Hiểu biết

Suy hao mối nối sợi quang là phần công suất tín hiệu quang không thể đi qua điểm nối hai sợi quang. Ngay cả một lượng tổn thất nhỏ ở một mối nối cũng có thể gộp lại trên mạng với hàng chục hoặc hàng trăm điểm nối, tiêu tốn biên độ liên kết và làm giảm hiệu suất tổng thể. Đó là lý do tại sao việc mất mối nối lại quan trọng đối với bất kỳ ai thiết kế, lắp đặt hoặc bảo trì.cáp quangcơ sở hạ tầng.

Hướng dẫn này đề cập đến tổn thất mối nối là gì, tại sao nó xảy ra, cách đo chính xác, những giá trị nào được chấp nhận trong các tình huống khác nhau và cách khắc phục sự cố các mối nối nằm ngoài thông số kỹ thuật.

Mất mối nối sợi là gì?

Mối nối sợi là một điểm nối cố định hoặc bán cố định{0}}trong đó hai đầu sợi được nối với nhau để tạo ra một đường dẫn quang liên tục. Suy hao mối nối là sự giảm công suất quang tại điểm nối đó, được đo bằng decibel (dB). Suy hao mối nối thể hiện công suất quang không được truyền thành công qua điểm nối và thay vào đó được bức xạ ra khỏi sợi quang.

Nó giúp phân biệt tổn hao mối nối với hai thuật ngữ có liên quan chặt chẽ với nhau. Suy hao chèn là một phép đo rộng hơn nhằm ghi lại tổng mức giảm tín hiệu gây ra bằng cách thêm bất kỳ thành phần nào - đầu nối, bộ ghép hoặc mối nối - vào đường dẫn quang. Suy hao tổng thể của sợi gây ra mọi nguồn suy hao trên toàn bộ liên kết, bao gồm chính cáp, đầu nối, mối nối, chỗ uốn cong và các thiết bị thụ động. Một mối nối có thể trông ổn, nhưng khi sự mất mát của nó được kết hợp với mọi người đóng góp khác dọc theo liên kết, tổng số có thể vượt quángân sách lỗvà gây ra vấn đề về đường truyền.

Nguyên nhân gây mất mối nối sợi?

Mất mối nối bắt nguồn từ hai loại yếu tố: bên trong và bên ngoài.

Nguyên nhân nội tại

Các yếu tố nội tại được tích hợp vào sợi và không thể thay đổi trong quá trình nối. Điều quan trọng nhất là sự không phù hợp về đường kính trường chế độ (MFD) giữa hai sợi được nối. Khi hai sợi có giá trị MFD khác nhau -, ngay cả những sợi cùng loại danh nghĩa từ các lô sản xuất khác nhau - một số ánh sáng sẽ bị mất khi chuyển đổi. Những tác nhân nội tại khác bao gồm sự khác biệt về đường kính lõi, độ đồng tâm lõi, khẩu độ số và đặc tính chiết suất. Những biến thể này thường nhỏ đối với các sợi có cùng thông số kỹ thuật, nhưng chúng trở nên quan trọng hơn khi nối các loại sợi khác nhau, chẳng hạn như nốisợi đơn chế độtuân thủ G.652.D để uốn cong-sợi G.657 không nhạy cảm.

Nguyên nhân bên ngoài

Các yếu tố bên ngoài phát sinh từ chính quá trình nối và phần lớn nằm dưới sự kiểm soát của người lắp đặt. Các nguyên nhân bên ngoài phổ biến nhất là sự nhiễm bẩn trên mặt đầu sợi, chất lượng phân cắt kém (góc, mép hoặc vết khía), sự lệch bên hoặc góc của lõi sợi và biến dạng lõi do các thông số nung chảy không chính xác. Điều kiện môi trường - nhiệt độ khắc nghiệt, gió, bụi và rung động - cũng có thể làm giảm chất lượng mối nối khi làm việc trên hiện trường.

Trong hầu hết các tình huống thực tế, tổn thất mối nối cao là do lỗi chuẩn bị và xử lý hơn là do vật lý sợi lạ. Đầu sợi quang bị bẩn hoặc mối nối kém sẽ làm hỏng việc thiết lập mối nối hoàn hảo. Đó là lý do tại sao các kỹ thuật viên giàu kinh nghiệm đầu tư phần lớn công sức vào việc chuẩn bị sợi chứ không phải vào việc điều chỉnh các cài đặt máy hàn nâng cao.

