 44
  48. Bài thực hành số 3: Măng sông cáp dây nhảy và đầu nối Một đầu nối gồm có 5 bộ phận chính: đầu sứ (Ferrule), khóa đuôi, thân đầu nối, vỏ đầu nối, chuôi cáp, khóa đuôi và lò xo (collar assembly) như trên hình vẽ. Phần đầu sứ (ferrule) được hỗ trợ sợi quang tiếp xúc thẳng hàng được thiết kế ở phía trước, giúp giảm thiểu chỉ số suy hao kết nối. Ferrule được giữ bởi Collar assembly một bộ phận có chức năng như lò xo ở bên trong thân đầu nối, đẩy đầu ferrule về phía trước để tạo ra sự tiếp xúc tốt nhất khi kết nối hai đầu Connector hoặc kết nối đến thiết bị. Ngoài ra, ở phía cuối đầu nối cáp quang thường có một bộ phận giúp tăng khả năng chống vặn xoắn và độ chịu tải khi kéo cáp. Đồng thời, phần đầu nối làm bằng nhựa không những giúp hạn chế sự uốn cong khi kết nối cáp vào thiết bị mà còn giảm thiểu suy hao tín hiệu quang. + Các dạng điểm tiếp xúc cáp quang: a. Dạng Physical Contact (PC) Dạng điểm tiếp xúc PC được làm vạt cong và sử dụng với đầu nối SC, FC và ST có giá trị suy hao phản xạ trong khoảng 40dB. b. Dạng Ultra Physical Contact (UPC) Dạng điểm tiếp xúc UPC được vạt cong và sử dụng với các đầu nối FC, ST,SC và E2000 và có giá trị suy hao phản xạ thấp hơn PC là 50dB. c. Dạng Angled Physical Contact (APC) Dạng điểm tiếp xúc APC lại vát chéo theo một góc 8 độ và có giá trị suy hao phản xạ khoảng 60dB Hình 3.16. Các dạng điểm tiếp xúc cáp quang KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 45
  49. Bài thực hành số 3: Măng sông cáp dây nhảy và đầu nối Để đấu nối được đầu fast connector chúng ta cần một bộ dụng cụ làm cáp quang bao gồm các thiết bị sau: + Dao cắt sợi quang + Kềm tách vỏ cáp quang thuê bao + Kềm tuốt sợi quang + Bút soi sợi quang + Giấy lau và lọ dựng cồn Các bước tiến hành Bước 1. Đưa nắp cố định vào sợi cáp quang thuê bao đệm chặt, sau đó tuốt và cắt sợi quang theo kích thước như hình vẽ: Hình 3.17. Ví dụ về tuốt và cắt sợi quang theo kích thước Bước 2. Đưa sợi quang đã cắt vào đầu nối nhanh Fast Connector SC/APC sao cho bề mặt sợi quang tiếp xúc với sợi quang đặt sẵn bên trong đầu nối nhanh Fast Connector SC/APC sau đó đẩy nhẹ sợi quang cho sợi quang hơi cong lên một chút rồi đẩy cái lẫy màu vàng về phía trước để giữ chặt sợi quang và nhẹ nhàng cố định bằng nắp bịt có ren vặn. Hình 3.18. Đưa sợi quang vào điểm tiếp xúc của đầu Fast Conector Bước 3: Khi đã hoàn thành, cần tiến hành đo kiểm và nghiệm thu hệ thống mạng sợi quang bằng các loại máy đo chuyên dụng. Bằng cách đo đạc sẽ kiểm định được chỉ số suy hao của tuyến dây cáp quang. Bài tập thực hành: Cho đầu Fast Connecter chuẩn SC/APC và cáp quang 1FO. Sinh viên hãy thi công gắn sợi quang vào đầu Fast Connector và sau đó ghi nhận lại các bước thực hiện: KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 46
  50. Bài thực hành số 3: Măng sông cáp dây nhảy và đầu nối Bài tập thực hành: Cho sơ đồ thi công của hộp ODF (Optical Distribution Frames) như sau: Sinh viên hãy thực hiện đấu nối sợi quang 2FO vào hộp ODF 2FO như sơ đồ trên. Biết sử dụng đầu nối Fast Connector SC/APC đấu nối với sợi quang và sau đó ghi nhận kết quả: 3.6. Thi công và lắp đặt hộp ODF Các vật dụng cần chuyển bị trước khi hàn nối: Để thực hiện việc hàn cáp quang bên trong hộp phối quang ODF trước hết chúng ta phải chuẩn bị các vật dụng để hàn cáp quang và tiếp theo là những thứ có liên quan đến hộp phối quang. - Dụng cụ hàn quang - Cáp quang - Ống co nhiệt - Dây hàn quang và các phụ kiện bên trong hộp phối quang Về cơ bản thì chỉ cần sử dụng đến máy hàn quang, cáp quang, ống có nhiệt và dây hàn quang là đủ tuy nhiên trong một hộp phối quang đầy đủ phụ kiện thì các phụ kiện bên trong sẽ có những vai trò khác nhau, chúng bổ trợ cho nhau để các mối hàn cáp quang được bảo vệ tốt nhất. KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 47
  51. Bài thực hành số 3: Măng sông cáp dây nhảy và đầu nối Bắt đầu với bộ dụng cụ hàn cáp quang chúng ta sẽ phải chuẩn bị các thứ kèm theo như là dao cắt chính xác, máy hàn quang, kềm tuốt sợi quang, cuộn giấy và băng dính * Quy trình thi công và lắp đặt hộp ODF: Bước 1: Xử lý sợi cáp quang Bước đầu tiên với tất cả các loại cáp quang, dù có là loại cáp mấy Core đi nữa thì bước tuốt sợi quang này cũng luôn là bước đầu tiên. Chúng ta sử dụng loại kềm chuyên dụng để tuốt lớp vỏ bọc bên ngoài của cáp quang, sau đó sử dụng băng dính cuốn chặt quanh điểm mà chúng ta vừa cắt, sau đó tiếp tục sử dụng kềm tuốt sợi quang để loại bỏ lớp bọc bảo vệ thứ 2. Sau khi đó dùng các loại giấy vệ sinh thông thường làm sạch sợi quang (có thể sử dụng kêt hợp với cồn đề làm sạch sợi quang). Khâu quan trọng nhất trong phần này chính là khâu cắt sợi quang, cho sợi quang vào trong máy cắt và đặt đúng khe để cố định sợi cáp quang. Khi làm như vậy sợi cáp quang sẽ được cắt phẳng và chuẩn hơn. Lưu ý: Bọc băng dính là để lúc nhét sợi cáp vào trong hộp ODF thì phần cáp quang mỏng manh ở đầu điểm cắt sẽ không bị ảnh hưởng và sẽ tạo độ khít cho cáp với các lỗ của hộp ODF. Khi tuốt dây sợi quang không nên cắt quá dài mà chỉ nên cắt khoảng chừng 30cm là phù hợp. Bước 2: Xử lý hộp phối quang Hộp phối quang có nhiều loại khác nhau và cách xử lý với các hộp phối quang này cũng là khác nhau. Thí dụ với các loại ODF trong nhà có vỏ bằng sắt kích thước 24FO, 16FO lắp trong vỏ 24FO thì sẽ không cần phải xử lý gì nhiều. Còn với những loại ODF vỏ nhựa thì chúng ta cần xử lý một chút. Trước hết là mở rộng phần lỗ cáp đi vào ở 1 bên của ODF (do mặc định lỗ của hộp ODF là tương đối nhỏ lên sẽ cần mở rộng để cáp quang có thể đặt vào mà không gây ảnh hưởng gì với sợi quang). Tiếp theo là loại bỏ các “tai” không cần thiêt bên trong hộp ODF để dọn đường cho dây hàn quang và sợi cáp quang. Bước 3 : Xử lý dây hàn quang Dây hàn quang là một loại dây có đường kính tương đối nhỏ do vậy khi xử lý các bạn cần thật cẩn thận để tránh làm đứt sợi quang. Chiều dài của dây hàn quang thường là 1,5m do vậy với các loại ODF cỡ lớn thì chúng ta không cần giảm bớt độ dài của dây còn với các loại nhỏ như 2FO hay 4FO thì chúng ta nên cắt bớt dây hàn quang đi và chỉ lấy phân nửa tầm khoảng 40cm là dư để sử dụng và không chiếm diện tích của hộp phối quang. Chúng ta cắm đầu dây hàn quang vào trong Adapter sau đó sử dụng kềm tuốt để loại bỏ lớp vỏ bên ngoài tiếp tục loại bỏ lớp vỏ bọc cuối cùng của KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 48
  52. Bài thực hành số 3: Măng sông cáp dây nhảy và đầu nối dây hàn quang để lấy phần sợi quang thực hiện hàn sợi cáp quang (chỉ lấy khoảng 8cm là đủ). Với dây hàn chúng ta cũng thực hiện như sợi cáp quang vậy, sau khi lấy được sợi quang chúng ta sẽ thực hiện cắt sợi quang bằng máy cắt sợi quang để đảm bảo sợi quang có thể dễ dàng hàn nối. Bài tập thực hành: Cho sơ đồ thi công của hộp ODF (Optical Distribution Frames) như sau: Hình 3.19. Hộp ODF 4FO Sinh viên hãy thực hiện đấu nối cáp quang 4FO vào hộp ODF 4FO như sơ đồ trên. Dùng máy hàn quang, hàn nối sợi quang vào các dây pigtail. Biết các port của ODF 4 FO sử dụng đầu nối chuẩn SC để kết nối và sau đó ghi nhận các bước thực hiện: Bài tập thực hành: Cho hộp ODF (Optical Distribution Frames) như sau: Hình 3.20. Hộp ODF 24FO KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 49
