Phương pháp xử lý hiệu quả sự cố cáp quang

Khi sợi quang multimode OM3 và OM4 được sử dụng ngày càng phổ biến trong mạng của doanh nghiệp để hỗ trợ các ứng dụng 10, 40 và 100 G, yêu cầu về độ tin cậy đối với cơ sở hạ tầng sợi quang cũng càng thêm nghiêm ngặt. Đối với nhân viên kỹ thuật của một doanh nghiệp, việc ngăn chặn và khắc phục khi sự cố gián đoạn mạng xảy ra là nhiệm vụ vô cùng quan trọng, do đó, không thể chấp nhận việc một nhân viên mất quá nhiều thời gian để xử lý sự cố theo phương pháp thử và sai trong khi một kỹ thuật viên khác có thể giải quyết ngay vấn đề với thiết bị OTDR. Mỗi kỹ thuật viên cần phải có trong tay những công cụ có khả năng xác định chính xác vấn đề trong vài giây.

Hiện nay, các kỹ thuật viên lắp đặt thường sử dụng dây trunk và dây đấu nối quang bấm sẵn tại nhà máy với tính năng "cắm và dùng" như dây MPO hoặc MTP chứa 12 sợi quang. Theo dự đoán, thị trường cho các sản phẩm này sẽ tăng gần 17% mỗi năm cho đến năm 2015. Những sản phẩm này sẽ là tương lai của cơ sở hạ tầng sợi quang, nhưng nếu không được đảm bảo về chất lượng, chúng có thể khiến quá trình xử lý sự cố thêm phức tạp. Điều này càng khẳng định, cần phải loại bỏ việc tốn thời gian dự đoán các vấn đề, thay thế bằng khả năng xác định vấn đề một cách chắc chắn và hiệu quả.

Nhu cầu xử lý sự cố

Vấn đề thường gặp nhất trên một kết nối sợi quang multimode là mức suy hao cao. Để xác định mức độ suy hao trên một liên kết sợi quang, có thể sử dụng thiết bị phát và đo công suất quang (power meter) để kiểm tra chứng nhận, nhưng thiết bị này không giúp xác định vị trí của suy hao đó. Với những công cụ kiểm tra "không biết nói", chẳng hạn như thiết bị định vị lỗi bằng hình ảnh (VFL), đòi hỏi kỹ thuật viên phải tiếp xúc và quan sát trực tiếp trên sợi quang để thấy được vị trí đứt gãy, nhưng nó cũng không xác định được vị trí suy hao cao.

Trên thị trường hiện nay, OTDR là thiết bị có khả năng xác định vị trí đứt gãy và sự cố gây suy hao cao trên sợi quang hiệu quả nhất. Với công nghệ và khả năng phân tích tiên tiến, OTDR là công cụ thường xuyên được lựa chọn cho việc đo chứng nhận và làm tài liệu sau thi công. Tuy nhiên, do giá thành cao nên thiết bị OTDR thường không phù hợp với nhiều người, và trên thực tế, có rất ít kỹ thuật viên thực sự biết cách sử dụng OTDR. Các thiết lập về thời gian và đồ thị của OTDR thường khiến kỹ thuật viên phải thử các phương pháp xử lý sự cố khác trước khi sử dụng OTDR. Ngoài ra, vì kích thước lớn và chi phí cao nên OTDR thường được cất ở những nơi an toàn tại văn phòng trung tâm, chính vì vậy mà OTDR thường không sẵn có khi cần sử dụng.

Phương pháp thử và sai: Thiết bị Power Meter

Đây là phương pháp xử lý sự cố điển hình, có xu hướng phân loại theo các kiểu của quá trình thử và sai. Kỹ thuật viên thường thực hiện các bước sau để tìm và sửa chữa lỗi gây suy hao cao:

