Hướng dẫn đo kiểm sợi quang theo phương pháp OTDR bằng

máy YOKOGAWA AQ7260

Mục Lục

Quy trình đo sợi quang bằng phương pháp OTDRSơ đồ quy trình

Tắt nguồn

Ghi số liệu kết quả đo

Kiểm tra số liệu đo được

Thực hiện đo

Thiết lập điều kiện đo hoặc để chế độ tự động

Đặt tên file/Chọn ổ đĩa và thư mục để lưu file

Bật nguồn máy đo

Kết nối sợi quang cần đo với máy đo

Chờ máy đo ổn định

Cụ thể từng bước được diễn giải dưới đây.

3.1. Bật nguồn

Thực hiện theo thứ tự các bước như sau:

* Trong trường hợp sử dụng nguồn AC

1. Nắm được các điều kiện đảm bảo an toàn trước khi sử dụng

2. Kết nối AC adapter với máy đo

3. Cắm nguồn AC

4. Bật công tắc nguồn trên đỉnh máy đo

* Trong trường hợp dùng pin

1. Nắm được các điều kiện đảm bảo an toàn trước khi sử dụng

2. Bật công tắc nguồn trên đỉnh máy đo

3.2. Chờ thiết bị ổn định

Sau khi bật nguồn, để máy đo trong khoảng 30 phút để máy đạt được độ ổn định cần thiết.

3.3. Kết nối sợi quang cần đo với thiết bị

Thực hiện theo các bước sau:

1. Mở lắp bảo vệ coupler quang (adapter quang) trên đỉnh máy đo

2. Đặt vừa vặn đầu connector quang vào lỗ cắm trên coupler theo phương thẳng đứng, ấn nhẹ nhàng connector vào coupler vào đúng rãnh (chú ý thao tác cẩn thận tránh làm vỡ vòng đệm sứ bên trong lỗ cắm của coupler)

3. Xoay nắp connector theo chiều kim đồng hồ để giữ chặt đầu connector

3.4. Thiết lập điều kiện đo

Trước khi thực hiện bài đo một sợi quang, cần phải thiết lập một tập điều kiện đo thích hợp. Tập điều kiện đo như sau: (*GIA_TRI chỉ giá trị mặc định)

* Wavelength (bước sóng)

Bước sóng áp dụng để đo sợi quang. Với modul quang AQ7264, có hai loại bước sóng là 1310 nm và 1550 nm. Với bước sóng 1550 (thường được sử dụng cho các card quang tầm xa), suy hao trung bình của sợi quang khoảng 0,22 dB/km. Với bước sóng 1310 (thường sử dụng cho các card tầm ngắn), suy hao trung bình sợi quang khoảng 0,35 dB/km. Ta có thể đo đồng thời ở cả hai bước sóng.

* Auto set (Measurement condition auto set - điều kiện đo được thiết lập tự động)

Có 03 giá trị:

STT Giá trị Mô tả

1 OFF Thực hiện đo kiểm theo các tham số cự ly đo, độ rộng xung, và suy hao do người dùng thiết lập

2 *AUTO RANGE

Các tham số: cự ly đo, độ rộng xung, và giá trị suy hao suy hao được thiết lập tự động khi bắt đầu đo

3 AUTO ATTN Thiết lập giá trị suy hao tự động khi bắt đầu đo

* Distance range (cự ly đo)

Thiết lập cự ly cần đo. Cự ly đo chỉ có thể thay đổi nếu giá trị Auto set là OFF. Với bước sóng 1310nm, có thể thay đổi cự ly đo từ 2 đến 320 km. Với bước sóng 1550nm, có thể thay đổi cự ly đo từ 2 đến 640 km. Với modul quang AQ7264 chúng ta đang sử dụng trên thân máy AQ7260 (dải động 38dB), chúng ta có thể đo khoảng cách tối đa khoảng 160km với bước sóng 1550 và khoảng 100 km với bước sóng 1310.

* Pulse width (độ rộng xung)

Thiết lập độ rộng của xung phát vào trong sợi quang cần đo. Độ rộng xung càng lớn thì năng lượng phát vào sợi quang càng lớn, khoảng cách đo được càng xa và độ phân giải khoảng cách càng thấp. Chúng ta cần đo cự ly càng dài thì phải thiết lập độ rộng xung càng lớn và khi đó độ phân giải theo khoảng cách càng thấp. Độ rộng xung có thể thay đổi từ 10ns đến 50s. Với cự ly đã được thiết lập, thì tương ứng có một dải giá trị Pulse width có thể thiết lập.