  53. Bài thực hành số 3: Măng sông cáp dây nhảy và đầu nối Sinh viên hãy thực hiện đấu nối cáp quang 24FO vào hộp ODF 24FO như hình trên. Dùng máy hàn quang, hàn nối sợi quang vào các dây pigtail. Biết các port của ODF 24 FO sử dụng đầu nối chuẩn FC để kết nối và sau đó ghi nhận các bước thực hiện: 3.7. Thi công mô hình mạng (mạng LAN máy tính và mạng Camera IP) sử dụng thiết bị converter quang - điện Bài tập thực hành 1: Sinh viên hãy thi công đấu nối hệ thống mạng LAN máy tính sử dụng cáp quang như hình vẽ bên dưới và sau đó ghi nhận lại các bước thực hiện: Hình 3.21. Mô hình hệ thống mạng LAN máy tính sử dụng cáp quang Sinh viên hãy thi công thực hiện mô hình đấu nối như hình trên. Biết: UTP cable: sử dụng cable UTP Cat5e. Media Converter: thiết bị chuyển đổi quang - điện, điện – quang 1 sợi quang. Switch: bộ chia mạng. Optic Fiber: cáp quang 1FO. Sinh viên phải sử dụng địa chỉ IP Private đã được quy định trong chuẩn viễn thông quốc tế. KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 50
  54. Bài thực hành số 3: Măng sông cáp dây nhảy và đầu nối Bài tập thực hành 2: Sinh viên hãy thi công đấu nối hệ thống mạng Camera IP sử dụng cáp quang như hình vẽ bên dưới và sau đó ghi nhận lại các bước thực hiện: Hình 3.22. Mô hình hệ thống mạng Camera IP sử dụng cáp quang Sinh viên hãy thi công thực hiện mô hình đấu nối như hình trên. Biết: UTP cable: sử dụng cable UTP Cat5e. Media Converter: thiết bị chuyển đổi quang - điện, điện – quang 2 sợi quang. Switch: bộ chia mạng. Optic Fiber: cáp quang 2 FO. Sinh viên phải sử dụng địa chỉ IP Private đã được quy định trong chuẩn viễn thông quốc tế. KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 51
  55. Bài thực hành số 3: Măng sông cáp dây nhảy và đầu nối CÂU HỎI CŨNG CỐ 1. Trình bày các bước thi công đầu Fast Connector 2. Trình bày các bước thi công và lắp đặt hộp ODF thực tế KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 52
  56. Bài thực hành số 4: Quy trình kiểm tra bằng máy đo công suất quang BÀI THỰC HÀNH SỐ 4: QUY TRÌNH KIỂM TRA BẰNG MÁY ĐO CÔNG SUẤT QUANG Giới thiệu: Bài học này tác giả chủ yếu tập trung vào phần hướng dẫn đo suy hao của mối nối, connector, uốn cong, dây nhảy, dùng máy đo công suất. Để hình dùng cho người học dễ hiểu nhất tác giả đã xây dựng các bài học đó dựa vào mô hình thực tế. Ngoài ra cũng giới thiệu thêm đo suy hao của tuyến quang trong thực tế dựa vào phương pháp 2 điểm. 1. Mục tiêu: - Đọc và giải thích được các thông số trên máy đo công suất quang - Sử dụng được máy đo công suất quang - Dùng máy đo công suất quang đo được suy hao của mối nối, dây nhảy, sợi quang uốn cong, sợi quang gãy đứt và quỹ công suất tuyến quang - Đo được suy hao của tuyến quang trong thực tế dựa vào phương pháp 2 điểm 2. Chuẩn bị: - Về kiến thức: + Trình bày được các chuẩn đầu đấu nối quang + Trình bày được các bước thực hiện một măng sông cáp, hộp ODF - Về vật tư: + Cáp quang 1FO SMF + Cáp quang 2FO SMF + Cáp quang 4FO SMF + Dây pigtail chuẩn SC/APC + Dây pigtail chuẩn SC/UPC + Dây pigtail chuẩn FC/APC + Dây pigtail chuẩn FC/UPC + Dây patch core SC - SC + Dây patch core FC - FC + Dây patch core SC – FC KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 53
  57. Bài thực hành số 4: Quy trình kiểm tra bằng máy đo công suất quang + Sợi bù quang 500 mét và 1000 mét - Về thiết bị dụng cụ: TT Tên thiết bị, dụng cụ Quy cách Số lượng/nhóm 1 Kềm rọc vỏ cáp quang Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 2 Dao rọc giấy Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 3 Kềm cắt nhọn Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 4 Kềm đầu bằng Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 5 Máy hàn quang Cái 1 cái/nhóm/9sinh viên 6 Máy đo công suất quang Cái 1 cái/nhóm/9sinh viên 7 Dao cắt chính xác Cái 1 cái/nhóm/9 sinh viên 8 Kềm tuốt vỏ sợi quang Cái 1 cái/nhóm/6 sinh viên 9 Đèn Laser 20W Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 3. Nội dung thực hành: 3.1. Giới thiệu máy đo công suất quang Máy đo công suất quang là phụ kiện mạng quan trọng có nguồn sáng và khả năng đo lường sự hao phí trong quá trình truyền tín hiệu quang học của cáp quang. Máy đo công suất quang sử dụng trong quá trình thi công các thiết bị nguồn phát, nguồn nhận và đường truyền quang học. Máy đo công suất quang được thiết kế rất nhỏ gọn, cầm tay dễ dụng, sử dụng phổ biến trong các công nghệ sử dụng đường truyền quang học. Máy đo công suất quang được sử dụng để đo công suất tín hiệu hay độ mạnh yếu của tín hiệu, thông qua đó đánh giá được chất lượng đường truyền xem có đạt được yêu cầu hay không để từ đó người dùng có những phương án khắc phục nhằm nâng cao chất lượng tín hiệu khi cần. KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 54
  58. Bài thực hành số 4: Quy trình kiểm tra bằng máy đo công suất quang 3.2. Thao tác các nút chức năng Hình 4.1. Máy đo công suất quang – Phím On/Off: Dùng để tắt bật thiết bị. – Phím dB (hoặc Reference): Dùng để đo công suất tương đối hay dùng trong phép đo suy hao (kết hợp với máy phát công suất). – Phím λ: Dùng để lựa chọn bước sóng cần đo. – Phím Light: Để bật tắt đèn màn hình. – Phím Zero:Reset về 0. 3.3. Đọc các thông số trên máy đo công suất quang * Quy trình đọc các thông số trên máy đo công suất quang Bước 1: Bật nguồn thiết bị bằng phím On/off Bước 2: Lựa chọn bước sóng cần đo, mặc định là bước sóng 1310nm Bước 3: Kết nối máy đo với nguồn tín hiệu cần đo (kết nối trực tiếp hoặc qua dây nhảy quang với đầu connector phù hợp) Bước 4: Đọc giá trị công suất trên màn hình hiển thị theo đơn vị dBm, đây là giá trị cần đo 3.4. Đo suy hao mối nối dùng bộ bù: Trước hết cần khái niệm bộ bù: là sợi quang giả lập có độ dài mong muốn như 500m, 1000m, 2000m Dùng để giả lập một tuyến quang thực tế có chiều dài tuyến quang rất xa để đo suy hao connector, mối hàn, dây nhảy quang gần nguồn phát quang. * Mô hình hệ thống: KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 55
  59. Bài thực hành số 4: Quy trình kiểm tra bằng máy đo công suất quang Hình 4.2. Mô hình hệ thống đo suy hao mối nối dùng bộ bù Điều kiện đo: + Nguồn quang: bút laser, máy phát công suất quang + Điểm A, B là mối nối giữa sợi bù quang và dây pigtail + Sợi bù quang sử dụng cho tuyến quang giả lập Công thức tính suy hao mối nối dùng bộ bù: Suy hao 1 mối nối = (công suất phát – 2.suy hao dây pigtail – suy hao của sợi bù quang – công suất thu)/2 Về lý thuyết: + Suy hao cáp quang cho phép ở bước sóng 850nm: 3.5dBm/km (Cáp quang MM) + Suy hao cáp quang cho phép ở bước sóng 1300nm: 1.0dBm/km (Cáp quang MM) + Suy hao cáp quang cho phép ở bước sóng 1310nm: 0.35dBm/km (Cáp quang SM) + Suy hao cáp quang cho phép ở bước sóng 1550nm: 0.22dBm/km (Cáp quang SM) + Suy hao mối hàn cáp quang <0.1dBm (Thực tế suy hao < 0.05dBm) + Các suy hao do đầu nối connector: <0.5dBm (Đối với loại đầu nối SC/APC suy hao là 0.35dBm) Bài tập thực hành: Sinh viên tiến hành đo suy hao mối nối dùng bộ bù. Ghi kết quả đo được vào bảng kết quả và so sánh với công thức đã nêu: Công suất Chiều dài Công suất thu Suy hao mối nối STT Bước sóng nguồn sợi bù quang (mW) quang quang (dBm) KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 56