1. Xác định đường kết nối nào đang bị lỗi, di chuyển đến một đầu cuối của đường kết nối đó.
2. Ngắt kết nối với các thiết bị bằng cách tháo dây cáp mạng ra khỏi hộp đấu nối (ODF).
3. Gắn thiết bị phát ánh sáng vào cổng của hộp đấu nối.
4. Di chuyển đến đầu còn lại của đường kết nối, và ngắt kết nối.
5. Đo công suất quang tại điểm đó.
6. Nếu thông số suy hao cao, đường kết nối đang kiểm tra bị lỗi. Nếu thông số suy hao không cao, thực hiện lại việc kết nối.
7. Đi đến đầu còn lại của đường kết nối đó, và ngắt kết nối.
8. Đo công suất quang tại điểm đó, lặp đi lặp lại việc này với các kết nối tiếp theo và kiểm tra cho đến khi tìm thấy đường kết nối có mức suy hao cao.
9. Làm sạch và kiểm tra bề mặt của các đầu nối bị bẩn.
10. Cắm lại đầu nối vừa được làm sạch, và di chuyển đến đầu nối còn lại của đường kết nối đó.
11. Làm sạch và kiểm tra bề mặt của các đầu nối bị bẩn.
12. Cắm lại đầu nối vừa được làm sạch, và đo lại công suất quang.
13. Nếu thông số suy hao vẫn cao, sử dụng thiết bị OTDR để xác định chính xác vị trí nguyên nhân gây ra vấn đề.

Bấm/hàn lại đầu nối đôi khi cũng được sử dụng như một phương pháp xử lý sự cố. Tuy nhiên, nếu không biết chính xác vị trí lỗi, việc bấm/hàn lại đầu nối theo phỏng đoán có thể gây tốn kém rất nhiều chi phí nếu lỗi thực sự không nằm tại vị trí vừa bấm/hàn lại, mà xuất hiện ở những chỗ khác như đầu nối gần hoặc xa, hay tại vị trí sợi quang bị uốn cong quá mức cho phép…

Cuối cùng, số lượng kết nối, độ dài của đường kết nối và tổng khoảng cách giữa hai điểm đầu cuối của kênh truyền là các yếu tố làm tốn rất nhiều thời gian để xử lý sự cố. Do đó, việc cô lập một phân đoạn sợi quang đang bị lỗi nhằm rút ngắn thời gian xử lý là rất cần thiết.

Hình 1: Phương pháp xử lý sự cố sợi quang trong môi trường TTDL

Phương pháp thử và sai: Thiết bị Visual Fault Locator (VFL)
Đứt gãy là một lỗi thường gặp khác ở kết nối sợi quang multimode. Trong môi trường doanh nghiệp, đứt gãy có thể xảy ra ở bất cứ nơi nào như sàn, tường, trần nhà. Cách phổ biến nhất để tìm kiếm các điểm đứt gãy này là sử dụng thiết bị VFL. Dưới đây là các bước điển hình trong quá trình xử lý sự cố bằng VFL:

1. Xác định đường kết nối nào đang bị lỗi, di chuyển đến một đầu cuối của đường kết nối đó.
2. Ngắt kết nối với các thiết bị bằng cách tháo dây cáp mạng ra khỏi hộp đấu nối (ODF).
3. Gắn thiết bị VFL vào cổng của hộp đấu nối để chiếu ánh sáng có thể nhìn thấy được vào sợi quang.
4. Tắt đèn trong phòng (nếu có thể).
5. Mở hộp đấu nối ở đầu gần, và tìm kiếm ánh sáng VFL phát ra từ điểm đứt gãy. Nếu không tìm thấy điểm đứt gãy thì thực hiện bước tiếp theo.
6. Đi dọc theo đường kết nối của sợi quang để tìm kiếm ánh sáng do VFL phát ra.
7. Vuốt đường kết nối của sợi quang xem ánh sáng VFL có xuất hiện không. Nếu ánh sáng không xuất hiện, thì không xảy ra đứt gãy.
8. Mở hộp đấu nối ở đầu xa và tìm kiếm ánh sáng do VFL phát ra từ điểm đứt gãy.
9. Lặp lại quá trình một lần nữa, hoặc sử dụng thiết bị OTDR để xác định vị trí của điểm đứt gãy.

Các nhà sản xuất thiết bị đo kiểm thường được hỏi về một khía cạnh khác của độ tin cậy, đó là sự tác động của phản xạ từ các đầu nối, thường do kết nối không đúng cách (do nhà máy hoặc do những người thi công) hoặc bị ô nhiễm. Phản xạ của đầu nối cao có thể làm tỷ lệ bị lỗi cao. Tia laser được sử dụng trong các thiết bị mạng (switch/router) cũng có thể trở thành yêu tố gây ảnh hưởng nếu như ánh sáng của nó bị phản xạ ngược lại, dẫn đến lỗi hoặc mất gói tin. Việc đo mức phản xạ không thể thực hiện bằng thiết bị VFL hoặc thiết bị đo công suất quang, mà phải sử dụng thiết bị OTDR để xác định vị trí đầu nối có mức phản xạ cao.