* Attenuation (Giá trị suy hao)

Nếu có hiện tượng phản xạ với cường độ rất lớn xảy ra tại connector hay điểm gẫy thì đồ thị kết quả có thể bị bão hoà. Để tránh hiện tượng này chèn một suy hao tại đầu thu máy đo. Độ rộng xung càng lớn, cường độ phản xạ của các sự kiện của sợi cần đo càng cao thì chúng ta cần đặt giá trị suy hao càng lớn. Thông thường, giá trị này chúng ta nên để mặc định hoặc tự động, nếu trên kết quả đo có hiện tượng bão hoà thì tăng giá trị Attenuation. Giá trị suy hao có thể thay đổi từ 0,00dB đến 26,25dB. Với độ rộng xung đã được thiết lập, thì tương ứng có một dải giá trị Attenuation có thể thiết lập.

Average condition (điều kiện lấy trung bình)

Thiết lập phương pháp lấy trung bình các dữ liệu đo đạc được. Có hai phương pháp:

+ Lấy trung bình theo các lần đo

+ Lấy trung bình theo các khoảng thời gian

Có 03 giá trị:

STT Giá trị Mô tả

1 TIMES 2^* Dùng phương pháp lấy trung bình của một số lần đo nhất định là 2 mũ * lần. Số lần được thiết lập tại Average time / average interval

2 TIMES*k Dùng phương pháp lấy trung bình của một số lần đo nhất định là 1000x* lần. Số lần được thiết lập tại Average time / average interval

3 *INTERVAL Dùng phương pháp lấy trung bình trong khoảng thời gian nhất định. Khoảng thời gian này được thiết lập tại Average time / average interval

* Average time / average interval (thời gian đo/thời gian tính trung bình)

Tham số này quan hệ mật thiết với Average condition (điều kiện lấy trung bình). Khuôn dạng giá trị của Average time / average interval phụ thuộc vào Average condition. Có thể là thời gian hoặc số lần. Thời gian hay số lần càng lớn thì phép đo càng mất nhiều thời gian và độ chính xác càng cao.

* Group index (chỉ số khúc xạ nhóm)

Thiết lập chỉ số khúc xạ nhóm (còn được gọi là chiết suất) của lõi sợi quang cần đo. Tuỳ theo loại sợi cần đo mà chúng ta đặt giá trị Group index khác nhau. Giá trị Group index đặt sai sẽ gây ra kết quả khoảng cách sai lệch. Các loại sợi quang hiện nay đang sử dụng có Group index khoảng 1,467. Giá trị mặc định của máy đo là 1.48000.

* Data size (cỡ số liệu)

Thiết lập kích cỡ số liệu của kết quả đo. Data size đặt càng lớn thì kết quả càng tỉ mỉ, chính xác và kích cỡ tệp tin (file) kết quả càng lớn.

Average method (phương pháp lấy trung bình)

Thiết lập phương pháp máy đo chèn giá trị suy hao. Có 3 giá trị:

+ Hi-Speed: Theo phương pháp này, máy đo sử dụng cùng một suy hao cho toàn bộ cự ly đo. Trong trường hợp có một sự kiện phản xạ quá mức xảy ra mà suy hao không thích hợp thì sẽ gây ra bão hoà.

+ Normal: Phương pháp này được sử dụng để đạt được kết quả tốt hơn khi đo cự ly xa, bằng việc chia cự ly đo thành các đoạn và thiết lập giá trị suy hao riêng cho từng đoạn. Việc này được máy đo thực hiện tự động và sẽ tốn nhiều thời gian hơn phương pháp Hi-Speed.

Tuy nhiên, vì giá trị suy hao trong phương pháp này được thiết lập theo mức tán xạ ngược tại đầu gần nên nếu có một sự kiện phản xạ quá mức xảy ra tại một đoạn nào đó thì vẫn có thể gây ra bão hoà.

+ Hi-Return: Phương pháp này cũng chia cự ly đo thành các đoạn và thiết lập giá trị suy hao riêng cho từng đoạn như phương pháp Normal. Điểm khác là theo phương pháp này, giá trị suy hao của từng đoạn sẽ được thiết lập tự động theo mức tán xạ ngược của chính đoạn đó. Phương pháp này tốn nhiều thời gian hơn và cho kết quả tốt hơn phương pháp Normal.