  60. Bài thực hành số 4: Quy trình kiểm tra bằng máy đo công suất quang 1 λ = 850nm 1 mW 500 mét 2 λ = 850nm 3 mW 500 mét 3 λ = 850nm 1 mW 1000 mét 4 λ = 850nm 3 mW 1000 mét 5 λ = 1310nm 1 mW 500 mét 6 λ = 1310nm 3 mW 500 mét 7 λ = 1310nm 1 mW 1000 mét 8 λ = 1310nm 3 mW 1000 mét 9 λ = 1550nm 1 mW 500 mét 10 λ = 1550nm 3 mW 500 mét 11 λ = 1550nm 1 mW 1000 mét 12 λ = 1550nm 3 mW 1000 mét 3.5. Đo suy hao của dây nhảy dùng bộ bù * Mô hình hệ thống: Hình 4.3. Mô hình hệ thống đo suy hao của dây nhảy dùng bộ bù Điều kiện đo: KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 57
  61. Bài thực hành số 4: Quy trình kiểm tra bằng máy đo công suất quang + Nguồn quang: bút laser, máy phát công suất quang + Điểm A, B là mối nối giữa sợi bù quang và dây pigtail + Sợi bù quang sử dụng cho tuyến quang giả lập Công thức tính suy hao mối nối dùng bộ bù: Suy hao dây nhảy (patch core) = công suất phát – suy hao connector – suy hao của sợi bù quang – suy hao của mối hàn - công suất thu Bài tập thực hành: Sinh viên tiến hành đo suy hao của dây nhảy dùng bộ bù. Ghi kết quả đo được vào bảng kết quả và so sánh với công thức đã nêu: Công suất Chiều dài Công suất thu Suy hao dây nhảy STT Bước sóng nguồn sợi bù quang (mW) (dBm) quang quang 1 λ = 850nm 1 mW 500 mét 2 λ = 850nm 3 mW 500 mét 3 λ = 850nm 1 mW 1000 mét 4 λ = 850nm 3 mW 1000 mét 5 λ = 1310nm 1 mW 500 mét 6 λ = 1310nm 3 mW 500 mét 7 λ = 1310nm 1 mW 1000 mét 8 λ = 1310nm 3 mW 1000 mét 9 λ = 1550nm 1 mW 500 mét 10 λ = 1550nm 3 mW 500 mét 11 λ = 1550nm 1 mW 1000 mét 12 λ = 1550nm 3 mW 1000 mét 3.6. Đo suy hao của sợi quang uốn cong dùng bộ bù * Mô hình hệ thống: KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 58
  62. Bài thực hành số 4: Quy trình kiểm tra bằng máy đo công suất quang Hình 4.4. Mô hình hệ thống đo suy hao của sợi quang uốn cong dùng bộ bù Điều kiện đo: + Nguồn quang: bút laser, máy phát công suất quang + Điểm A, B là mối nối giữa sợi bù quang và dây pigtail + Sợi bù quang sử dụng cho tuyến quang giả lập Công thức tính suy hao của sợi quang uốn cong dùng bộ bù: Suy hao sợi quang uốn cong = công suất thu sợi quang chưa uốn cong - công suất thu sợi quang uốn cong Bài tập thực hành: Sinh viên tiến hành đo suy hao của dây nhảy dùng bộ bù. Ghi kết quả đo được vào bảng kết quả và so sánh với công thức đã nêu: Công suất thu Công suất Công Chiều quang đối với thu quang suất dài sợi suy hao uốn STT Bước sóng sợi quang đối với sợi nguồn bù cong (dBm) chưa uốn quang uốn quang quang cong (mW) cong (mW) 1 λ = 850nm 1 mW 500 mét 2 λ = 850nm 3 mW 500 mét λ = 3 1 mW 500 mét 1310nm KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 59
  63. Bài thực hành số 4: Quy trình kiểm tra bằng máy đo công suất quang λ = 4 3 mW 500 mét 1310nm λ = 5 1 mW 500 mét 1550nm λ = 6 3 mW 500 mét 1550nm 3.7. Đo suy hao của sợi quang gãy, đứt dùng bộ bù * Mô hình hệ thống: Hình 4.5. Mô hình hệ thống đo suy hao của sợi quang gãy, đứt dùng bộ bù Điều kiện đo: + Nguồn quang: bút laser, máy phát công suất quang + Điểm A là mối nối giữa sợi bù quang và dây pigtail + Điểm B là mối nối giữa sợi bù quang và cáp quang 1FO + Điểm C là mối nối giữa sợi bù quang và dây pigtail + Sợi bù quang sử dụng cho tuyến quang giả lập Bài tập thực hành: Sinh viên tiến hành đo suy hao của sợi quang gãy, đứt dùng bộ bù. Ghi nhận kết quả đo được vào bảng kết quả và rút ra nhận xét: KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 60
  64. Bài thực hành số 4: Quy trình kiểm tra bằng máy đo công suất quang Công suất thu Công suất Chiều dài quang đối với suy hao sợi quang STT Bước sóng nguồn sợi bù sợi quang chưa gãy, đứt (dBm) quang quang uốn cong (mW) 1 λ = 850nm 1 mW 500 mét 2 λ = 1310nm 1 mW 500 mét 3 λ = 1550nm 1 mW 500 mét * Nhận xét: 3.8. Đo quỹ tuyến quang * Mô hình hệ thống: Hình 4.6. Mô hình hệ thống đo quỹ tuyến quang Điều kiện đo: + Nguồn quang: bút laser, máy phát công suất quang KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 61
  65. Bài thực hành số 4: Quy trình kiểm tra bằng máy đo công suất quang + Điểm A, B là connector kết nối giữa dây patch core và sợi quang Mục đích của quỹ tuyến quang là đảm bảo công suất đến máy thu đủ lớn để duy trì hoạt động tin cậy trong suốt thời gian sống của hệ thống. Công suất trung bình nhỏ nhất đòi hỏi bởi máy thu được gọi là độ nhạy của máy thu. Bài tập thực hành: Sinh viên tiến hành đo quỹ tuyến quang mô hình trên biết hệ thống trên kết nối với máy thu quang có độ nhạy máy thu là 0.5 mW và cho nhận xét bên dưới: Công suất Chiều dài Hệ thống trên có Công suất thu tại STT Bước sóng nguồn sợi bù hoạt động được cuối sợi quang quang không? 1 λ = 850nm 0.5 mW 1000 mét 2 λ = 1310nm 0.5 mW 1000 mét 3 λ = 1550nm 0.5 mW 1000 mét 1 λ = 850nm 0.5 mW 2000 mét 2 λ = 1310nm 0.5 mW 2000 mét 3 λ = 1550nm 0.5 mW 2000 mét * Nhận xét: 3.9. Đo suy hao của tuyến quang bằng máy đo công suất tại lần lượt 2 điểm A, B * Mô hình hệ thống: KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 62
  66. Bài thực hành số 4: Quy trình kiểm tra bằng máy đo công suất quang Hình 4.7. Mô hình hệ thống đo suy hao của tuyến quang bằng máy đo công suất tại lần lượt 2 điểm A, B Điều kiện đo: + Nguồn quang: bút laser, máy phát công suất quang + Điểm A, B là connector kết nối giữa dây patch core và sợi quang * Quy trình thực hiện: Bước 1: Tiến hành đo từ A → B, ghi nhận lại kết quả đo: Bước 2: Tiến hành đo từ B → A, ghi nhận lại kết quả đo: Bước 3: So sánh công suất tại 2 điểm A và B và đưa ra kết luận suy hao. Bài tập thực hành: Sinh viên đo suy hao của tuyến quang trên bằng máy đo công suất quang bằng phương pháp 2 điểm A, B và cho nhận xét: KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 63
  67. Bài thực hành số 4: Quy trình kiểm tra bằng máy đo công suất quang Công suất phát Công suất thu Suy hao tuyến STT Bước sóng (nm) quang tại A (mW) quang tại B (mW) quang (dBm) 1 850 nm 0.5 mW 2 1310 nm 0.5 mW 3 1550 nm 0.5 mW Công suất phát Công suất thu Suy hao tuyến STT Bước sóng (nm) quang tại B (mW) quang tại A (mW) quang (dBm) 1 850 nm 0.5 mW 2 1310 nm 0.5 mW 3 1550 nm 0.5 mW * Nhận xét: KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 64
  68. Bài thực hành số 4: Quy trình kiểm tra bằng máy đo công suất quang 3.10. Đo suy hao của một tuyến quang giả lập * Mô hình hệ thống: Hình 4.8. Mô hình hệ thống đo suy hao của một tuyến quang giả lập Điều kiện đo: + Nguồn quang: bút laser, máy phát công suất quang + Connector kết nối giữa dây patch core và sợi quang * Quy trình thực hiện: Bước 1: Chọn công suất phát quang Bước 2: Đánh giá suy hao toàn tuyến Bước 3: Đo công suất quang thu Bước 4: Tính suy hao toàn tuyến và kiểm chứng lại với lý thuyết Bài tập thực hành: Sinh viên dựa vào mô hình trên để thực hiện đo suy hao toàn tuyến, ghi nhận lại kết quả sau và đưa ra nhận xét: Bước sóng Công suất phát Công suất thu Suy hao toàn (dBm) tuyến (dB) KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 65
  69. Bài thực hành số 4: Quy trình kiểm tra bằng máy đo công suất quang 1310 nm 1 mW 1550 nm 1 mW 1310 nm 2 mW 1550 nm 2 mW 1310 nm 3 mW 1550 nm 3 mW CÂU HỎI CŨNG CỐ 1. Trình bày cách sử dụng các phím chức năng của máy đo công suất quang 2. Giải thích các giá trị ghi nhận được trên máy đo công suất quang 3. Trình bày các bước đo suy hao của một tuyến quang KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 66
