Kiểm tra và làm sạch - bước quan trọng trong vận hành hệ thống cáp quang

Nhiều năm qua, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghệ, sợi quang càng ngày càng được “làm sạch”, loại bỏ tạp chất để đáp ứng nhu cầu truyền dẫn gần như vô hạn. Tuy nhiên, hệ thống cáp quang không chỉ có sợi quang mà còn bao gồm nhiều thành phần khác như: hộp đấu nối (patch enclosure), đầu nối (connector), mối nối quang (splice)… Vì vậy, tầm quan trọng của việc “làm sạch” phải được nhận thức một cách đầy đủ và thực hiện trên toàn hệ thống cáp quang. Cách làm này giúp giảm bớt sự  thất thoát tín hiệu khi truyền qua các đầu nối. Đây cũng là cách dễ dàng nhất nhằm tăng hiệu suất quang cho hệ thống cáp so với các biện pháp cải thiện chất lượng sợi quang hay cải tiến kỹ thuật bấm đầu.

Đâu là vấn đề của cáp quang?

Cơ bản về cáp quang:

Hệ thống cáp quang mang xung ánh sáng đi từ bộ phát (transmitter) đến bộ thu tín hiệu (receiver), các xung ánh sáng này biểu thị cho dữ liệu được truyền qua cáp. Để dữ liệu được truyền thành công, ánh sáng phải đến được đầu xa của hệ thống cáp với năng lượng đủ lớn. Sự thất thoát ánh sáng giữa 2 đầu kết nối quang xuất phát từ nhiều lý do: sự tổn hại của bản thân sợi quang, mối hàn, hoặc sự uốn cong quá mức và suy hao tại mặt tiếp xúc của các đầu nối.

Trong hệ thống mạng có tốc độ truyền dữ liệu thấp và khoảng cách ngắn, giới hạn suy hao cho phép các kết nối mạng vẫn hoạt động bình thường khi có sự suy hao đáng kể trên đường truyền. Tuy nhiên, luôn có một xu hướng tất yếu đối với hệ thống cáp cấu trúc, đó là nhu cầu càng lúc càng lớn về băng thông. Vì vậy, các kết nối quang cũng được đòi hỏi phải đáp ứng tốc độ cao hơn, giới hạn suy hao nhỏ hơn và giảm thiểu các nguy cơ gây tổn thất.

Bẩn bề mặt - kẻ thù số 1

Trong các nguyên nhân gây thất thoát tín hiệu, việc bề mặt kết nối bị bẩn hay tổn hại được đánh giá là nguyên nhân phổ biến nhất. Kết quả cuộc khảo sát của Fluke Networks với sự tham gia của các nhà thi công và người sử dụng cho thấy, bẩn bề mặt kết nối là nguyên nhân lớn nhất gây ra 85% lỗi trong quá trình kết nối quang. Đây là một con số đáng ngạc nhiên nhưng cũng không khó để khắc phục.

Cần tìm cái gì và khi nào?

Có hai vấn đề thường xảy ra với bề mặt connector: ô nhiễm và tổn hại.

1 – Ô nhiễm:

Có nhiều tác nhân gây ô nhiễm cho bề mặt đầu nối như bụi bẩn, các loại chất lỏng như dầu, gel... Chẳng hạn như việc chạm tay vào ferrule sẽ ngay lập tức tạo nên một lớp dầu (từ cơ thể con người) bám lên bề mặt đầu nối. Bụi và các hạt mang tĩnh điện trong không khí cũng dễ dàng bám vào bề mặt của đầu nối. Các loại gel trong lớp đệm cáp quang hay loại gel dùng để kéo cáp cũng thường được bắt gặp tại bề mặt đầu nối. Điều này đặc biệt nghiêm trọng đối với các công trình đang xây dựng hoặc cải tạo.

