Ngày 15 tháng 4 năm 2020
Trong hệ thống thông tin sợi và quang điện, mọi thứ đều phụ thuộc vào ánh sáng. Liệu tín hiệu có thể được nhận chính xác hay không được xác định hoàn toàn bằng công suất quang. Máy đo công suất quang (OPM) là công cụ cơ bản nhất để đo cường độ tín hiệu quang - nếu không có nó, việc kiểm tra liên kết sợi quang sẽ giống như cảm nhận nhịp đập trong bóng tối.
Trong hệ thống thông tin sợi và quang điện, tất cả việc truyền tín hiệu đều phụ thuộc vào ánh sáng. Và cường độ của ánh sáng đó trực tiếp quyết định liệu tín hiệu có thể được nhận chính xác hay không. Máy đo công suất quang (OPM) là công cụ cơ bản nhất để đo cường độ tín hiệu quang - nếu không có nó, việc kiểm tra liên kết sợi quang giống như tự bịt mắt và đoán mò.
Nguyên tắc cốt lõi không phức tạp: bộ tách sóng quang (thường là điốt quang InGaAs hoặc germanium) chuyển đổi tín hiệu quang tới thành tín hiệu điện và mạch chuyển đổi chúng thành số đọc công suất biểu thị bằng dBm (decibel-milliwatt) hoặc μW (microwatt). dBm là đơn vị logarit: 0dBm = 1mW, -10dBm = 0,1mW, -30dBm = 0,001W. Giá trị của dBm là nó giữ cho các số đọc có thể đọc được ngay cả khi công suất quang vượt quá các bậc độ lớn - một liên kết sợi quang có công suất phát 0dBm và công suất thu -25dBm có độ suy giảm 25dB, nghĩa là công suất ở bộ thu ít hơn 300 lần, nhưng được biểu thị bằng một con số duy nhất: 25.
OPM là không thể thiếu chứ không phải là tùy chọn vì nó phục vụ ba chức năng tối giản. Đầu tiên, nó đo công suất đầu ra phía phát để xác nhận nguồn sáng đang hoạt động trong phạm vi thông số kỹ thuật. Thứ hai, nó đo công suất đầu vào bên nhận để xác nhận tín hiệu nằm trên ngưỡng độ nhạy của máy thu. Thứ ba, trừ đi hai kết quả sẽ tạo ra tổn thất liên kết - thước đo quan trọng nhất để đánh giá chất lượng liên kết sợi quang. Cùng với nhau, ba chức năng này tạo thành một cuộc kiểm tra vật lý hoàn chỉnh cho mọi liên kết sợi.
Một quan niệm sai lầm phổ biến là OPM chỉ dành cho phòng thí nghiệm. Trên thực tế, các kỹ sư hiện trường sử dụng chúng hàng ngày - để chấp nhận đường truyền cáp quang tại các trạm cơ sở viễn thông, kiểm tra kết nối cáp quang tại trung tâm dữ liệu và kiểm tra liên kết truyền thông cáp quang tại các nhà máy PV. PK56A được thiết kế đặc biệt để sử dụng tại hiện trường, cân bằng độ chính xác cấp phòng thí nghiệm với khả năng di động cầm tay.
Khi chọn OPM, ba tham số có tính chất quyết định. Nhận bất kỳ sai sót nào và kết quả kiểm tra không hợp lệ.
Thứ nhất: bước sóng. Ánh sáng trong sợi quang không phải là ánh sáng trắng - đó là ánh sáng laser hoặc đèn LED ở các bước sóng cụ thể. Các bước sóng truyền thông sợi quang phổ biến bao gồm 850nm (đa chế độ), 1310nm (chế độ đơn), 1550nm (chế độ đơn) và 1625nm (để thử nghiệm hệ thống DWDM). OPM phải được hiệu chỉnh ở bước sóng chính xác vì độ phản hồi của máy dò thay đổi theo bước sóng - cùng một máy dò có thể nhạy gấp đôi ở 850nm so với 1550nm. Sử dụng đường cong hiệu chuẩn 850nm để đo ánh sáng 1550nm có thể tạo ra kết quả sai số từ 20% trở lên. PK56A hỗ trợ bảy cài đặt bước sóng bao gồm 850nm đến 1625nm, phù hợp với các bước sóng truyền thông thông thường — không có vấn đề gì đáng lo ngại về sự sai lệch bước sóng khi sử dụng tại hiện trường.