  70. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR BÀI THỰC HÀNH SỐ 5: ĐO SUY HAO THEO PHƯƠNG PHÁP QUANG DỘI OTDR Giới thiệu: Bài học này tác giả muốn giới thiệu đến học sinh sinh viên về máy đo quang dội OTDR như thao tác sử dụng, quy trình đo, phân tích và giải thích được các sự kiện trên máy đo, từ đó đánh giá chất lượng hệ thống và phát hiện được điểm đứt, gãy, các điểm dị thường của hệ thống để có hướng khắc phục. 1. Mục tiêu: - Giải thích được các thông số, hình vẽ đo được trên thiết bị OTDR để từ đó tìm được nguyên nhân gây ra lỗi, suy hao - Sử dụng được máy đo quang dội OTDR - Đo được suy hao tuyến quang bằng phương pháp dội OTDR 2. Chuẩn bị: - Về kiến thức: + Trình bày được nguyên lý hoạt động của máy đo quang dội OTDR + Trình bày được các nguyên nhân gây ra suy hao trong sợi quang + Phân tích được kết quả đo từ số liệu và hình ảnh của máy OTDR - Về vật tư: + Cáp quang 1FO SMF + Cáp quang 2FO SMF + Cáp quang 4FO SMF + Cáp quang treo 8FO SMF + Dây pigtail chuẩn SC/APC + Dây pigtail chuẩn SC/UPC + Dây pigtail chuẩn FC/APC + Dây pigtail chuẩn FC/UPC + Dây patch core SC - SC + Dây patch core FC - FC KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 67
  71. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR + Dây patch core SC – FC + Băng keo điện + Băng keo giấy + Dây rút 15cm - Về thiết bị dụng cụ: TT Tên thiết bị, dụng cụ Quy cách Số lượng/nhóm 1 Kềm rọc vỏ cáp quang Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 2 Dao rọc giấy Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 3 Kềm cắt nhọn Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 4 Kềm đầu bằng Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 5 Máy hàn quang Cái 1 cái/nhóm/9sinh viên 6 Dao cắt chính xác Cái 1 cái/nhóm/9 sinh viên 7 Kềm tuốt vỏ sợi quang Cái 1 cái/nhóm/6 sinh viên 8 Đèn Laser 20W Cái 1 cái/nhóm/3 sinh viên 9 Máy đo OTDR Cái 1 cái/nhóm/18 sinh viên YOKOGAWA AQ7275 3. Nội dung thực hành: 3.1. Giới thiệu phương pháp đo quang dội, thiết bị OTDR Hiện nay máy đo OTDR sử dụng tại xưởng viễn thông là máy hiệu YOKOGAWA AQ7275. Máy này dùng để xác định chiều dài sợi cáp quang và suy hao trên toàn bộ chiều dài sợi cáp quang như phân tích suy hao toàn tuyến, suy hao điểm nối, đầu nối, adaptor quang, suy hao uốn cong Nó cũng được sử dụng để tìm ra điểm gãy sợi quang trên tuyến quang xảy ra khi bị sự cố. Chính vì vậy người sử dụng máy đo cáp quang OTDR phải là người có kinh nghiệm, đào tạo và huấn luyện chuyên sâu về chuyên môn. Hiện nay Hãng YOKOGAWA đã mở rộng đến 9 mô hình để lựa KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 68
  72. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR chọn và với phạm vi dải động lên đến 45dB. Khả năng bước sóng kéo dài từ 850nm (MMF) đến 1650nm (SMF). + Đặc điểm nổi bật: - Nhiều module đo cho các ứng dụng cụ thể - Thiết kế cho các ứng dụng FTTH cho tới mạng Metro, Core Network - Dải động lên tới 45dB - Vùng mù sự kiện (0.8 m) - Màn hình 8.4″ LCD - Pin sử dụng liên tục 6 giờ - Trích xuất dữ liệu trực tiếp qua USB - Optional built in Dummy Fiber + Ứng dụng OTDR: - OTDR được sử dụng đa dạng cho tất cả hệ thống sợi quang, từ nhà máy tới bảo trì hệ thống quang - Đo suy hao mối hàn – cả mối hàn sử dụng máy hàn cáp quang và mối nối cơ khí - Đo suy hao chèn và suy hao phản xạ (ORL) của các điểm ghép nối - Xác định điểm gãy đứt sợi quang - Xác định chiều dài tuyến, suy hao tuyến, vị trí lỗi, các sự kiện trên tuyến OTDR là một thiết bị tích hợp quang điện tử tinh vi được làm từ tán xạ Rayleigh và phản xạ phản xạ Fresnel khi ánh sáng truyền qua sợi quang. Nó được sử dụng rộng rãi trong việc bảo trì và xây dựng cáp quang. Thực hiện đo chiều dài sợi, suy giảm sợi, suy giảm doanh, và đo vị trí lỗi. Kiểm tra OTDR được thực hiện bằng cách phát xung ánh sáng vào sợi và sau đó nhận được thông tin trả về tại cổng OTDR. Khi xung ánh sáng lan truyền trong sợi quang, tán xạ hoặc phản xạ xảy ra do tính chất của sợi, đầu nối, khớp, uốn cong hoặc các sự kiện tương tự khác. Một số tán xạ và phản xạ được phản xạ lại cho OTDR. Các thông tin hữu ích được trả về được đo bằng các thiết bị dò tìm của OTDR, là các phân đoạn thời gian hoặc đường cong tại các vị trí khác nhau trong sợi quang. Khoảng cách có thể được tính từ thời gian tín hiệu cho tín hiệu trả về để xác định tốc độ của ánh sáng trong vật liệu thủy tinh. Công thức sau giải thích cách OTDR đo khoảng cách: KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 69
  73. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR d = (c × t) / 2 (IOR). Trong công thức này, c: là tốc độ của ánh sáng trong chân không, và t: là tổng thời gian sau khi tín hiệu được truyền cho đến khi tín hiệu được nhận (hai chiều) (hai giá trị được nhân với 2 Sau một khoảng cách một chiều). Bởi vì ánh sáng chậm hơn trong thủy tinh so với chân không, để đo chính xác khoảng cách, chất xơ được thử phải xác định chỉ số khúc xạ (IOR). IOR được đánh dấu bởi nhà sản xuất sợi. OTDR sử dụng sự tán xạ Rayleigh và phản xạ Fresnel để mô tả nguyên lý hoạt động của máy OTDR. Rayleigh tán xạ là kết quả từ sự tán xạ không đều của tín hiệu quang dọc theo sợi quang. OTDR đo một phần ánh sáng tán xạ trở lại cổng OTDR. Các tín hiệu tán xạ ngược này cho biết mức độ suy giảm (mất / khoảng cách) do lỗi sợi gây ra. Các quỹ đạo kết quả là một đường cong xuống, trong đó chỉ ra rằng sức mạnh tán xạ đang giảm, đó là do sự mất mát của cả hai tín hiệu truyền và backscattered sau khi truyền qua một khoảng cách nhất định. Ở vùng bước sóng cao (trên 1500 nm), tán xạ Rayleigh tiếp tục giảm, nhưng một hiện tượng khác gọi là suy giảm hồng ngoại (hoặc hấp thụ) xảy ra, tăng lên và dẫn đến sự gia tăng giá trị suy giảm tổng thể. Do đó, 1550 nm là bước sóng suy giảm thấp nhất; điều này cũng giải thích tại sao nó là bước sóng của truyền thông đường dài. Đương nhiên, những hiện tượng này cũng ảnh hưởng đến OTDR. Là một OTDR với bước sóng 1550 nm, nó cũng có hiệu suất suy giảm thấp, vì vậy nó có thể được kiểm tra trên một khoảng cách dài. Khi bước sóng 1310nm hoặc 1625nm bị suy giảm rất cao, khoảng cách thử nghiệm của OTDR bị giới hạn bởi vì thiết bị kiểm tra cần phát hiện một đột biến sắc nét trong theo dõi OTDR, và đỉnh của đột biến này sẽ nhanh chóng rơi vào nhiễu. Phản xạ Fresnel, mặt khác, là phản xạ rời rạc được gây ra bởi các điểm riêng lẻ trong toàn bộ sợi quang. Những điểm này được tạo thành từ các yếu tố gây ra sự thay đổi trong hệ số khúc xạ, chẳng hạn như khoảng cách giữa thủy tinh và không khí. Tại những điểm này, sẽ có ánh sáng phản chiếu mạnh mẽ phản chiếu lại. Do đó, OTDR sử dụng thông tin phản xạ Fresnel để định vị điểm kết nối, chấm dứt sợi hoặc điểm ngắt. + Nguyên tắc OTDR - Rayleigh Backscattering: Do sự khiếm khuyết của sợi quang và độ không đồng nhất của các thành phần lõi, sự tán xạ Rayleigh xảy ra trong các xung quang được truyền trong sợi quang. Một phần của ánh sáng (khoảng 0,0001%) được phân tán ngược lại theo hướng ngược lại của xung và do đó được gọi là phản xạ ngược Rayleigh, sẽ chỉ ra các chi tiết suy giảm phụ thuộc vào chiều dài. KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 70