Hình 2: Phương pháp xử lý sự cố sợi quang trong môi trường campus

Giải pháp: Thiết bị xử lý sự cố sợi quang
Các vấn đề trong quá trình xử lý sự cố nêu trên cho thấy sự lãng phí về thời gian và sức lực khi xử lý sự cố mà không có thiết bị OTDR. Tuy nhiên, để thiết bị OTDR luôn luôn có mặt khi kỹ thuật viên cần dùng là bất khả thi. Do đó, cần phải có một giải pháp khác: một loại thiết bị kiểm tra hiệu quả và dễ sử dụng hơn, có kích thước đủ nhỏ để có thể giữ trong tay mọi lúc mọi nơi, xử lý sự cố nhanh, chính xác và chỉ cần một kỹ thuật viên điều khiển.

Một số thiết bị tìm và định vị lỗi sợi quang có thể đáp ứng được yêu cầu trên. Những thiết bị này rất dễ sử dụng, nhưng khả năng của chúng chỉ giới hạn trong việc tìm kiếm đứt gãy trên sợi quang, nên không được dùng rộng rãi như các thiết bị xử lý sự cố sợi quang khác. Chúng không thể tìm thấy các vị trí suy hao cao, đầu nối có hệ số phản xạ cao hoặc nhiều lỗi khác nhau (các thông số này là nguyên nhân phổ biến gây lỗi trên sợi quang). Tóm lại, chúng không có những tính năng mà kỹ thuật viên cần để khắc phục sự cố một cách hiệu quả.

Để đáp ứng nhu cầu xử lý sự cố sợi quang của các kỹ thuật viên, các nhà sản xuất thiết bị đo kiểm đã bắt tay vào nghiên cứu những công nghệ có thể xử lý sự cố hiệu quả, có khả năng chứng nhận của OTDR và có khả năng vận hành dễ dàng như công cụ tìm lỗi sợi quang. Kết quả, một thiết bị kiểm tra mới đã ra đời với chi phí thấp, dễ sử dụng, nhỏ gọn, xử lý sự cố nhanh (6 giây) và chính xác. Thay vì hiển thị dữ liệu khó hiểu, thiết bị này chỉ hiển thị đơn giản khoảng cách tới nguồn gây ảnh hưởng trên sợi quang hoặc tới nguồn gây ra tỷ lệ lỗi cao.

Thiết bị này không chỉ tìm thấy điểm đứt gãy trên sợi quang, mà còn xác định được vị trí gây suy hao cao. Vì thông số suy hao cao là lỗi thường gặp nhất trên sợi quang multimode, một "công cụ xử lý sự cố" hiệu quả không thể không có tính năng này. Một vài thiết bị xử lý sự cố sợi quang không có tính năng đo thông số suy hao, nhưng bù lại, chúng cho phép thiết lập ngưỡng của thông số suy hao, do đó khi xảy ra bất kỳ sự kiện nào có mức suy hao cao hơn ngưỡng quy định, sẽ có cảnh báo về sự kiện đó hiện lên trên màn hình.

Như đã đề cập ở trên, trong các hệ thống mạng tốc độ cao hiện nay, mức phản xạ của các đầu nối ngày càng trở nên quan trọng. Các thiết bị dò tìm lỗi trước đây thường không quan tâm đến việc xác định và đo lường mức phản xạ, kết quả là mức phản xạ làm tín hiệu dội trở lại, gây nhầm lẫn cho thiết bị dò tìm lỗi và khiến chúng giảm độ tin cậy. Các thiết bị xử lý sự cố sợi quang hiệu quả sẽ có khả năng xác định, đo lường và thể hiện thông tin của tất cả các phản xạ cũng như tất cả các sự kiện xảy ra trên sợi quang multimode.

Không giống các thiết bị dò tìm lỗi trước đây, thiết bị xử lý sự cố sợi quang mới có thể đo được đến 9 sự cố, trong đó có cả sự cố gây suy hao và phản xạ. Nhưng các thiết bị xử lý sự cố sợi quang mới cũng có hạn chế tương tự thiết bị OTDR về khoảng cách giữa các sự cố để cho ra kết quả chính xác. Ví dụ: thiết bị OTDR có thể xác định vị trí của đầu nối nằm cách đầu nối khác 0,5 m và khoảng cách cần thiết để có phép đo các thông số suy hao chính xác là 4,5 m. Đối với một thiết bị xử lý sự cố sợi quang mới, khoảng cách đó là 3 m và 10 m.