Nối nhiệt hạch và nối cơ học: So sánh hiệu suất tổn hao

Có hai phương pháp chính để nối các sợi quang và chúng tạo ra các đặc tính suy hao rất khác nhau.

Mối nối nhiệt hạch

Mối nối nhiệt hạchnối vĩnh viễn hai đầu sợi bằng cách nung chảy chúng cùng với hồ quang điện được điều khiển chính xác. Máy hàn nhiệt hạch hiện đại sử dụng tính năng căn chỉnh lõi chủ động và hiệu chỉnh hồ quang tự động để đạt được tổn thất mối nối thấp nhất quán. TheoHiệp hội sợi quang (FOA), giá trị lập kế hoạch điển hình cho suy hao mối nối hợp nhất ở chế độ đơn-là 0,15 dB trên mỗi mối nối và các kỹ thuật viên lành nghề thường đạt được kết quả dưới 0,1 dB. Ghép nối tổng hợp cũng tạo ra phản xạ ngược tối thiểu, điều này quan trọng trong các hệ thống nhạy cảm với suy hao phản hồi, chẳng hạn như video analog hoặc truyền dẫn kết hợp tốc độ cao.

Nối cơ khí

Mối nối cơ học căn chỉnh hai đầu sợi quang bên trong một vỏ chính xác và giữ chúng ở đúng vị trí bằng kẹp hoặc chốt, sử dụng gel-so khớp chỉ số để giảm phản xạ và tổn hao ở khe hở không khí. Nó không kết dính vĩnh viễn kính. Tiêu chuẩn EIA/TIA 568 cho phép suy hao mối nối tối đa là 0,3 dB và suy hao cơ học điển hình trong mối nối nằm trong khoảng từ 0,2 dB đến 0,75 dB tùy thuộc vào loại mối nối và kỹ năng của người lắp đặt. Nối cơ học đòi hỏi thiết bị ít tốn kém hơn và ít đào tạo hơn, khiến nó trở nên thiết thực cho việc khôi phục khẩn cấp, kết nối tạm thời hoặc các tình huống trong đómáy ghép nhiệt hạchkhông có sẵn.

Chọn phương pháp nào

Đối với các cài đặt cố định trong đó hiệu suất và-độ tin cậy lâu dài là ưu tiên -, đặc biệt là trênliên kết thực vật bên ngoàihoặc kết nối trung tâm dữ liệu tốc độ cao-, việc ghép nối tổng hợp - là lựa chọn tiêu chuẩn. Mối nối cơ học vẫn hữu ích trong việc sửa chữa hiện trường nhanh chóng, vá lỗi tạm thời và các ứng dụng trong đó tổn thất trên mỗi mối nối cao hơn có thể được bù đắp trong ngân sách liên kết. Nhiều nhà khai thác viễn thông sử dụng tính năng ghép nối tổng hợp cho các tuyến đường trục và đường dài-trong khi vẫn có sẵn bộ ghép nối cơ học để khôi phục trong trường hợp khẩn cấp.

Sự suy giảm mối nối sợi được đo như thế nào?

Hai thiết bị chính được sử dụng để đánh giá suy hao mối nối và chúng trả lời các câu hỏi khác nhau.

Kiểm tra OTDR cho các sự kiện mối nối

Máy đo phản xạ miền thời gian quang học (OTDR) gửi các xung ánh sáng ngắn vào sợi quang và phân tíchtín hiệu tán xạ ngượcđể mô tả các sự kiện dọc theo liên kết. Nó có thể xác định các vị trí mối nối riêng lẻ, ước tính tổn thất mối nối tại mỗi sự kiện và phát hiện các vấn đề như uốn hoặc gãy quá mức. Đối với các mạng có nhiều mối nối trên các nhịp dài, OTDR rất cần thiết để xác minh rằng mỗi mối nối đều đáp ứng thông số kỹ thuật.

Tuy nhiên, phép đo OTDR-một hướng chỉ cung cấp ước tính về suy hao mối nối chứ không phải là phép đo thực sự. Khi hai sợi có hệ số tán xạ ngược khác nhau -, điều này xảy ra bất cứ khi nào các sợi có giá trị MFD khác nhau được nối - một-cách, việc đọc OTDR có thể phóng đại hoặc đánh giá thấp hơn đáng kể tổn thất thực tế. Trong một số trường hợp, nó thậm chí có thể hiển thị mức "tăng" rõ ràng, trông giống như tổn thất âm tại điểm nối. BẰNGCommScope giải thích, hiệu ứng này là ảo ảnh quang học gây ra bởi những thay đổi về mức độ tán xạ ngược chứ không phải do khuếch đại tín hiệu thực tế.