  74. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR Hình 5.1. Các điểm phản xạ trên tuyến quang thực tế Phản xạ Fresnel xảy ra tại các ranh giới của hai phương tiện truyền dẫn chỉ số khúc xạ khác nhau (chẳng hạn như các đầu nối, các mối nối cơ học, gãy lõi hoặc đứt sợi). Hiện tượng này được OTDR sử dụng để xác định chính xác vị trí dọc theo độ dài gián đoạn trong chiều dài của sợi. Kích thước của sự phản xạ phụ thuộc vào độ phẳng của bề mặt ranh giới và sự khác biệt về chiết suất. Các phản xạ Fresnel có thể được giảm bằng cách sử dụng chiết suất chỉ số phù hợp với chất lỏng. - Chỉ số hiệu suất chính OTDR: Việc hiểu các tham số hiệu suất của OTDR góp phần vào việc đo lường thực tế của OTDR. Các thông số hiệu suất OTDR chủ yếu bao gồm dải động, vùng mù, độ phân giải và độ chính xác. + Phạm vi động: Phạm vi động là một trong những chỉ số hoạt động chính của OTDR, xác định chiều dài đo lường tối đa của sợi quang. Phạm vi động càng lớn thì loại đường cong càng tốt và khoảng cách đo được càng dài. Phạm vi động hiện không có phương pháp tính toán chuẩn thống nhất. + Deadzone: "Vùng mù" còn được gọi là "vùng chết" và đề cập đến phần mà đường cong OTDR không thể phản ánh trạng thái của đường cáp quang trong phạm vi khoảng cách nhất định dưới ảnh hưởng của phản xạ Fresnel. Hiện tượng này chủ yếu xảy ra bởi vì tín hiệu phản xạ Fresnel trên liên kết sợi làm cho photodetector bão hòa, đòi hỏi một thời gian phục hồi nhất định. Vùng chết có thể xảy ra ở gần khoảng cách máy đo OTDR, hoặc tại các phản xạ Fresnel khác trong liên kết sợi quang. KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 71
  75. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR Bellcore định nghĩa hai vùng chết: Vùng mù suy giảm (ADZ) và vùng mù sự kiện (EDZ). Vùng mù suy giảm đề cập đến khoảng cách tối thiểu giữa hai sự kiện phản xạ khi có thể đo được mức mất tương ứng tương ứng. Nói chung, vùng mù suy giảm là 5-6 lần chiều rộng xung (được biểu thị bằng khoảng cách); vùng mù sự kiện có nghĩa là hai sự kiện phản chiếu vẫn có thể phân biệt được. Ở khoảng cách tối thiểu, khoảng cách tới mỗi sự kiện có thể đo lường được, nhưng sự mất mát cá nhân của mỗi sự kiện là không thể đo lường được. Hình 5.2. Định nghĩa vùng mù suy giảm (ADZ) và vùng mù sự kiện (EDZ) + Độ phân giải: OTDR có bốn chỉ số độ phân giải chính: độ phân giải mẫu, độ phân giải màn hình (còn gọi là độ phân giải đọc), độ phân giải sự kiện và độ phân giải khoảng cách. Độ phân giải lấy mẫu là khoảng cách tối thiểu giữa hai điểm lấy mẫu, xác định khả năng của OTDR để xác định vị trí các sự kiện. Độ phân giải lấy mẫu có liên quan đến việc lựa chọn độ rộng xung và kích thước khoảng cách. Độ phân giải màn hình là giá trị tối thiểu mà công cụ có thể hiển thị. OTDR chia nhỏ từng khoảng thời gian lấy mẫu bằng hệ thống vi xử lý sao cho con trỏ có thể di chuyển trong khoảng thời gian lấy mẫu. Khoảng cách ngắn nhất mà con trỏ di chuyển là độ phân giải màn hình ngang và độ phân giải hiển thị dọc tối thiểu suy giảm được hiển thị. Độ phân giải của sự kiện đề cập đến ngưỡng của OTDR để xác định điểm sự kiện trong liên kết được thử nghiệm, nghĩa là giá trị của trường sự kiện (ngưỡng phát hiện). OTDR xử lý sự kiện thay đổi nhỏ hơn ngưỡng này là điểm thay đổi độ dốc đồng nhất trong đường cong. Độ phân giải của sự kiện được xác định bởi ngưỡng phân giải của photodiode, trong đó xác định độ suy giảm tối thiểu có thể đo được dựa trên hai mức công suất gần. Độ phân giải khoảng cách đề cập đến khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm sự kiện liền kề mà nhạc cụ có thể giải quyết. Chỉ số này tương tự như điểm mù của sự kiện, và liên quan đến các tham số chỉ số chiều rộng xung và khúc xạ. KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 72
  76. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR + Sử dụng OTDR: OTDR có thể thực hiện các phép đo sau: * Đối với mỗi sự kiện: khoảng cách, mất mát, phản chiếu * Đối với mỗi đoạn sợi: chiều dài đoạn, đoạn mất dB hoặc dB / Km, mất phân đoạn (ORL) ➢ Đo sợi quang dùng máy OTDR có thể được chia thành ba bước: thiết lập tham số, thu thập dữ liệu và phân tích đường cong: + Cài đặt tham số Hầu hết các sợi thử OTDR đều tự động chọn các tham số chuyển đổi tốt nhất bằng cách truyền các xung thử nghiệm. Người sử dụng chỉ cần lựa chọn bước sóng, thời gian chuyển đổi và các thông số cần thiết (như chỉ số khúc xạ, hệ số tán xạ, ). Phải mất một khoảng thời gian nhất định để có được các tham số tự động, để người vận hành có thể tự chọn các thông số đo theo các điều kiện đo được biết. + Lựa chọn bước sóng Các bước sóng khác nhau có các đặc tính suy giảm khác nhau của sợi quang: Trong cùng một sợi quang, 1550 nm nhạy hơn uốn cong so với sợi quang 1310 nm và độ suy giảm 1550 nm nhỏ hơn chiều dài đơn vị của 1310 nm. Vì lý do này, kiểm tra sợi quang phải giống như bước sóng truyền của hệ thống, có nghĩa là hệ thống quang truyền bước sóng 1550 nm cần chọn bước sóng 1550 nm. + Độ rộng xung: Độ rộng xung điều khiển công suất quang được đưa vào sợi quang bởi OTDR. Độ rộng xung càng dài, phạm vi đo động càng lớn. Nó có thể được sử dụng để đo một sợi khoảng cách dài hơn, những xung dài cũng sẽ tạo ra một vùng mù lớn hơn trong dạng sóng đường cong OTDR; xung ngắn mức độ ánh sáng thấp có thể làm giảm điểm mù. Thời gian độ rộng xung thường được biểu thị bằng ns và cũng có thể được biểu thị theo đơn vị chiều dài (m). Ví dụ, xung 100 ns có thể được hiểu là xung "10 m". + Phạm vi đo lường: Phạm vi đo OTDR đề cập đến khoảng cách tối đa mà OTDR thu thập các mẫu dữ liệu. Sự lựa chọn tham số này xác định kích thước của độ phân giải lấy mẫu. Phạm vi đo thường được đặt ở khoảng cách từ 1 đến 2 lần chiều dài của sợi được đo. + Thời gian trung bình: KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 73
  77. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR Vì tín hiệu ánh sáng tán xạ cực kỳ yếu, phương pháp thống kê trung bình thường được sử dụng để cải thiện tỷ số tín hiệu trên nhiễu. Thời gian trung bình càng dài, tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu càng cao. + Tham số sợi: Các thiết lập của các tham số sợi bao gồm các thiết lập của chỉ số khúc xạ n và hệ số phản xạ η. Tham số chỉ số khúc xạ có liên quan đến phép đo khoảng cách và hệ số phản xạ ngược ảnh hưởng đến kết quả đo của phản xạ và mất mát trở lại. Hai thông số này thường được nhà sản xuất sợi quang đưa ra. Các yếu tố chính của lỗi kiểm tra 1) Độ lệch kế thừa của các công cụ kiểm tra OTDR Theo nguyên tắc kiểm tra của OTDR, nó truyền các xung quang học tới sợi quang thử nghiệm theo một khoảng thời gian nhất định, sau đó lấy mẫu, lượng tử hóa, mã hóa và lưu trữ tín hiệu tán xạ từ các sợi quang với tốc độ nhất định. Bản thân thiết bị OTDR có lỗi do khoảng thời gian lấy mẫu, chủ yếu được phản ánh ở độ phân giải khoảng cách. Độ phân giải khoảng cách của OTDR tỷ lệ thuận với tần số lấy mẫu. 2) Lỗi do vận hành thử nghiệm không đúng cách Trong thử nghiệm vị trí lỗi cáp, độ chính xác của việc sử dụng máy đo OTDR có liên quan trực tiếp đến độ chính xác của thử nghiệm vật cản. Cài đặt thông số của thiết bị và độ chính xác, lựa chọn không đúng phạm vi của đồng hồ đo hoặc cài đặt thông số không chính xác sẽ dẫn đến lỗi trong kết quả thử nghiệm. (3) Lỗi gây ra bởi độ lệch chỉ số khúc xạ của máy đo Chỉ số khúc xạ của các loại và nhà sản xuất sợi quang khác nhau. Khi sử dụng OTDR để kiểm tra độ dài của sợi, thông số thiết bị phải được đặt trước, và thiết lập của chỉ số khúc xạ là một trong số chúng. Khi chỉ số khúc xạ của một số đoạn cáp khác nhau, một phương pháp phân đoạn có thể được sử dụng để giảm lỗi kiểm tra gây ra bởi lỗi thiết lập chỉ số khúc xạ. (4) Lựa chọn không đúng phạm vi đo Khi độ phân giải khoảng cách kiểm tra đồng hồ đo OTDR là 1 mét, có nghĩa là chỉ có thể mở rộng hình ảnh khi thang đo ngang là 25 mét trên mỗi lưới. Thiết kế mét là một ô đầy đủ với 25 bước cho mỗi con trỏ. Trong trường hợp này, mọi cử động của con trỏ có nghĩa là khoảng cách là 1 mét, do đó độ phân giải đọc là 1 mét. Nếu bạn chọn 2 km / div cho thang đo ngang, con trỏ sẽ dịch chuyển 80 m cho mỗi lần di chuyển con trỏ. Có thể thấy rằng phạm vi đo được chọn lớn hơn trong quá trình thử nghiệm, độ lệch của kết quả thử càng lớn. KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 74
