Phần I:ĐO CÔNG SUẤT PHÁT VÀ ĐỘ NHẠY THU QUANG

I. Thiết bị: - Hệ thống thông tin quang PDH 34Mbit/s- Thiết bị phân tích đường truyền MP 1552P- Máy điều chỉnh suy hao ATT- Máy đo công suất quang- Các dây nối quang

II. Nội dung thực hành:

1. Đo công suất phát quang: Bước 1: Thực hiện đấu nối theo sơ đồ:

Bước 2: Điều chỉnh máy đo công suất quang làm việc ở bước sóng của đầu phát của thiết bị PDH/SDS cần đo.

Bước 3: Làm mất khả năng hoạt động của bộ chuyển mạch bảo vệ laser bằng cách đặt chuyển mạch bảo vệ ở trạng thái ngắt.

Bước 4: Đo công suất quang: Giá thị công suất quang đo được hiện trên máy đo chính là công suất quang phát ra có tính tới suy hao bộ nối quang.

Bước 5: Đặt chuyển mạch bảo vệ trở về trạng thái ban đầu.

2. Đo độ nhạy thu: Bước 1: Thực hiện đấu nối như hình vẽ:

Bước 2: Thiết lập máy phát tín hiệu mẫu chuẩn không có jitter phù hợp với giao diện của card nhánh được cấp tín hiệu.

Bước 3: Đặt giá trị của bộ suy hao quang biến đổi ở mức 10db hoặc mức lớn hơn có thể.

Bước 4: Thay đổi giá tri suy hao min và max để được giá trị BER bằng 10-9 đối với các thiết bị trên hệ thống PDH 34Mb/s của Marconi và 10-10 đối với các thiết bị trên hệ thống SDH 150/600 FLX của Fujitsu.

Bước 5: Xác định công suất thu quá tải, độ nhạy của bộ thu: Ứng với giá trị suy hao min ta có công suất quang đến đầu thu là

công suất thu quá tải (PRmax)PRmax = PT – ATTmin

Ứng với giá trị suy hao max ta có mức công suất quang đến đầu thu là độ nhay thu của bộ thu (PRmin)

PRmin = PT –ATT max

III. Kết quả:

Tại bước sóng λ = 1310nm

Giá trị Tại A Tại Bε ≥ 10-6 A1 = 46,5 dB

P1 = - 52,56dBmA1 = 41,2 dBP1 = - 51,64 dBm

ε ≥10-3 A2 = 47,2 dBP2 = -54,24 dBm

A2 = 43,2 dBP2 = -53,2 dBm

5B6B A3 = 51,3 dBP3 = - 57,3 dBm

A3 = 46,2 dBP3 = - 56,36 dBm

Tại bước sóng λ = 1550 nm

Giá trị Tại A Tại Bε ≥ 10-6 A1 = 40,5 dB

P1 = - 51,26dBmA1 = 38,2 dBP1 = - 52,44 dBm

ε ≥10-3 A2 = 44,2 dBP2 = -55,64 dBm

A2 = 40,2 dBP2 = -55,2 dBm

5B6B A3 = 46,3 dBP3 = - 58,3 dBm

A3 = 44,2 dBP3 = - 59,36 dBm

Phần II: HÀN NỐI SỢI QUANG

I. Chuẩn bị: Đoạn sợi quang đơn mode Máy hàn quang sợi Fujikura Bộ dụng cụ chuẩn bị đầu sơi: dao cắt cáp, cắt ống bọc lỏng, dao tuốt

sợi, cắt sợi, cồn, giấy lau,…II. Thực hành hàn nối sợi quang1. Hướng dẫn:

Giới thiệu cách sử dụng các thiết bị Xem băng hướng dẫn quy trình cắt và hàn nối sợi quang.

2. Quy trình cắt sợi: Bước 1: Cắt vỏ cáp

o Dùng thước đo kiểm tra đoạn cắt vỏ cáp đủ theo yêu cầu chưa, sau đó lấy băng dính dán vào vị trí đã đo.

o Dùng dao tiện một vòng xung quanh vỏ cáp một đoạn.o Bẻ vết cắt để đoạn cáp rời hẳn. Một người giữ cáp một người

cầm đoạn vỏ cáp đó để tuốt ra.Với một số loại cáp quang vỏ cáp chỉ cần cắt đoạn đầu các đoạn tiếp theo thì quấn dây dù quanh tay kìm kéo dọc cáp cho cắt đứt vỏ cáp. Dùng kéo cắt đứt vỏ cáp.

Bước 2: Cắt bỏ các lớp trung gian trong ruột cápo Tháo lớp nilon bọc ngoàio Gỡ các ống đệmo Cắt lõi gia cường

o Dùng giẻ khô sạch lau lớp dầu ở các ống đệmo Dùng băng dính giấy đánh dấu từng sợi để sau đỡ nhầm.