Cách xử lý sự cố hiệu quả

Xem lại các quy trình xử lý sự cố tiêu biểu đã đề cập ở trên, có thể dễ dàng thấy được hiệu quả từ những tính năng do thiết bị xử lý sự cố sợi quang mới cung cấp cho kỹ thuật viên. Với thiết bị xử lý sự cố sợi quang mới, kỹ thuật viên không cần phải dùng phương pháp thử và sai của thiết bị đo công suất quang hay thiết bị VFL, mà chỉ cần cắm thiết bị kiểm tra vào một đầu của kênh truyền và tiến hành kiểm tra theo các bước sau:

1. Xác định đường kết nối nào đang bị lỗi, và đi đến một đầu của kết nối đó.
2. Ngắt kết nối các thiết bị bằng cách tháo dây mạng ra khỏi hộp đấu nối ODF.
3. Gắn thiết bị xử lý sự cố sợi quang vào cổng của hộp đấu nối (xem Hình 1 và 2).
4. Bấm "TEST".
5. Đi đến vị trí lỗi và khắc phục nó.
6. Nếu thông số suy hao cao vẫn còn tồn tại, sử dụng thiết bị OTDR để xác định vị trí chính xác của sự kiện gây ra vấn đề này.

Thiết bị xử lý sự cố sợi quang mới với khả năng xác định ngay lập tức những đầu nối bị lỗi để sửa chữa, khả năng hiển thị bằng sơ đồ các sự kiện gây suy hao và phản xạ xảy ra trên kênh truyền sẽ giúp kỹ thuật viên nhanh chóng xác định chất lượng của kết nối.

Không giống như OTDR, các thiết bị xử lý sự cố sợi quang mới chỉ chuyên về xử lý sự cố chứ không cấp giấy chứng nhận. Do đó, chúng không nhất thiết phải có tính năng kiểm tra tại nhiều bước sóng. Vì tất cả các ứng dụng tốc độ cao trong doanh nghiệp đều sử dụng bước sóng 850 nm cho sợi quang multimode, nên thiết bị xử lý sự cố sợi quang mới chỉ cần kiểm tra ở bước sóng 850 nm.

Tương thích với tiêu chuẩn ISO 11801

Do tốc độ các mạng sợi quang ngày càng gia tăng, việc đo mức phản xạ trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Trớ trêu là theo xu hướng này, bề mặt của các đầu nối sợi quang có thể trở thành một trong những vấn đề lớn nhất đối với người thi công và nhà cung cấp thiết bị kiểm tra, vì sự phản xạ cao tại các đầu nối có thể gây ra lỗi. Trong trường hợp này, sử dụng thiết bị xử lý sự cố sợi quang mới sẽ hiệu quả hơn so với thiết bị dò tìm lỗi thông thường.

Những năm gần đây, trong các cuộc họp về tiêu chuẩn của sợi quang, các chuyên gia đều đưa ra yêu cầu đo mức phản xạ trong tài liệu lắp đặt sợi quang multimode, đặc biệt là tiêu chuẩn ISO/IEC 11801. Trong quá khứ, người ta chỉ quan tâm đến mức phản xạ của sợi quang singlemode, nhưng với sự xuất hiện của các mạng tốc độ cao, những vấn đề mà sợi quang singlemode đã phải đối mặt cũng chính là vấn đề hiện tại của mạng sợi quang multimode.

Thiết bị xử lý sự cố sợi quang hiệu quả không chỉ có khả năng xác định vị trí các đầu nối, mà còn có thể đo mức phản xạ của chúng. Do đó, thiết bị này còn được sử dụng để kiểm tra tính tương thích với tiêu chuẩn ISO/IEC 11801.

Kết luận

Thiết bị xử lý sự cố sợi quang là một công cụ mới có thể duy trì hiệu quả xử lý sự cố của OTDR, lại rất dễ sử dụng (tương tự các thiết bị VFL và thiết bị dò tìm lỗi sợi quang). Thiết bị xử lý sự cố sợi quang mới có một số tính năng chẩn đoán của thiết bị OTDR nhưng không thể thay thế OTDR. Thay vào đó, nó sẽ hỗ trợ cho OTDR để mang đến cho kỹ thuật viên khả năng khắc phục sự cố cơ sở hạ tầng sợi quang multimode một cách nhanh chóng và hiệu quả, giúp OTDR được sử dụng đúng với chức năng chính của nó là công cụ để đo chứng nhận và tài liệu hóa.

Nguyễn Văn Đông Minh
Theo BICSI