  78. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR (5) Lựa chọn độ rộng xung không đúng cách Trong điều kiện của biên độ xung tương tự, độ rộng xung càng lớn thì năng lượng xung càng lớn. Tại thời điểm này, phạm vi động của OTDR cũng lớn hơn và vùng mù tương ứng cũng lớn. (6) Lựa chọn đúng thời gian trung bình Đường cong kiểm tra OTDR lấy mẫu tín hiệu phản xạ sau mỗi xung đầu ra và trung bình nhiều mẫu để loại bỏ một số sự kiện ngẫu nhiên. Thời gian trung bình càng dài, mức độ ồn càng gần với giá trị tối thiểu và phạm vi động càng lớn. Thời gian trung bình càng dài thì độ chính xác của bài kiểm tra càng cao, nhưng độ chính xác sẽ không tăng khi đạt đến một mức nhất định. Để cải thiện tốc độ thử nghiệm và rút ngắn thời gian thử nghiệm tổng thể, thời gian thử nghiệm chung có thể được chọn trong vòng 0,5 đến 3 phút. (7) Vị trí con trỏ không đúng cách Các đầu nối sợi quang, các mối nối cơ học và các sợi có thể gây ra sự mất mát và phản xạ, và điểm cuối của đầu sợi có thể tạo ra các đỉnh phản xạ Fresnel khác nhau hoặc không phản xạ Fresnel do sự bất thường của mặt cuối. Nếu cài đặt con trỏ không chính xác, sẽ có một số lỗi. 3.2. Hướng dẫn sử dụng máy đo quang dội OTDR + Lời khuyên khi bắt dầu sử dụng: - An toàn đối với người sử dụng - Không nhìn trực tiếp vào cổng quang khi nguồn sáng đang phát tín hiệu - An toàn đối với thiết bị - Sử dụng đúng điện áp từ 100V AC tới 240 VAC cho AC Adapter của máy khi sạc pin - Nếu sử dụng AC Adapter khác thì điện áp DC đầu ra phải tương đương đầu ra của AC Adapter. - Khi đấu nối dây nhảy vào máy đo tránh đưa nghiêng connector quang. - Sau khi sử dụng phải đóng nắp bảo vệ các cổng máy đo OTDR + Độ rộng xung là gì? Độ rộng xung: Độ rộng xung lớn càng đo xa,nên khi đo khoảng cách xa ta phải chọn xung có độ rộng lớn.( tham khảo chi tiết về máy đo chiều dài máy đo OTDR ) Độ rộng xung nhỏ: cho kết quả đo chính xác và phát hiện các lỗi gần nhau dễ dàng. KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 75
  79. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR Thang đo thường chọn lớn hơn khoảng cách cáp cần đo. Thông thường là gấp 1.5 đến 2 lần Thời gian đo: Khi đo cáp dài thì chọn thời gian đo lâu để tăng độ chính xác. + Chọn độ dài cáp quang cho máy đo ta cài đặt như sau: - Đặt thang đo thông thường là gấp 1.5 đến 2 lần - Đặt độ rộng xung tỉ lệ thuận với chiều dài - Chiều dài tỉ lệ thuận với thời gian đo (chiều dài càng dài chọn thời gian càng lâu càng chính xác) + Thao tác chung cho máy đo OTDR: Bước 1: Bật nguồn Bước 2: Nối dây nhẩy vào máy đo Bước 3: Chọn chế độ đo 1: Full Auto - Ấn phím SETUP - Ấn phím F1 để chọn MODE, sau đó ấn tiếp F1 để chọn chế độ Simple (full auto) - Dùng các phím mũi tên hoặc phím xoay và ENTER để chọn bước sóng đo ở chế độ full auto rồi ấn ENTER (có thể chọn đo nhiều bước sóng Multi_WL) - Bấm phím đo REALTIME hoặc EVERAGE - Kết quả sẽ tự động lưu vào trong máy 2: Đo ở chế độ bán nhân công Auto – Manual - Ấn phím SETUP - Ấn phím F1 để chọn MODE, ấn phím F3 để chọn chế độ DETAIL. - Dùng các phím mũi tên hoặc phím xoay và ENTER để chọn bước sóng, và tại ô Distance range chọn AUTO, sau đó chọn một số thông số khác như thời gian đo, số lần lấy trung bình - Bấm phím đo REALTIME hoặc EVERAGE - Kết quả sẽ tự động lưu vào trong máy 3: Đo ở chế độ nhân công MANUAL - Ấn phím SETUP KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 76
  80. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR - Ấn phím F1 để chọn MODE, ấn phím F3 để chọn chế độ DETAIL. - Dùng các phím mũi tên hoặc phím xoay và ENTER để chọn các thông số như: thang đo, độ rộng xung, suy hao mối hàn, thời gian đo, số lần lấy trung bình - Bấm phím đo REALTIME hoặc EVERAGE - Kết quả sẽ tự động lưu vào trong máy 4: Đo ở chế độ Measurement Wizard (có máy hướng dẫn) - Ấn phím SETUP - Ấn phím F1 để chọn MODE, ấn phím F2 để chọn chế độ Measurement Wizard. - Dùng các phím mũi tên hoặc phím xoay và ENTER để chọn bước sóng, và các thông số khác theo hướng dẫn của máy. - Bấm phím đo REALTIME hoặc EVERAGE - Kết quả sẽ tự động lưu vào trong máy 5: Đo nhiều bước sóng liên tục ➢ Cách 1: - Có thể thực hiện đo nhiều bước sóng như ở bài 1. Khi đó chọn Multi-WL ➢ Cách 2: đo chi tiết hơn - Ấn phím SETUP - Ấn phím F1 để chọn MODE, ấn phím F4 để chọn chế độ Multi-Wavelength. Khi đó có thể chọn nhiều bước sóng - Dùng các phím mũi tên hoặc phím xoay và ENTER để chọn các thông số như: thang đo, độ rộng xung, suy hao mối hàn, thời gian đo, số lần lấy trung bình - Bấm phím đo REALTIME hoặc EVERAGE - Kết quả sẽ tự động lưu vào trong máy 6: One-Button Measurement (khi đã cài sẵn các chế độ đo Macro) - Ấn phím MENU, sau đó ấn F1 chọn OTDR - Ấn F3 chọn MACRO, chọn các chế độ đo MARCO1, 2,3 - Bấm phím đo REALTIME hoặc EVERAGE - Kết quả sẽ tự động lưu vào trong máy 7: Bài đo nhanh cho cáp nhiều sợi cáp (Multi-fiber core) KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 77
  81. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR - Ấn phím MENU, sau đó ấn F5 (next) - Ấn F2 chọn Multicore Fiber Measurement - Ấn F1 chọn New project - Ấn ENTER để đặt tên cho tuyến cáp. Ấn F5 để Save - Ấn F5 để chọn NEXT, đặt số sợi cáp của tuyến đo - Ấn F5 chọn NEXT để chọn bước sóng - Ấn F5 để hoàn thành cài đặt - Trong bảng số, chọn số tưng ứng với số của sợi - Ấn phím đo REALTIME hoặc EVERAGE - Kết quả sẽ tự động lưu vào trong máy Ghi chú: * Khi muốn trở về chế độ thường ta ấn MENU rồi ấn F5 (next) sau đó ấn F1 chọn OTDR * Cách lưu kết quả đo và lấy kết quả đo: - Ấn FILE - Ấn F1, chọn Save - Ấn F4 chọn File Name setup. - Chọn Comment, bước sóng, số sợi . - Ấn F5 để Save. - Ấn F2 để chọn loại file. ( đuôi SOR có thể đọc bằng phần mềm OTDR có thể phân tích kết quả trên máy tính, đuôi BMP, PNG, JPG là các file ảnh có thể đọc bởi bất kỳ máy tính nào, tuy nhiên chỉ là ảnh) - Ấn phím F5 để save lại * Copy File sang USB: - Ấn FILE - Ấn F1 để vào Action rồi chọn COPY - Ấn F2 để chọn kiểu file - Ấn F5 để chọn Dest. Folder. - Ấn F4 để chọn bộ nhớ ngoài USB KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 78