Bước 3: Tuốt ống đệm: o Dùng dao chuyên dụng để tuốt ống đệm.o Đặt từng ống đệm vào rãnh chữ V.o Bóp chặt kìm để tuốt ống đệm. Sau đó kéo phần ống đã cắt ra

khỏi sợi quang.o Cắt các sợi tơ trong ống đệmo Lồng ống co nhiệt.

Bước 4: Tuốt lớp vỏ lụa: o Dùng dao 250 tuốt lớp vỏ của sợi o Dùng giấy thấm cồn lau sợi nhiều lần cho sạch.

Bước 5: Cắt sợi o Sử dụng dao cắt cơ để bàn Ilsintech CI-01Ao Đặt sợi quang vào tấm kẹp giữ sợi quango Đặt sợi vào rãnh chữ V. Đóng nắp để giữ sợi theo thứ tự được

đánh dấuo Ấn nút cắt sợi

Bước 6: Hàn sợio Mở nắp khoang hàn và mở các tấm kẹp giữ sợi quango Đặt 2 sợi quang đã chuẩn bị vào rãnh chữ V ở bên trái và bên

phải. Đóng các tấm kẹp giữ sợio Đóng khóa an toàn của máy hàno Bật máy hàn. Quan sát trên monitor sự tinh chỉnh của máy.

Bước 7: Đưa mối hàn ra Bước 8: Bảo vệ mối hàn

o Đưa ống bảo vệ phủ lên mối hàno Đặt vào lò sấy để làm co nhiệt ống bảo vệ. Khi các tiếng bip

phát ra thì quá trình gia nhiệt ống bảo vệ hoàn tất.o Mở nắp lò sấy và lấy mối hàn ra.

Quá trình hàn kết thúc và đặt sợi quang vào hộp.

Phần III: MÁY ĐO KIỂM ĐỊNH ĐÁNH GIÁ OTDR

3.1. Giới thiệu:

Máy đo OTDR cáp quang (optical time-domain reflectometer) là một thiết bị quang tử dung để kiểm tra xác định đặc tính của sợi cáp quang.

Máy đo cáp quang là máy đo các thông số về cáp quang như thông số về độ dài tuyến cáp, điểm đứt, về suy hao điểm hàn, suy hao tại các điểm uốn cáp, suy hao tại các mối nối, mang xông, suy hao đầu nối, công suất phát, công xuất thu, độ nhạy, góc, đường kính sợi, độ tán xạ, nhận biết sợi quang, đo thông mạch...

3.2. Đặc điểm cơ bản của OTDR

  Một OTDR có càng độ rộng xung ánh sáng lớn thì  việc đo suy hao và phạm vi đo sẽ trong phạm vi càng rộng. ví dụ như: Dùng một xung có độ rộng lớn sẽ đo xác định đặc tính được sợi quang có chiều dài 100 km, tuy nhiên các sự kiện đo chỉ xuất hiện từ 1km trở lên, trong phạm vi dưới 1km sẽ không xác định được gì. Điều này rất thích hợp đo đặc tính của đoạn dài nhưng với sự kiện ngắn thì không ổn chút nào. Vì vậy lên OTDR phải có dải các xung để có thể đo thay đổi các đoạn cần xác định, đoạn ngắn thì dùng xung ngắn, đoạn dài dùng xung dài hơn. Vùng mà không xác định được đặc tuyến, không đo được, gọi là vùng chết - hay vùng mù sự kiện. Về mặt lý thuyết có thể tính vùng chết như sau:

   Vùng chết sự kiện. Vùng chết được phân ra thành 2 loại: 1 là vùng chết cho các sự kiện đo được do phản xạ, 2 là vùng chết cho sự kiện đo không do phản xạ.

   Số lần tổng hợp tính hiệu càng dài thì càng làm tăng, ảnh hưởng trực tiếp tới độ nhạy của OTDR, bởi dùng phương pháp trung bình tính hiệu nhận. Độ nhạy sẽ tăng bằng căn bậc hai của số lần tổng hợp. Ví dụ số lần tổng hợp là 16 thì độ nhạy sẽ tăng 4.

  Về mặt lý thuyết OTDR sẽ đo đặc tính sợi ở mức chính xác tốt khi phần mềm và bộ phát xung chuẩn thạch anh đi kèm có độ chính xác nhỏ hơn 0.01%.

3.3. Nguyên lý đo OTDR:

Máy OTDR hoạt động theo hướng phản xạ và tán xạ. Dựa vào nguyên lý này người ta có thể xác định được độ dài tuyến cáp, điểm đứt cáp,  và các điểm suy hao cần xác định.

Dựa trên cơ chế đếm xung.

Vận tốc truyền bằng vận tốc ánh sang.