* Auto saving (ghi tự động)

Thiết lập trạng thái tự động ghi kết quả vừa đo được vào vị trí đã được chỉ định. Có hai giá trị:

STT Giá trị Mô tả

1 ON Kết quả được lưu tự động sau khi kết thúc phép đo

2 OFF Kết quả không được lưu tự động

* Event search (Tìm sự kiện)

Thiết lập chức năng tự động quét tìm sự kiện khi đã có được số liệu đo. Có hai giá trị:

STT Giá trị Mô tả

1 *AUTO Quét tìm sự kiện khi lấy được kết quả thống kê. Tạo bảng thông tin sự kiện tóm tắt.

2 MANUAL Đưa ra đồ thị khi lấy được kết quả thống kê. Không quét tìm sự kiện.

* Approximate method (Phương pháp tính gần đúng)

Thiết lập phương pháp tính gần đúng khi xác định đoạn thẳng thống kê của đoạn đồ thị được chọn. Cho nên Approximate method ảnh hưởng tới độ chính xác khi tính toán tham số của sự kiện, Có 2 phương pháp:

+ LSA-Least squares approximate: phương pháp gần đúng theo bình phương tối thiểu. Theo phương pháp này, đoạn thẳng thống kê của đoạn đồ thị giữa hai điểm xác định A, B là đường thẳng được chọn sao cho tổng bình phương khoảng cách từ tất cả các điểm đồ thị trong khoảng A, B đến đường thẳng này là nhỏ nhất. ưu điểm của phương pháp này là độ chính xác thống kê cao khi tính đoạn đồ thị không có sự kiện nào và cải thiện được sai lệch thống kê trong phép đo. Nếu trong đoạn đồ thị này có sự kiện thì sẽ làm sai lệch kết quả. Phương pháp này dùng để tính đoạn đồ thị ngắn, không chứa sự kiện với yêu cầu độ chính xác cao.

+ TPA-Two point approximate: Theo phương pháp gần đúng hai điểm

Theo phương pháp này, đoạn thẳng thống kê nói trên chính là đoạn AB. Phương pháp này độ chính xác thống kê thấp, thường được sử dụng khi phải gần đúng đoạn thẳng thống kê dài.

* Back scatter level (mức tán xạ ngược)

ánh sáng truyền vào trong sợi quang xảy ra hiện tượng tán xạ ra tất cả các hướng. Các tia tán xạ quay ngược trở lại gọi là các tia tán xạ ngược. Mức tán xạ ngược (Back scatter level) được sử dụng suy hao phản xạ (return loss) và tổng suy hao phản xạ (total return loss). Nếu thiết lập Back scatter level sai thì return loss và total

return loss sẽ bị sai. Mức tán xạ ngược phụ thuộc vào bước sóng. Với bước sóng 1310nm là -50dB, với bước sóng 1550nm là -52dB.

* Splice loss threshold (Ngưỡng suy hao mối hàn)

Khi chức năng tự động quét tìm sự kiện được thực thi, suy hao tại một sự kiện vượt quá Ngưỡng suy hao mối hàn thì sự kiện được coi là mối hàn. Để hiện nhiều nhất mối hàn, ta nên đặt giá trị này nhỏ nhất.

* Return loss threshold (Ngưỡng suy hao phản xạ)

Khi chức năng tự động quét tìm sự kiện được thực thi, suy hao phản xạ tại một sự kiện vượt quá Ngưỡng suy hao phản xạ thì sự kiện được coi là sự kiện phản xạ. Để hiện nhiều nhất sự kiện phản xạ, ta nên đặt giá trị này nhỏ nhất.

* Fiber end threshold (Ngưỡng suy hao cuối sợi)

Khi chức năng tự động quét tìm sự kiện được thực thi, nếu gặp sự kiện có suy hao vượt quá Ngưỡng suy hao cuối sợi thì sự kiện này được coi là cuối sợi quang.