  82. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR - Ấn F5 để copy. Bài tập thực hành: Sinh viên thực hành thao tác thật với máy OTDR YOKOGAWA AQ7275. Ghi nhận lại chức năng của các phím có trên máy và các bước tiến hành đo, thiết lập thông số để đo một tuyến quang: 3.3. Quy trình thực hiện đo suy hao bằng phương pháp quang dội * Mô hình hệ thống: Hình 5.3. Mô hình hệ thống đo suy hao bằng phương pháp quang dội * Mục đích: Phương pháp đo suy hao bằng máy đo OTDR cáp quang sử dụng phương pháp đo suy hao phản xạ trở về. Phương pháp này cho phép đánh giá suy hao trở về bằng đo công suất phản xạ của sợi quang. KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 79
  83. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR * Điều kiện đo: - Máy đo OTDR YOKOGAWA AQ7275 - Các dây nối và phụ kiện - Các bộ nối thích hợp - Bộ ghép sợi quang - Chất lỏng làm phù hợp chiết suất sợi - Dao cắt sợi quang - Kìm tuốt vỏ cáp và sợi quang - Cuộn sợi đệm. * Quy trình thực hiện đo suy hao bằng phương pháp quang dội Trước khi tiến hành các phép đo bằng OTDR, cần phải kiểm tra máy OTDR đó để đảm bảo rằng nó có đủ khả năng đo toàn bộ chiều dài sợi quang hay không. Chiều dài tổng của cáp sợi quang được đo cần ngắn hơn phạm vi này. ➢ Tiến hành đo Dưới đây là các bước cần được tiến hành để thực hiện một phép đo bằng OTDR YOKOGAWA AQ7275: Bước 1: Nếu sợi quang cần đo không được nối với bộ nối, bóc cáp sợi quang ra và để cho sợi quang lộ ra khoảng 2m. Làm sạch và cắt sợi này. Bước 2: Nối máy OTDR với sợi quang trên bằng một dây nối, cuộn sợi đệm (nếu được yêu cầu) và bộ chuyển đổi sợi quang trần xem trên mô hình hệ thống. Nếu sợi quang đó được nối với bộ nối, thì nối máy OTDR với sợi đó bằng một dây nối và cuộn sợi đệm (nếu được yêu cầu). Cuộn sợi đệm là cuộn sợi quang trần nhỏ có độ dài sợi khoảng 1km, có thể cuộn được trên một lô nhỏ. Nó được sử dụng cho OTDR để loại vùng chết của OTDR. Vì thế sợi quang dùng làm cuộn đệm không được có bất kỳ sự dị thường nào. Bước 3: Bật nguồn OTDR. Bước 4: Thiết lập chế độ ứng với các tham số hoạt động thích hợp của OTDR, bao gồm bước sóng, chiết suất của sợi quang được đo và chế độ quét và phân giải của màn hiển thị. Bước 5: Điều chỉnh độ phân giải của màn hiển thị để hiển thị toàn bộ sợi quang được đo. KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 80
  84. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR Bước 6: Đo suy hao của tất cả các điểm dị thường, các mối hàn, các bộ nối và toàn bộ sợi quang. Bước 7: Đo suy hao 2 điểm đầu-cuối của sợi quang. Bước 8: Lặp lại tất cả các bước từ 1 đến 7 cho tất cả các bước sóng yêu cầu. Bước 9: Ghi lại vị trí của OTDR cho những phép đo này. Bước 10: Lặp lại các bước từ 1 đến 9 với máy đo OTDR được nối vào đầu kia của sợi quang. Sau đó tính giá trị trung bình của hai kết quả thu được. Nó sẽ cho ra một giá trị chính xác hơn: Tổn hao OTDR = (Tổn hao hướng A + Tổn hao hướng B)/2 ➢ Dưới đây là các thông số tiêu chuẩn để đánh giá của một tuyến cáp quang + Suy hao toàn tuyến: yêu cầu < 28dBm (khuyến cáo nên <25dBm, 3dBm dự phòng công suất suy giảm theo thời gian) + Mức phát của OLT là: +3dBm +-2 + Quỹ công suất toàn tuyến (Switch to Switch): 28dBm + Suy hao cho phép: cáp quang, mối hàn, đầu nối connector: Về lý thuyết: - Suy hao cáp quang cho phép ở bước sóng 850nm: 3.5dBm/km (Cáp quang MM) - Suy hao cáp quang cho phép ở bước sóng 1300nm: 1.0dBm/km (Cáp quang MM) - Suy hao cáp quang cho phép ở bước sóng 1310nm: 0.35dBm/km (Cáp quang SM) - Suy hao cáp quang cho phép ở bước sóng 1550nm: 0.22dBm/km (Cáp quang SM) - Suy hao mối hàn cáp quang <0.1dBm (Thực tế suy hao < 0.05dBm) - Các suy hao do đầu nối connector: <0.5dBm (Đối với loại đầu nối SC/APC suy hao là 0.35dBm) Bài tập thực hành: Sinh viên tiến hành đo suy hao của một tuyến quang thực tế ở mục 3.10 dùng máy đo OTDR YOKOGAWA AQ7275. Sau đó ghi nhận lại kết quả đo được vào bên dưới: KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 81
  85. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR 3.4. Thực hành nhận diện và phát hiện các sự kiện trên máy đo quang dội OTDR ➢ Các loại biến cố hay còn gọi là sự kiện (events) trên sợi quang: - Biến cố đối với một sợi quang là bất kể điều gì gây nên mất mát (loss) hay phản xạ (reflection) mà không phải là do những tán xạ (scattering) của bản thân vật liệu làm cáp quang tạo ra. Ví dụ: các connectors, các mối hàn, các góc uốn cong, các vết nứt, các vết gãy, - Đường biểu diễn OTDR (trace) sẽ cho thấy các biến cố trên sợi quang trên một màn hình. Trục hòanh thể hiện cự ly (km), trục tung thể hiện công suất tín hiệu ánh sáng (dBm). Hình 5.4. Màn hình hiển thị của máy OTDR + Với các sợi cáp đơn (chưa có hàn nối): • Biểu đồ OTDR như hình vẽ • Tín hiệu bị suy hao đều • Các mức phản xạ mạnh ở cả hai đầu của sợi quang KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 82
  86. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR Hình 5.5. Kết quả hiển thị trên máy đo OTDR đối với sợi cáp quang đơn + Tuyến cáp thực tế (có cả các mối hàn): - Là các tuyến cáp đường dài, nối các địa điểm xa nhau. Là sự nối của nhiều đọan cáp quang - Có nhiều biến cố (events) xảy ra trên tuyến - Nhiễu ở đầu cuối của tuyến Hình 5.6. Kết quả hiển thị trên máy đo OTDR đối với tuyến cáp thực tế + Điểm bắt đầu của sợi quang: KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 83
  87. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR - Nếu sử dụng 1 connector ở đầu vào của sợi cáp (khi đo luôn cần phải có connector), điểm bắt đầu của sợi quang luôn có một tín hiệu phản xạ (dội) rất mạnh Hình 5.7. Điểm bắt đầu của sợi quang trên máy đo OTDR + Điểm kết thúc của sợi quang: - Trong đa số các trường hợp sẽ có một tín hiệu phản xạ mạnh tại điểm kết thúc của sợi quang. - Sau đó tín hiệu chỉ còn mức nhiễu. Hình 5.8. Điểm kết thúc của sợi quang trên máy đo OTDR + Nếu sợi quang bị gãy hay đứt (break): KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 84
  88. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR - Các vết gãy hay đứt gọi là các biến cố không phản xạ. - Biểu đồ rơi xuống mức nhiễu ngay. Hình 5.9. Hiển thị sợi quang bị gãy hay đứt trên máy đo OTDR + Connector hay các mối nối cơ học (Connector or Mechanical Splice): - Connectors tạo ra cả mất mát lẫn phản xạ - Các mối nối cơ học cũng có hiệu quả giống connector. Thường chúng có mất mát và phản xạ nhỏ hơn connector. Hình 5.10. Hiển thị dạng sóng của Connector hay các mối nối cơ học trên máy đo OTDR KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 85
  89. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR + Các mối hàn nhiệt (Fusion Splice): - Các mối hàn nhiệt là các biến cố không có phản xạ (non-reflective Event), chỉ có mất mát nhỏ - Các mối hàn nhiệt chất lượng cao rất khó phát hiện vì mất mát quá nhỏ. Hình 5.11. Hiển thị dạng sóng của các mối hàn nhiệt (Fusion Splice) trên máy đo OTDR - Trong trường hợp mối hàn xấu, có thể thấy một ít năng lượng phản xạ. - Một vài mối hàn tạo ra độ lợi, làm ta tưởng rằng mức năng lượng của tia sáng được tăng lên. Thực ra là do sự sai biệt của các hệ số tán xạ ngược trước và sau mối hàn trong sợi quang. Hình 5.12. Mối hàn xấu tạo ra độ lợi về năng lượng KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 86