Ánh sáng truyền đi qua sợi quang, khi gặp điểm không đồng nhất của môi trường truyền sẽ có một phần dội về dưới dạng phản xạ hay tán xạ ngược.

Máy  đo OTDR xác định vị trí biến cố dựa trên mức năng lượng ánh sáng dội về.

Trên đồ thị OTDR, trục tung là mức công suất quang, trục hoành là chiều dài sợi

3.4.Các đặc tính và thông số của OTDR:

Dải động (Dynamic range): là sự chênh lệch giữa điểm bắt đầu đồ thị cho đến mức trên của nền nhiễu.

Khoảng cách đo:- Chọn hơn 02 lần chiều dài sợi quang cần đo

- Chọn giá trị khoảng cách đo ở mức lớn hơn gần nhất

Độ phân giải (Resolution):Phụ thuộc vàp bề rộng xung ánh sáng và module của máy đo. Có 4loại độ phân giải:

- Độ phân giải hiển thị: Khoảng cách nhỏ nhất giữa 2 điểm thể hiệntrên đồ thị.

- Độ phân giải suy hao: Chỉ ra độ suy hao tối thiểu  đo được giữa 2 mức công suất.

- Độ phân giải lấy mẫu: Cự ly nhỏ nhất giữa 2 điểm lấy mẫu, phụ thuộc độ rộng xung và tầm đo.

- Độ phân giải cự ly: giống như  độ phân giải lấy mẫu,phụ thuộc vào độ rộng xung và tầm đo.

Bước sóng (Wavelength):- Sợi đa mode: bước sóng 850nm & 1300nm.- Sợi đơn mode: bước sóng 1310nm, 1550nm & 1625nm.

Bước sóng 1625nm được dùng trong các hệ thống giám sát từ xa để không can nhiễu đến các bước sóng khác. Chiết suất (Refractive Index):Cự ly thể hiện trên OTDR cho bởi công thức:Trong đó: L: cự ly tuyến đo

t: thời gian ánh sáng phát đi hết tuyến và dội vềC: tốc độ ánh sáng trong chân khôngn1: chiết suất sợi quang

Do đó, khi đo OTDR ta cần biết chiết suất sợi quang để xác định chính xác kết quả đo.Đo cự ly gần cần  độ rộng xung nhỏ  để  tăng  độ phân giải. Còn đo cự ly xa cần độ rộng xung rộng để tăng dải động. Độ rộng xung (Pulse Width):Là thời gian truyền một xung ánh sáng qua một điểm trên sợi.Tùy thuộc module máy đo → Độ rộng xung 4 ns÷30 µsCác giá trị điển hình của độ rộng xung:

- Tuyến ngắn: 5-10-30-100-300-1000 ns- Tuyến xa: 0.1-0.3-1-3-10 µs

 Độ rộng xung càng hẹp  →  độ phân giải cự ly càng cao, nhưng bị nhiễu.Độ rộng xung rộng thì dải động lớn nhưng vùng chết cũng lớn, giảm được nhiễu sử dụng để quan sát các biến cố ở xa. Tần số phát xung (Frequency):Thời gian truyền một xung ánh sáng từ đầu đến cuối sợi rồi phản xạ về đầu sợi là:Thời gian trên chính là chu kỳ tối thiểu của chuỗi xung nên tần số tối đa của chuỗi xung là:Muốn đo sợi càng dài thì tần số phát xung càng thấp.

3.5. Các bước đo trên máy OTDR trong phòng thực hành:

Reset máy.

Đặt khoảng cách đo: chọn distance tương ứng với F1, trong lớp con của distance chọn khoảng cách 10km.

Đặt độ rộng xung: Chọn Pulse tương ứng với F2, do khoảng cách ngắn nên chọn độ rộng xung là 100nm.

Đặt bộ suy hao: ATT thường được đặt ở auto.

Nhấn Prior để vào lớp khác.

Chọn mesuase tương ứng với F2.

Chọn chiết suất: chọn IOR tương ứng với F4, chiết suất được điều chỉnh tùy theo bước sóng. Trong phòng thực hành chọn chiết suất ở 1,42.

Chọn bước sóng: trong phòng thực hành máy đo được định sẵn 2bước sóng, ta chọn bước sóng 1,31

Nhấn On để xung chạy.

Khi đo phải nhấn Off để tắt xung.

Chọn Maker để xoay chuột đến đầu ra của xung. Đầu ra của xung được tính từ trước tín hiệu nhiễu, là điểm mà đỉnh nhiễu dóng sang ngang căt đường đặc tuyến.

Nhấn In để phóng to đường đặc tuyến.

Đường biểu diễn OTDR sẽ cho thấy các biến cố trên sợi quang trên một màn hình. Trục hòanh thể hiện cự ly, trục tung thể hiện công suất tín hiệu ánh sáng.

Màn hình hiển thị của một OTDR