Vòng lặp cáp quang là một thiết bị thụ động nhỏ có khả năng tự bật lại cổng quang, gửi tín hiệu truyền (TX) thẳng vào phía nhận (RX) để thiết bị có thể kiểm tra quang học của chính nó mà không cần thiết bị từ xa ở đầu xa. Đây là một trong những cách nhanh nhất để trả lời một câu hỏi tại chỗ: bộ thu phát hoặc cổng này có thực sự truyền và nhận hay lỗi nằm ở đâu đó trong liên kết?
Hướng dẫn này giải thích chức năng của loopback, các loại LC, SC và MPO/MTP, cấu hình MPO 8/12/24 sợi khiến mọi người gặp khó khăn nhất, cách chọn đúng, các lỗi tạo ra kết quả sai lệch và nơi kết thúc kiểm tra loopback và các công cụ như OTDR và BERT bắt đầu.
Vòng lặp sợi quang là gì và tại sao nó quan trọng
Loopback cáp quang, còn được gọi là phích cắm loopback, mô-đun loopback hoặc bộ điều hợp loopback, là một thành phần quang thụ động kết nối phía phát của giao diện trở lại phía nhận của nó. Khi thiết bị phát ánh sáng ra khỏi bộ phát của nó, vòng lặp sẽ trả ánh sáng đó về bộ thu của nó, đóng đường dẫn quang cục bộ. Không có thiết bị điện tử, không có nguồn điện, không có thiết bị thứ hai.
Thủ thuật đơn giản đó rất có giá trị vì nó tách biệt giao diện cục bộ khỏi mọi thứ khác. Vòng lặp ngược cho phép kỹ thuật viên xác nhận:
- Liệu một bộ thu phát quang có thể tự truyền và nhận hay không.
- Cổng chuyển mạch, bộ định tuyến hay cổng card-có xuất hiện trong quá trình chẩn đoán cục bộ hay không.
- Liệu thiết bị có nhận ra mô-đun được chèn hay không.
- Kiểm tra quang học cục bộ có vượt qua trước khi cổng được vá vào mạng trực tiếp hay không.
- Liệu lỗi nằm bên trong thiết bị cục bộ hay xa hơn dọc theo đường dẫn cáp quang.
Loopback không phải là một sản phẩm kết nối. Không giốngdây vá sợi, kết nối hai thiết bị, một vòng lặp sẽ tự gập lại một cổng chỉ để chẩn đoán. Được sử dụng như một liên kết, nó không có tác dụng gì và một dây vá được đưa vào sử dụng như một vòng lặp thường tạo thêm phản xạ và số đọc không ổn định.
Fiber Loopback hoạt động như thế nào
Hầu hết các giao diện quang đều có kênh truyền và kênh nhận riêng biệt. Thông thường TX gửi ánh sáng đến một thiết bị ở xa và RX chấp nhận ánh sáng phản chiếu từ thiết bị đó. Vòng lặp ngược làm ngắn mạch-đường dẫn bên trong đầu nối hoặc mô-đun:
- Cổng phát ra tín hiệu quang từ (các) sợi TX của nó.
- Các tuyến vòng lặp phát sáng bên trong, thụ động và không tái tạo tín hiệu.
- Tín hiệu quay trở lại (các) sợi RX của cùng một cổng.
- Thiết bị hoặc bộ kiểm tra sẽ kiểm tra tín hiệu trả về: trạng thái liên kết, nguồn quang nhận được và mọi lỗi hoặc bộ đếm lỗi bit.
Vì thiết bị đang nhận đường truyền của chính nó nên vòng lặp sẽ thực hiện đường dẫn TX và RX thực thay vì thực hiện phép đo tĩnh. Điều đó làm cho khả năng cách ly trở nên mạnh mẽ: một cổng vượt qua vòng lặp sạch sẽ có bộ phát, bộ thu và giao diện cục bộ đang hoạt động trong quá trình kiểm tra đó, ngay lập tức thu hẹp lỗi đối với hệ thống cáp, bảng vá lỗi hoặc thiết bị{1} đầu xa.