  90. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR - Nếu biểu đồ cho thấy một độ lợi (độ tăng về công suất tín hiệu) khi đo theo một hướng thì hãy đo lại từ phía kia của sợi quang, ta sẽ thấy mất mát tại chính điểm này. - Sự khác biệt giữa độ lợi và mất mát sau hai phép đo cho ta sự mất mát thực tế tại điểm này - Do đó thường cần phải thực hiện phép đo từ hai đầu của sợi quang. + Uốn cong và vi uốn cong (Bends and Macrobending): - Uống cong sợi quang cũng gây ra mất mát tín hiệu, nhưng đó là một biến cố không có phản xạ. - Để phân biệt biến cố do uốn cong và do các mối hàn gây ra hãy xem lại sơ đồ thiết kế tuyến hay hồ sơ hòan công. Mất mát do uốn cong hay vi uốn cong sẽ không có trong thiết kế hay hòan công. - Nếu đo ở bước sóng dài ( lớn) thì vi uốn cong sẽ thể hiện một mất mát lớn hơn - Do đó chúng ta nên đo OTDR ở nhiều bước sóng khác nhau để có thể phân biệt giữa uốn cong và mối hàn nhiệt. Hình 5.13. Hiển thị dạng sóng của uốn cong và vi uốn cong trên máy đo OTDR + Vết nứt (Cracks): - Vết nứt thường do sợi quang chịu lực nén quá lớn hay do lỗi sản xuất gây ra. - Vết nứt tạo ra mất mát và phản xạ - Độ phản xạ và mất mát có thể thay đổi khi di dời cáp quang. KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 87
  91. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR Hình 5.14. Hiển thị dạng sóng của vết nứt (Cracks) trên máy đo OTDR + Dây nhảy quang (Patchcords): - Dây nhảy quang được dùng để nối OTDR với sợi quang khi làm phép đo. - Sự phản xạ ban đầu không bao trùm phần đầu của sợi cáp. Nó giúp quan sát tốt hơn connector đầu tiên Hình 5.15. Hiển thị dạng sóng của dây nhảy quang (Patch core) trên máy đo OTDR 3.5. Đo suy hao giữa hai biến cố + Để đo cự ly giữa 2 biến cố, đặt marker A trước biến cố thứ nhất và marker B trước biến cố thứ hai KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 88
  92. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR Hình 5.16. Hiển thị dạng sóng của đo cự ly giữa hai biến cố trên máy đo OTDR + Để đo suy hao (attenuation) giữa hai biến cố, đặt marker A sau biến cố thứ nhất, nhưng đặt marker B trước biến cố thứ hai. - Cần đảm bảo rằng không có biến cố nào khác giữa markers A và B, vì thế phần đồ thị giữa hai biến cố phải là một đường thẳng. Hình 5.17. Hiển thị dạng sóng của đo cự ly giữa hai biến cố (không có biến cố nào khác giữa markers A và B) trên máy đo OTDR + Xác định suy hao toàn tuyến: KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 89
  93. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR - Để đo toàn tuyến, đặt marker A tại điểm bắt đầu và marker B tại điểm kết thúc của sự tán xạ ngược (backscatter). - Sau đó phóng lớn (zoom) xung quanh marker A và đặt vị trí chính xác cho nó ở sau sự phản xạ của connector đầu tiên. Hình 5.18. Hình ảnh hiển thị đặt marker A ngay sau phản xạ của connector đầu tiên - Tiếp theo, tìm tới marker B và đặt nó ngay trước sự phản xạ cuối cùng. Hình 5.19. Hình ảnh hiển thị đặt marker B ngay trước sự phản xạ cuối cùng - Cuối cùng, quan sát toàn đồ thị (full view) và kiểm tra xem hai marker đặt đúng vị trí. - Tùy thuộc vào thiết bị đo, chọn chức năng Loss (Suy hao) để hiển thị suy hao toàn tuyến lên màn hình. KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 90
  94. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR Hình 5.20. Hiển thị kết quả suy hao toàn tuyến + Xác định suy hao 2 điểm trên sợi quang: - Sử dụng cùng thao tác như đã làm để đo suy hao toàn tuyến. Nhưng thay vì chọn chức năng Loss, thì chọn chức năng 2-Point Attenuation. - Chức năng “2-point attenuation” cho ta suy hao giữa markers A và B chia cho cự ly giữa hai markers. Hình 5.21. Tính toán suy hao hai điểm - Vì chức năng này chỉ cho kết quả là phép chia giữa vi phân công suất và khoảng cách nên nó luôn cho ra kết quả dễ chấp nhận dù cho có thể có nhiều connectors hay mối hàn giữa các markers. + Xác định suy hao của một sợi quang: KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 91
  95. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR - Đường thẳng giữa các mối hàn và các connector là sự tán xạ ngược thuần túy của sợi quang. Để đo suy hao của nó một cách chính xác cần đặt marker A sau biến cố thứ nhất (phía bên trái) và marker B trước biến cố thứ hai (phía bên phải). Sau đó chọn chức năng Attenuation (LSA-Least Squares Approximation). Hình 5.22. Hình ảnh suy hao sợi quang Hình 5.23. Suy hao của tán xạ ngược có nhiễu - Đường LSA tạo ra những sai số nghiêm trọng nếu người đo tính cả những biến cố giữa các markers. - Cần tránh điều này khi sử dụng LSA. - Cũng đừng sử dụng “2-point attenuation” để đo một sợi quang nhiều nhiễu (noisy fiber). Đỉnh nhiễu sẽ làm giảm độ chính xác. 3.6. Phân tích kết quả đo + Hiển thị trên OTDR (Display): KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 92
  96. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR - Tất cả các lọai OTDR đều hiển thị sợi quang hay tuyến quang dưới dạng đồ thị lên trên màn hình. - Trục hòanh là cự ly. Trục tung là công suất phản xạ tương đối của xung quang đã phát đi. - Dạng của đồ thị cho phép người đo kết luận về sợi quang hay tuyến quang cùng các phụ kiện trên tuyến như connectors hay các mối hàn. - Để khảo sát đồ thị một cách chi tiết, người đo cần điều chỉnh (thay đổi tầm nhìn: scale, zoom) đồ thị để quan sát dễ hơn. Hình 5.24. Màn hình hiển thị của một OTDR - Ví dụ về tầm đo theo trục tung là từ 0.2dB/Div tới 5dB/Div và trục hoành là từ toàn cảnh (full measurement) tới việc phóng to gần 100 lần. - Ngoài ra, người đo có thể đặt 2 bộ đánh dấu (markers) ở bất cứ đâu trên đồ thị rồi phóng to (zoom) vùng xung quanh Marker A, xung quanh Marker B, hay giữa 2 Markers A và B. - Ta cần làm quen với các chức năng trên của OTDR vì đây là chức năng thường dùng nhất khi đo. KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 93
  97. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR Hình 5.25. Hình ảnh kết quả toàn đồ thị - Dùng chức năng zoom xung quanh và giữa 2 marker A và B để xem vùng nào đó một cách chi tiết hơn. - Khi đó trục hòanh có thể được phóng với tỉ lệ xấp xỉ 10 lần. Hình 5.26. Hiển thị zoom xung quanh marker A - Ta có thể di chuyển vị trí marker một cách từ từ. Tuy nhiên trong đồ thị marker luôn ở chính giữa. Kết quả là đồ thị di chuyển qua trái hay qua phải. KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 94
  98. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR Hình 5.27. Hiển thị di chuyển marker - Mức zoom của tòan độ thị của tuyến quang 60km có thể là 6 km/Div và 5dB/Div. Điều này cho phép chỉnh thô vị trí của marker. Hình 5.28. Chỉnh thô vị trí của marker trên toàn đồ thị - Có thể xem đồ thị đã zoom và thay đổi scale từ 200 m/Div và 0.2 dB/Div. điều này cho phép chỉnh nhuyễn vị trí của marker. KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 95
  99. Bài thực hành số 5: Đo suy hao theo phương pháp quang dội OTDR Hình 5.29. Đồ thị đã zoom giúp chỉnh nhuyễn vị trí marker - Trên sợi hay tuyến quang, ta có thể kiểm tra độ đồng nhất của suy hao. Đặt marker A ở điểm đầu và marker B ở cách xa 500 tới 2,000 m. - Zoom phần đồ thị giữa 2 markers để xem xét suy hao. - Hơn nữa, ta có thể di chuyển cả 2 markers song song để quan sát các phần tử cạnh nhau trên tòan tuyến. Hình 5.30. Di chuyển giữa 2 markers + Đặt Markers một cách chính xác: - Vị trí của biến cố luôn ở nơi đồ thị hết (dời khỏi) mức tán xạ ngược (backscatter). - Các vị trí chính xác của tất cả các biến cố được xác định tự động và được liệt kê trong bảng biến cố (Event table). KHOA ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA Trang 96