Tại sao tính trung bình hai chiều lại quan trọng

Quy trình tiêu chuẩn ngành để đo suy hao mối nối dựa trên OTDR{0}}chính xác là thử nghiệm hai chiều. TheoGiải pháp VIAVI, việc đo cùng một mối nối từ cả hai đầu và tính trung bình của hai kết quả sẽ loại bỏ lỗi liên quan đến{0}}tán xạ ngược. Tiêu chuẩn TIA-FOTP-61 yêu cầu phương pháp tiếp cận hai chiều này để đánh giá tổn thất mối nối một cách đáng tin cậy. Nếu không có nó, các kỹ thuật viên có nguy cơ chấp nhận những mối nối xấu hơn vẻ ngoài của chúng hoặc phải làm lại những mối nối thực sự tốt một cách không cần thiết.

Một ví dụ thực tế minh họa tại sao điều này lại quan trọng: mối nối giữa sợi G.652.D và G.657 có thể bị suy hao 0,35 dB khi được kiểm tra từ một hướng, gây ra mối lo ngại. Được thử nghiệm từ hướng ngược lại, mối nối tương tự có thể hiển thị mức tăng âm -0,10 dB. Trung bình hai chiều - xấp xỉ 0,12 dB - thể hiện suy hao mối nối thực tế và nằm trong giới hạn chấp nhận được. Nếu không kiểm tra cả hai hướng, kỹ thuật viên có thể lãng phí thời gian{10}nối lại một mối nối hoàn toàn tốt.

Kiểm tra suy hao chèn bằng OLTS

Đối với thử nghiệm chấp nhận mức liên kết-, Bộ kiểm tra suy hao quang học (OLTS) - bao gồm nguồn sáng đã hiệu chỉnh và đồng hồ đo điện - đo tổng tổn hao chèn trên toàn bộ nhà máy cáp. Thử nghiệm này ghi lại mọi nguyên nhân gây suy hao trong một phép đo từ đầu đến cuối: suy hao sợi quang, suy hao đầu nối và suy hao mối nối kết hợp. Nhiềukiểm tra cáp quangtiêu chuẩn yêu cầu kiểm tra tổn thất chèn làm tiêu chí chính đạt/không đạt, với kiểm tra OTDR được sử dụng làm công cụ bổ sung cho chẩn đoán cấp độ sự kiện.

Mất mối nối sợi có thể chấp nhận được là gì?

Không có ngưỡng phổ quát duy nhất. Suy hao mối nối có thể chấp nhận được tùy thuộc vào loại sợi, phương pháp nối, ứng dụng và tổng mức suy hao của liên kết.

Lập kế hoạch giá trị theo loại sợi và mối nối

FOA cung cấp các giá trị lập kế hoạch được tham khảo rộng rãi để tính toán ngân sách tổn thất. Đối với các mối nối hợp nhất chế độ đơn, giá trị lập kế hoạch được đề xuất là0,15 dB mỗi mối nối. Đối với mối nối cơ khí đa chế độ, giá trị là 0,3 dB trên mỗi mối nối. Tiêu chuẩn TIA{6}}568 đặt ra mức suy hao mối nối tối đa cho phép là 0,3 dB. Những số liệu này là những ước tính thận trọng dành cho tính toán ở giai đoạn thiết kế, không phải là giới hạn đạt/không đạt tuyệt đối cho các mối nối riêng lẻ tại hiện trường.

Trong thực tế, các máy ghép nhiệt hạch hiện đại-được chuẩn bị kỹ lưỡngsợi đơn chế độthường xuyên tạo ra tổn thất mối nối dưới 0,05 dB. TRÊNsợi đa mode, kết quả có xu hướng cao hơn một chút nhưng vẫn thường giảm xuống dưới 0,15 dB với thiết bị nhiệt hạch.

Tổn thất có thể chấp nhận được trong bối cảnh: Cách tiếp cận ngân sách tổn thất

Mối nối có kích thước 0,20 dB có thể hoàn toàn chấp nhận được trên một liên kết trong khuôn viên ngắn với nhiều biên độ, nhưng giá trị tương tự có thể không được chấp nhận trên tuyến đường dài bên ngoài nhà máy, nơi có hàng chục mối nối để lại rất ít khoảng trống trong quỹ tổn thất. Cách tiếp cận đúng là tính toán tổng ngân sách mất liên kết -suy giảm sợi, tổn hao đầu nối, tổn hao mối nối và bất kỳ thành phần thụ động nào -, sau đó xác minh rằng tổn thất đo được từ đầu đến cuối-đến-đầu cuối nằm trong ngân sách đó với biên độ thích hợp cho việc lão hóa và sửa chữa trong tương lai.