Thứ hai: phạm vi công suất. Phạm vi xác định mức độ tín hiệu ánh sáng mà OPM có thể đo được. Phạm vi quá nhỏ có nguy cơ phá hủy máy dò bằng ánh sáng mạnh; phạm vi quá lớn không thể đo được ánh sáng yếu. Công suất quang thử nghiệm tại hiện trường thường kéo dài từ -70dBm đến +10dBm. -70dBm là giới hạn độ nhạy thấp hơn của hầu hết các máy thu; +10dBm là công suất tối đa của hầu hết các nguồn sáng. Phạm vi PK56A bao gồm -70dBm đến +10dBm, phù hợp với hầu hết các tình huống hiện trường.
Thứ ba: độ chính xác. Độ chính xác của OPM thường được biểu thị bằng ±0,1dB đến ±0,3dB. ±0,1dB có nghĩa là sai số trong khoảng 2% - loại cao cấp. ±0,3dB có nghĩa là sai số khoảng 7% - phù hợp với hầu hết các yêu cầu kỹ thuật. Độ chính xác rất quan trọng vì nếu OPM có độ chính xác ±0,3dB và thông số kỹ thuật yêu cầu lỗi mất liên kết trong phạm vi ±0,5dB thì chỉ riêng OPM đã chiếm 60% mức lỗi cho phép, để lại rất ít biên độ cho chính liên kết đó.
Kiểm tra sợi truyền thống yêu cầu nhiều thiết bị: OPM để cấp nguồn, bút đèn đỏ để xác định vị trí lỗi và nguồn sáng để đưa tín hiệu kiểm tra vào. PK56A tích hợp cả ba vào một thiết bị cầm tay duy nhất và giá trị cốt lõi của nó là tất cả trong một.
Thân chính của PK56A là một OPM hỗ trợ bảy bước sóng và phạm vi -70dBm đến +10dBm. Trên hết, nó còn có nguồn ánh sáng đỏ tích hợp (650nm) giúp đưa ánh sáng đỏ vào sợi quang thông qua bộ chuyển đổi FC/UPC hoặc SC/UPC. Ánh sáng đỏ phục vụ mục đích trực quan hóa: khi ánh sáng đỏ được đưa vào sợi quang, nếu có một điểm đứt ở giữa, ánh sáng đỏ sẽ rò rỉ ra ngoài tại điểm đứt và có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Điều này đặc biệt hữu ích để khắc phục sự cố của bộ nhảy sợi - không cần OTDR (máy đo phản xạ miền thời gian quang, một thiết bị có giá hàng chục nghìn nhân dân tệ). Chỉ cần một chiếc PK56A sẽ nhanh chóng xác định được jumper có tốt hay không.
PK56A cũng hỗ trợ các giao diện cáp quang phổ quát. FC, SC, ST, LC và các loại giao diện khác được hỗ trợ bằng cách thay đổi bộ điều hợp - không cần các thiết bị riêng biệt cho mỗi loại giao diện. Tại hiện trường, các hệ thống khác nhau sử dụng các giao diện khác nhau — SC trong viễn thông, LC trong trung tâm dữ liệu, FC trong CATV — và khả năng hỗ trợ đa giao diện của PK56A có nghĩa là một thiết bị có thể xử lý tất cả các tình huống.
Trong thực tế, PK56A tăng thêm giá trị nhờ tính đơn giản trong vận hành. Màn hình của nó hiển thị đồng thời cả số đọc dBm và μW và trực tiếp cho biết kết quả kiểm tra có nằm trong thông số kỹ thuật hay không (ĐẠT / CẢNH BÁO / THẤT BẠI) - không cần tra cứu bảng thủ công. Nó lưu trữ kết quả kiểm tra để so sánh với dữ liệu lịch sử.
Trong thực hành kiểm tra sợi tại hiện trường, một số lỗi tái diễn gây ra những tổn thất không đáng có. Hiểu chúng sẽ ngăn ngừa được những vấn đề thực sự. Sai lầm đầu tiên là không kiểm tra cài đặt bước sóng trước khi đo. Như đã thảo luận, đường cong hiệu chuẩn OPM thay đổi theo bước sóng. Việc đặt sai bước sóng có thể làm sai số đọc từ 10% đến 20%. Nhiều nhân viên hiện trường, để tránh rắc rối, sử dụng cùng một bước sóng cho tất cả các phép đo - điều này có thể sai lệch 10% đến 20% khi đo sợi đơn mode 1310nm và 1550nm.
