Nguyên lý hoạt động của máy đo OTDR

Máy đo OTDR cáp quang (Time quang Reflectometer Domain) là một công cụ thiết yếu sử dụng để kiểm tra tính toàn vẹn của cáp sợi quang, có thể được áp dụng để đánh giá độ dài của cáp quang, truyền biện pháp và kết nối suy giảm và để phát hiện vị trí lỗi của liên kết sợi. Dựa trên các chức năng này, nó thường được sử dụng để bảo trì và xây dựng cáp quang. Hơn nữa, OTDR hiệu quả nhất khi kiểm tra cáp dài hoặc nhà máy cáp có mối nối bằng cách minh họa vị trí cáp được kết thúc và xác định chất lượng của các mối nối, mối hàn cáp quang.

OTDR hoạt động như thế nào?

So sánh với các nguồn sáng và máy đo công suất quang đo trực tiếp suy hao của cáp quang, OTDR lại hoạt động gián tiếp. Bằng cách nhân bản bộ phát và bộ thu của liên kết truyền dẫn cáp quang, nguồn và đồng hồ đo làm cho phép đo tương quan tốt với suy hao hệ thống thực tế. Tuy nhiên, OTDR sử dụng hiện tượng quang học độc đáo “ánh sáng tán xạ ngược” để thực hiện các phép đo cùng với ánh sáng phản xạ từ các đầu nối hoặc đầu sợi quang bị phân cắt, do đó để đo suy hao gián tiếp.

Bài viết liên quan: Khái niệm cơ bản về OTDR (Máy đo phản xạ miền thời gian quang học)

Trong quá trình kiểm tra OTDR, thiết bị sẽ đưa xung nguồn sáng laser hoặc sợi quang công suất cao hơn vào một sợi quang từ một đầu của cáp quang, với cổng OTDR để nhận thông tin trả về. Khi xung quang được truyền qua sợi quang, một phần của phản xạ phân tán sẽ quay trở lại OTDR. Chỉ những thông tin hữu ích trả về mới có thể được đo bằng máy dò OTDR hoạt động như thời gian hoặc các đoạn đường cong của sợi tại các vị trí khác nhau. Bằng cách ghi lại thời gian cho tín hiệu từ khi truyền đến khi trở lại và tốc độ truyền trong sợi, do đó có thể tính được khoảng cách. Hình ảnh sau đây cho thấy chính xác cách hoạt động của OTDR để kiểm tra cáp quang.

Các đặc điểm làm việc của OTDR

OTDR sử dụng tán xạ Rayleigh và phản xạ Fresnel để đo các đặc tính của sợi. Tán xạ Rayleigh đề cập đến sự tán xạ không đều được tạo ra khi các tín hiệu quang truyền trong sợi quang. OTDR chỉ đo ánh sáng phân tán trở lại trên cổng OTDR. Tín hiệu tán xạ ngược cho biết mức độ suy giảm (suy hao / khoảng cách) của sợi quang và sẽ được theo dõi dưới dạng đường cong đi xuống, minh họa sức mạnh của tán xạ ngược giảm. Điều này là do cả tín hiệu truyền và suy hao tán xạ ngược đều bị suy giảm.

Công suất tán xạ Rayleigh liên quan đến bước sóng của tín hiệu truyền đi: bước sóng càng ngắn thì công suất càng mạnh, có nghĩa là tổn thất tán xạ ngược tạo ra bởi quỹ đạo của tín hiệu 1310nm sẽ cao hơn so với tín hiệu 1550nm.

Trong vùng bước sóng cao hơn (hơn 1500 nm), tán xạ Rayleigh sẽ tiếp tục giảm, và một hiện tượng khác được gọi là suy giảm (hay hấp thụ) tia hồng ngoại sẽ xuất hiện tăng lên do đó gây ra sự gia tăng các giá trị suy hao tổng thể. Do đó, bước sóng 1550nm có độ suy giảm thấp nhất, điều này chứng minh lý do tại sao nó là bước sóng truyền thông khoảng cách xa. Tương tự, OTDR bước sóng 1550nm cũng có độ suy giảm thấp, do đó nó cũng có thể được sử dụng để kiểm tra khoảng cách xa.