Biên độ liên kết ít nhất là 3 dB thường được khuyến nghị để giải thích cho sự lão hóa của thành phần, sự xuống cấp của đầu nối sau nhiều lần kết nối và các mối nối có thể cần thiết trong tương lai để sửa chữa cáp.

Khi nào cần thay thế

Mối nối phải được kiểm tra và có khả năng làm lại khi áp dụng bất kỳ điều kiện nào sau đây: suy hao đo được của nó cao hơn đáng kể so với các mối nối khác trên cùng một liên kết; nó làm cho tổng tổn thất liên kết gần bằng hoặc vượt quá ngân sách; nó xuất hiện bất thường khi thử nghiệm lặp đi lặp lại; hoặc bản thân máy ghép đã ước tính tổn thất cao bất thường trong quá trình nhiệt hạch. Nếu một lần-tách lại và nối lại-không làm giảm tổn thất thì vấn đề có thể nằm ở khả năng tương thích của sợi, nhiễm bẩn hoặc hiệu chuẩn thiết bị chứ không phải do xui xẻo.

Cách giảm hiện tượng mất mối nối sợi quang cao: Quy trình khắc phục sự cố từng bước

Khi mối nối tạo ra tổn thất cao hơn dự kiến, hãy làm theo trình tự này thay vì chuyển thẳng đến cài đặt nâng cao hoặc thay đổi thiết bị.

Bước 1: Làm sạch và kiểm tra các đầu sợi

Sự nhiễm bẩn là nguyên nhân phổ biến nhất gây mất mối nối tăng cao. Các hạt bụi, dầu từ quá trình xử lý, cặn gel đệm và các mảnh vụn trong không khí đều có thể cản trở sự liên kết thích hợp của sợi và gây ra sự phân tán tại điểm nối.Làm sạch sợi đã tướcthật kỹ bằng khăn lau-không có xơ và-cồn isopropyl có độ tinh khiết cao trước mỗi lần cắt. Nếu có sẵn kính hiển vi hoặc phạm vi kiểm tra, hãy sử dụng nó. - chất bẩn mà mắt thường không thể nhìn thấy thường đủ để gây ra mối nối kém.

Bước 2:-Tách lại trước khi đổ lỗi cho Máy ghép

Mối nối kém - có góc quá lớn, mép hoặc vết khía - sẽ tạo ra mối nối có độ suy hao cao-bất kể máy hàn hoạt động tốt như thế nào. Nếu tổn thất cao bất ngờ, cách khắc phục nhanh nhất thường là cắt thêm vài cm, -tách lại và thử lại. Xác nhận rằng lưỡi dao ở tình trạng tốt và được đặt đúng vị trí. Lưỡi dao cắt bị mòn hoặc hư hỏng là nguyên nhân sâu xa thường xuyên khiến các mối nối có độ suy hao-cao tái diễn. Góc phân tách dưới 1 độ là lý tưởng; góc trên 2 độ sẽ làm tăng đáng kể sự mất mối nối.

Bước 3: Xác minh khả năng tương thích của sợi

Kiểm tra xem hai sợi được nối có tương thích không. Ví dụ: nối các sợi có giá trị MFD khác nhau đáng kể -, nối sợi G.652.D tiêu chuẩn để uốn cong-sợi G.657 không nhạy cảm - sẽ tạo ra tổn thất nội tại cao hơn bất kể chất lượng chuẩn bị. Khi phải nối các sợi khác nhau, hãy sử dụng máy hàn có tính năng căn chỉnh lõi chủ động và hy vọng rằng OTDR sẽ hiển thị những khác biệt về hướng đòi hỏitrung bình hai chiềuđể giải thích một cách chính xác.