Điều mỉa mai là mũ bảo vệ - còn được gọi là “mũ chống bụi” (dust caps) - lại là một trong những tác nhân gây ô nhiễm phổ biến nhất. Những chiếc mũ bảo vệ được làm từ quy trình sản xuất tự động và sử dụng một loại hợp chất để tách khuôn sản phẩm. Hợp chất này cũng chính là nguyên nhân gây ô nhiễm bề mặt. Bên cạnh đó, các nắp nhựa dẻo tuổi thọ cao sẽ sinh ra một lượng khí gây ô nhiễm bề mặt. Ngoài ra, bụi từ môi trường sẽ chui vào trong mũ bảo vệ và sẽ bám vào bề mặt của ferrule khi ta đậy nắp đầu nối. Đây là minh chứng cho quan niệm sai lầm rằng tất cả các bề mặt sẽ được đảm bảo sạch sẽ khi các sợi cáp đấu nối (patch cord hoặc pigtail) được lấy từ túi kín với mũ bảo vệ.

Việc kiểm tra bề mặt đầu nối phải được thực hiện trên toàn bộ bề mặt ferrule. Vùng quan trọng nhất vẫn là lớp lõi (core) của sợi quang - lớp ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng truyền dẫn quang – và tiếp theo là lớp phản xạ ánh sáng (cladding). Ngoài ra, cần phải chú ý cả những ô nhiễm nằm bên ngoài sợi quang, nó có thể trượt vào trong sợi quang trong quá trình thao tác, cắm rút. Vì vậy nếu có thể, nên loại bỏ tất cả các ô nhiễm.

2 – Tổn hại:

Thông thường, người ta chỉ kiểm tra bề mặt của đầu nối sau khi đã cắm và phát hiện lỗi. Đây là cách làm rất nguy hiểm, vì các ô nhiễm có thể sẽ trở thành tổn hại vĩnh viễn khi các đầu nối tiếp xúc với nhau. Chẳng hạn như có hạt cát dính trên bề mặt của connector, khi để 2 connector tiếp xúc thì hạt cát này sẽ làm trầy xước bề mặt. Những tổn hại vĩnh viễn sẽ tốn rất nhiều chi phí và thời gian để sửa chữa hoặc thay thế.

Tổn hại xuất hiện dưới dạng trầy xước, vết nứt, vỡ, bị mẻ hay lồi lõm. Các tổn hại đều phải được đánh giá nhằm đưa ra quyết định sửa chữa, thay thế hoặc bỏ qua các lỗi đó. Có thể chấp nhận được các vết mẻ lên đến 5% diện tích ở lớp cladding, thường do quá trình mài gây ra. Tuy nhiên, bất cứ vết mẻ nào dù là nhỏ nhất xuất hiện trên lớp core đều không được chấp nhận. Trường hợp chỉ xuất hiện vết trầy xước hoặc vết keo epoxy, có thể giải quyết bằng cách mài lại đầu nối. Nhưng nếu xuất hiện vết nứt hay vỡ trên bề mặt, việc phải thay đầu nối là bắt buộc.
Trong mọi trường hợp, các bề mặt kết nối đều phải được kiểm tra trước khi kết nối. Khi cắm đầu nối vào cổng trên hộp đấu nối hay thiết bị chủ động, cả 2 phía đều phải được kiểm tra. Chỉ cần 1 trong 2 phía bị ô nhiễm sẽ làm bẩn cả 2 đầu, hoặc tệ hơn là gây tổn hại đầu nối. Thông thường, người ta chỉ kiểm tra đầu nối mà bỏ qua các cổng (port trên ODF hay trên switch, router ...), chính là các nguồn ô nhiễm. Ô nhiễm có thể dễ dàng lây lan từ cổng này sang cổng khác thông qua quá trình đo kiểm.

Việc kiểm tra bề mặt đầu nối nên được tiến hành cả trước và sau quá trình làm sạch để đảm bảo một kết quả tốt. Sau khi làm sạch, nếu kiểm tra thấy vẫn còn vết bẩn, phải thực hiện lại quá trình làm sạch đầu nối. Kiểm tra cả 2 đầu kết nối là điều kiện tiên quyết khi thực hiện tiếp xúc. Phải luôn ghi nhớ rằng: so với việc phải khắc phục lỗi khi sự cố đã xảy ra, việc phòng ngừa sẽ hiệu quả hơn, ít tốn thời gian hơn và chi phí cũng rẻ hơn nhiều.

Theo Fluke Networks
Vũ Quang Minh