* Filter (Bộ lọc)

Thiết lập chức năng lọc để loại trừ nhiễu. Nếu kết quả thu được còn chứa nhiều nhiễu thì kích hoạt chức năng lọc (đặt giá trị ON) để loại trừ nhiễu

* Plug check (Kiểm tra đầu cắm)

Thiết lập chế độ kiểm tra kết nối của máy đo với sợi quang. Nếu kích hoạt chức năng này (chọn giá trị ON) laser sẽ không phát nếu chưa có sợi quang kết nối vào máy đo hoặc đầu nối không tốt.

* Average measurement continue (tiếp tục tính trung bình)

Thiết lập chức năng cho phép tiếp tục đo và thêm vào với kết quả cũ. Nếu kết quả nhận được còn chứa nhiễu, chúng ta kích hoạt chức năng Average measurement continue, khi đó thời gian hay số lần lấy trung bình sẽ tăng lên và máy tiếp tục đo bổ xung vào kết quả cũ.

* Các bước thiết lập điều kiện đo

1. Đảm bảo rằng không có tiến trình đo nào đang được thực thi. Nếu có tiến trình đo đang thực hiện thì một số tham số không thể thay đổi.

2. Bấm nút [MODE] để chuyển con trỏ về “TRACE”.

3. Bấm [F1](MEASURE CONDITION).

Các điều kiện sau đây có thể được thay đổi ngay bằng cách sử dụng phím F1 đến F4

- Wavelength (bước sóng)

- Distance range (cự ly đo)

- Pulse width (độ rộng xung)

- Attenuation (Giá trị suy hao)

Distance range (cự ly đo), Pulse width (độ rộng xung), Attenuation (Giá trị suy hao) không thể thay đổi nếu chọn Auto set: ON

4. Bấm [F5]( MEASURE CONDITION LIST) để truy nhập vào tất cả các tham số của điều kiện đo.

5. Thay đổi tham số điều kiện đo

Nguyên tắc chung thay đổi tham số điều kiện đo

- Chuyển điểm sáng con trỏ tới tham số cần thay đổi

- Bấm [ENTER], sẽ hiện lên cửa sổ hiệu chỉnh tham số

- Thay đổi đến giá trị được chọn

- Bấm [ENTER] để xác nhận thay đổi

6. Bấm [F4] (DONE) để xác nhận tập tham số điều kiện đo

3.5. Đặt tên file/Chọn ổ đĩa và thư mục để lưu file

- Chuyển chế độ công tác về chế độ (FILE) bằng phím [MODE] hoặc phím [FILE]

- Chuyển thao tác file (FILE OPERATION) thành (SAVE).

- Đặt lại các tham số về đường dẫn.

- Chọn kiểu file (FILE TYPE) là (.SOR)

- Bấm (COMMENT CHANGE) để thay đổi tên file, đổi xong chọn (DONE)

3.6. Thực hiện đo

Bấm phím (AVE) để thực hiện đo và thống kê trung bình.

Bấm phím (Real time) nếu muốn theo dõi liên tục.

Chờ cho đến khi phép đo hoàn thành.

3.7. Kiểm tra số liệu đo được

Sau khi phép đo hoàn thành, chúng ta tiến hành kiểm tra kết quả, nếu có nhiều nhiễu thì có thể khắc phục theo một số cách như sau:

1. Sử dụng chức năng lọc để loại bỏ nhiễu

2. Dùng chức năng Average measurement continue (tiếp tục lấy trung bình) để lấy kết quả bổ xung.

3. Tăng độ rộng xung và đo lại

4. Tăng thời gian hoặc số lần đo và đo lại

5. Sử dụng Average method (phương pháp lấy trung bình) là Normal hoặc Hi-Return.

Sau khi kiểm tra số liệu ta có thể phân tích kết quả tuỳ theo yêu cầu cụ thể.

3.8. Ghi số liệu kết quả đo

Thực hiện ghi kết quả với thông số đã được thiết lập tại bước 5 bằng cách bấm (EXECUTE)

3.9. Tắt nguồn

Thực hiện tắt nguồn theo các bước sau:

1. Đảm bảo không có phép đo nào đang được thực thi

2. Tắt công tắc nguồn trên đỉnh máy

3. Nếu đang sử dụng nguồn AC thì rút các đầu cắm DC và AC.

4. Tháo sợi quang ra khỏi máy đo

Chú ý nhẹ nhàng tháo nắp connector quang. Rút connector nhẹ nhàng theo phương thẳng đứng để tránh làm hỏng các mặt tiếp xúc.