Bước 4: Kiểm tra hiệu chuẩn hồ quang và tình trạng máy hàn

Máy hàn nhiệt hạch yêu cầu hiệu chuẩn hồ quang định kỳ, đặc biệt khi điều kiện môi trường thay đổi. Sự thay đổi nhiệt độ, chênh lệch độ cao và độ mòn điện cực đều có thể ảnh hưởng đến công suất và thời gian hồ quang. Chạy quy trình hiệu chỉnh hồ quang-có sẵn của máy hàn. Nếu các điện cực bị mòn hoặc bị nhiễm bẩn, hãy thay thế chúng. Đồng thời, hãy xác minh rằng các rãnh chữ V-là mảnh vụn - sạch trong cơ cấu căn chỉnh có thể gây ra sai lệch hệ thống.

Bước 5:-Kiểm tra lại chính xác

Không chấp nhận hoặc từ chối mối nối dựa trên kết quả đọc OTDR một chiều. Nếu kết quả đọc có vẻ đáng nghi ngờ, hãy kiểm tra theo hướng ngược lại và tính trung bình hai kết quả. So sánh mối nối với các sự kiện lân cận trên cùng một sợi - một mối nối kém hơn đáng kể so với các sự kiện lân cận của nó đáng được điều tra, trong khi mối nối nhất quán với phần còn lại của liên kết có thể được chấp nhận. Nếu mối nối vẫn bị lỗi sau khi kiểm tra lại, hãy làm lại nó thay vì mang tổn thất ẩn vào trongmạng lưới hoàn thiện.

Suy hao mối nối so với Suy hao chèn: Tìm hiểu sự khác biệt

Hai thuật ngữ này đôi khi bị nhầm lẫn nhưng chúng đo lường những thứ khác nhau. Suy hao mối nối là tổn hao đặc biệt tại sự kiện mối nối - công suất quang không thể truyền qua mối nối giữa hai sợi. Suy hao chèn là tổn hao tổng do bất kỳ thành phần nào được đặt vào đường dẫn quang, có thể bao gồm mối nối, đầu nối, bộ ghép hoặc bộ suy giảm.

Khi đánh giá mộtdây vá sợi quanghoặc cụm cáp có đầu cuối, thông số kỹ thuật liên quan là suy hao chèn, bao gồm suy hao đầu nối ở cả hai đầu cộng với bất kỳ tổn thất mối nối hoặc sợi nào trong cụm cáp. Khi đánh giá chất lượng của mối nối hiện trường bên trong nhà máy cáp, suy hao mối nối là thước đo thích hợp. Cả hai đều quan trọng đối với ngân sách liên kết tổng thể, nhưng chúng trả lời các câu hỏi khác nhau.

Những sai lầm thường gặp dẫn đến suy hao mối nối cao

Một số lỗi tái diễn chiếm phần lớn các sự cố mất mối nối có thể tránh được tại hiện trường.

Tin tưởng vào một hướng OTDR duy nhất.Việc coi số đọc OTDR một chiều là câu trả lời cuối cùng - mà không xem xét hiệu ứng tán xạ ngược hoặc thực hiện tính trung bình hai chiều - sẽ dẫn đến cả cảnh báo sai và lỗi bị bỏ sót. BẰNGGhi chú của Fluke Networks, mức tăng là những kết quả dương tính giả có thể che giấu các vấn đề thực sự nếu xét theo mệnh giá.

Bỏ qua việc chuẩn bị đầu sợi.Việc gấp rút tước, làm sạch và cắt để tiết kiệm vài phút cho mỗi mối nối thường tốn nhiều thời gian hơn khi làm lại. Chất lượng chuẩn bị là yếu tố có thể kiểm soát lớn nhất trong hiện tượng mất mối nối.

Trộn các loại sợi mà không kiểm tra tính tương thích.Việc nối các sợi với các thông số kỹ thuật MFD khác nhau mà không nhận thức được hình phạt tổn thất nội tại và các thành phần đo lường OTDR mà nó tạo ra sẽ dẫn đến nhầm lẫn và phải làm lại không cần thiết.

Bỏ qua tổng thiệt hại ngân sách.Chỉ tập trung vào các giá trị màn hình mối nối riêng lẻ trong khi bỏ qua hiệu ứng tích lũy trên toàn bộthiết kế nhà máy cápcó thể dẫn đến một liên kết chuyển sự kiện-từng sự kiện{1}}nhưng không kết thúc-đến-sự kiện.

Bỏ qua việc bảo trì máy hàn.Các điện cực bị mòn, rãnh chữ V{0}} bẩn và việc hiệu chỉnh hồ quang lỗi thời làm giảm dần chất lượng mối nối, khiến bạn dễ dàng bỏ qua cho đến khi giá trị tổn hao trở nên kém liên tục.