Sai lầm thứ hai là bỏ qua độ sạch của bề mặt sợi. Bụi, dầu hoặc vết trầy xước trên mặt đầu sợi quang (mặt đầu đầu nối) gây ra hiện tượng mất và phản xạ chèn thêm, đồng thời kết quả kiểm tra có thể phân bổ sai ô nhiễm mặt cuối là vấn đề về chất lượng liên kết sợi. Phương pháp tự kiểm tra đơn giản: trước khi kiểm tra, hãy kiểm tra mặt cuối bằng ống kính phóng đại. Nếu bị bẩn, hãy làm sạch bằng que lau sợi chuyên dụng và cồn khan trước khi đo. Nhiều lỗi 'mất liên kết vượt quá thông số kỹ thuật' sẽ tự giải quyết sau khi làm sạch mặt cuối.
Sai lầm thứ ba là chỉ kiểm tra một sợi quang. Trong một liên kết sợi quang, thường có hai sợi - một sợi truyền (Tx), một sợi nhận (Rx). Mất liên kết có thể khác nhau giữa hai. Chỉ kiểm tra một cái và rút ra kết luận có thể bỏ sót vấn đề với cái kia. Cách tiếp cận đúng là kiểm tra cả hai và so sánh chênh lệch tổn thất. Nếu chênh lệch vượt quá 3dB, một sợi có thể gặp vấn đề về uốn cong, đứt hoặc đứt.
Sai lầm thứ tư là không ghi lại dữ liệu thử nghiệm. Dữ liệu OPM - công suất phát, công suất thu, mất liên kết - tạo thành “bản ghi tình trạng” của liên kết sợi quang. Nếu dữ liệu không được ghi lại sau khi thử nghiệm, khi các vấn đề về liên kết trong tương lai phát sinh, thì không có cách nào để xác định liệu “trước đây nó tốt” hay “trước đó nó đã có vấn đề”. Cách tiếp cận đúng là ghi lại tất cả dữ liệu sau mỗi lần kiểm tra, được lưu trữ theo số liên kết, xây dựng bản ghi kiểm tra theo chuỗi thời gian.
Kiểm tra sợi toàn diện không chỉ đơn thuần là đo công suất. Quy trình chấp nhận liên kết cáp quang hoàn chỉnh phải bao gồm: kiểm tra công suất phía truyền (xác nhận đầu ra nguồn sáng nằm trong thông số kỹ thuật), kiểm tra công suất phía nhận (xác nhận tín hiệu cao hơn độ nhạy của máy thu), tính toán tổn thất liên kết (trừ hai giá trị và so sánh với các giá trị thiết kế), kiểm tra bề mặt sợi quang (độ sạch và tính toàn vẹn) và xác minh tính liên tục của đèn đỏ (loại trừ nhanh các lỗi nhảy).
Khi lựa chọn thiết bị kiểm tra, giá cả không phải là yếu tố quyết định. Một thiết bị tích hợp cả OPM và nguồn đèn đỏ (như PK56A) sẽ rẻ hơn, đáng tin cậy hơn và tốn ít thời gian hơn nhiều so với việc mua riêng OPM và bút đèn đỏ. Giá trị cốt lõi của một thiết bị như PK56A không phải là độ chính xác của phép đo — mà là khả năng hoàn thành đánh giá liên kết sợi quang đầy đủ trong 10 phút thay vì phải mang theo ba thiết bị, thay đổi ba giao diện và tra cứu ba bảng.
Người mua cũng nên chú ý đến những chi tiết dễ bị bỏ qua trong tài liệu tiếp thị: liệu thiết bị có hỗ trợ xuất dữ liệu hay không (để tích hợp với hệ thống quản lý kỹ thuật); liệu bộ điều hợp cáp quang có bao gồm các loại giao diện được sử dụng tại hiện trường hay không; liệu các bước sóng dài (1625nm, đối với thử nghiệm ngoài băng tần của hệ thống DW) có được hỗ trợ hay không; và liệu thời lượng pin có đáp ứng được cả ngày sử dụng tại hiện trường hay không. Những chi tiết này xác định xem thiết bị có thực sự được sử dụng hay bị bỏ quên trong ngăn kéo. View the PV Test Instruments Collection
Hãy cho chúng tôi biết kịch bản ứng dụng và yêu cầu công suất của bạn, chúng tôi sẽ ghép nối giải pháp phù hợp và cung cấp báo giá trong vòng 24 giờ.
Nhận báo giá miễn phíPK56A optical power meter, PK56B-E integrated OPM + red light source (2mW/5mW/10mW/20mW) — five series covering the complete needs from basic optical power testing to long-distance red-light fault location. Seven-wavelength coverage, multi-interface compatibility, wide-temperature design — designed for field testing and acceptance at PV plants, telecom base stations, and data centers.
Explore the PV Test Instruments →