Phản xạ Fresnel thuộc loại phản xạ rời rạc gây ra bởi điểm riêng lẻ của toàn bộ sợi. Những điểm này là kết quả của sự thay đổi các yếu tố hệ số ngược như kính và khe hở không khí. Tại những điểm này, ánh sáng tán xạ ngược mạnh sẽ bị phản xạ trở lại. Do đó, OTDR sử dụng thông tin phản xạ Fresnel để xác định vị trí điểm kết nối, thiết bị đầu cuối cáp quang và các điểm ngắt.

Giải pháp cho vùng chết của OTDR

Chúng ta hãy xem xét một đặc điểm kỹ thuật OTDR quan trọng có nguồn gốc từ phản xạ Fresnel, được gọi là “vùng chết”. Về cơ bản, có hai loại vùng chết: sự kiện và suy hao. Cả hai đều được thể hiện trong khoảng cách thay đổi phù hợp với sức mạnh của những phản xạ đó. Vùng chết đề cập đến khoảng thời gian đầu báo bị làm mù tạm thời bởi lượng ánh sáng phản xạ cao, cho đến khi nó phục hồi và có thể đọc lại ánh sáng. Khi OTDR đang hoạt động, thời gian được chuyển thành khoảng cách, do đó, nhiều phản xạ hơn dẫn đến nhiều thời gian hơn để máy dò phục hồi, do đó dẫn đến vùng chết dài hơn. Vùng chết hạn chế hoạt động của OTDR ở một mức độ lớn, khiến nó không thể xác định vị trí và giải quyết các lỗi. Hình ảnh sau đây cho thấy vùng chết của OTDR.

Tuy nhiên, vùng chết dường như là một vấn đề khi sử dụng OTDR để kiểm tra, bút soi sợi quang (VFL) có thể là một giải pháp hữu hiệu để giải quyết vấn đề này. Nó hoạt động như một sự bổ sung cho OTDR trong xử lý sự cố cáp vì nó bao phủ thành công phạm vi mà các OTDR không theo dõi được do vùng chết. Bộ định vị lỗi trực quan (VFL) được thiết kế với tia laser nhìn thấy được và bộ chuyển đổi đa năng như FC, SC và ST, v.v., góp phần xác định các lỗi trên liên kết sợi quang một cách dễ dàng.

Ví dụ, để xác định điểm đứt, uốn hoặc nứt của cáp quang và xác định lỗi của vùng chết ODTR. Công suất cao hơn của bộ định vị lỗi trực quan có thể tìm thấy đứt các sợi hoặc tổn hao cao xung quanh các đầu nối trong cáp đơn giản. Nếu ánh sáng thoát ra tại một thời điểm, nó sẽ được nhìn thấy qua lớp áo của sợi. Điều này đặc biệt hữu ích trong việc tìm kiếm các lỗi cáp ở gần cuối cáp, trong khi vùng chết của OTDR hạn chế khả năng giải quyết lỗi của nó. Trong khi đó, VFL cũng có thể được áp dụng để tìm các sợi bị nứt hoặc mối nối xấu mà OTDR không thể làm như vậy.

Tóm lại, máy kiểm tra OTDR về bản chất là một radar quang học. Bằng cách phát ra một tia sáng chói, nó sẽ đo cường độ của tiếng vọng hoặc phản xạ. Vì vậy, OTDR chủ yếu được sử dụng trong dịch vụ lắp đặt và bảo trì cáp quang của mạng truy nhập (liên kết liên lạc giữa các tổng đài điện thoại) và mạng người dùng (liên kết liên lạc giữa các trang web của người dùng và cột điện thoại). Và tính toán được sử dụng để hiển thị một dấu vết và thực hiện một số suy luận toán học. HanCapQuang.Net cung cấp một loạt các máy đo OTDR với chất lượng đáng tin cậy và tuyệt vời, để biết thêm thông tin và chi tiết, vui lòng truy cập trang web tại www.hancapquang.net hoặc liên hệ qua hotline: 0973931345