Các loại vòng lặp sợi quang và tùy chọn đầu nối
Hầu hết các vòng lặp là một sợi đơn giản ngắn được định tuyến bên trong một vỏ nhỏ gọn, chắc chắn, được kết thúc để TX phản hồi trở lại RX. Chúng được phân loại theo loại đầu nối, chế độ sợi, độ bóng và - dành cho phiên bản nhiều sợi quang - số lượng sợi. Bảng dưới đây tóm tắt các gia đình phổ biến.
| Kiểu vòng lặp | (Các) đầu nối | sử dụng điển hình | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| Vòng lặp LC / SC | LC, SC | Kiểm tra cổng và thu phát song công (1G, 10G, 25G) | Nhỏ gọn, tổn hao thấp, chế độ đơn hoặc đa chế độ |
| Vòng lặp MPO / MTP | 8, 12 hoặc 24 sợi | Quang học song song: 40G / 100G trở lên | Phân cực, số lượng sợi và ghim tất cả các vấn đề |
| Vòng lặp ngược FC / ST / E2000 | FC, ST, E2000 | Thử nghiệm thiết bị, phòng thí nghiệm và nhà máy kế thừa | Khớp chính xác đầu nối và đánh bóng |
| Vòng lặp tùy chỉnh / suy giảm | Nhiều | Thiết bị kiểm tra OEM,-thiết bị quang học tầm xa | Suy hao-tích hợp sẵn để bảo vệ máy thu |
Vòng lặp LC và SC
LC là vòng lặp phổ biến nhất vì các cổng song công LC thống trị SFP, SFP+ và nhiều cổng quang học khác. Vòng lặp ngược LC rơi vào một mô-đun song công{2}một làn và có sẵn ở chế độ đơn và đa chế độ, với tính năng đánh bóng UPC hoặc APC trên các phiên bản chế độ đơn. Vòng lặp SC thực hiện công việc tương tự trên các giao diện SC vẫn có trong bộ chuyển đổi viễn thông, FTTx,-phương tiện và thiết bị cũ. Cả hai không thể thay thế cho nhau; thực tếsự khác biệt giữa đầu nối LC và SClà kích thước và thiết kế chốt, đồng thời đầu nối trên loopback phải khớp chính xác với cổng.
Vòng lặp MPO / MTP
Vòng lặp MPO và MTP là các mô-đun nhiều{0}}sợi quang dành cho các giao diện quang-song song. Thay vì một cặp TX{3}}đến-RX, chúng định tuyến một số làn truyền trở lại các làn nhận phù hợp bên trong một đầu nối, đó là lý do tại sao số lượng sợi, độ phân cực và cách ghim phải chính xác. Một mục đích-được xây dựngMô-đun vòng lặp sợi MPO/MTPxử lý ánh xạ nội bộ đó; một phích cắm chung có sơ đồ sai sẽ làm hỏng một bộ thu phát hoàn toàn khỏe mạnh. Các cấu hình sẽ được đề cập chi tiết trong phần tiếp theo.
Vòng lặp FC, ST và E2000
Chúng xuất hiện trong cơ sở hạ tầng cũ, hệ thống phòng thí nghiệm và dụng cụ thử nghiệm. Với thiết bị cũ, hãy kết hợp chính xác đầu nối, chất đánh bóng và loại sợi - một đầu nối tương tự về mặt cơ học là không đủ nếu giao diện hoặc chất đánh bóng khác nhau.
Cấu hình vòng lặp MPO / MTP: 8, 12 và 24 Fiber
Vòng lặp MPO hoạt động bằng cách phản chiếu các vị trí sợi quang: ánh sáng rời khỏi một vị trí truyền phải đến vị trí nhận mà bộ thu phát mong đợi. Việc ánh xạ tuân theo logic đảo ngược tương tự được sử dụng bởi cáp MPO Loại B được xác định trong TIA-568.3-D và bản thân giao diện đầu nối được tiêu chuẩn hóa là Loại MPO trong IEC 61754-7.
Vòng lặp MPO 12 sợi
Trong vòng lặp 12 sợi, mọi vị trí được ghép nối trên đường trung tâm:1 đến 12, 2 đến 11, 3 đến 10, 4 đến 9, 5 đến 8 và 6 đến 7. Máy nhân bản đầy đủ này sẽ trả từng sợi phát về sợi thu tương ứng của nó.
Vòng lặp MPO 8 sợi
Tám-sợi quang song song như 40GBASE-SR4 và 100GBASE-SR4 sử dụng bốn làn truyền và bốn làn nhận - tổng cộng có tám sợi hoạt động, như được chỉ định trongTiêu chuẩn quang học song song IEEE 802.3-. Vòng lặp 8{5}}sợi quang phản chiếu bốn vị trí truyền hoạt động đó tới bốn vị trí nhận hoạt động. Khi quang sử dụng ống nối 12 vị trí, bốn sợi không được sử dụng sẽ nằm ở giữa mảng và luôn tối; loopback chỉ đơn giản là để chúng mở. Ánh xạ làn đường hoạt động không chính xác và liên kết báo cáo không hoạt động mặc dù mô-đun vẫn ổn.
Vòng lặp MPO 24 sợi
Vòng lặp ngược 24{2}}sợi quang áp dụng cùng một nguyên tắc phân cực thẳng/đảo ngược trên hai hàng mười hai, đưa từng vị trí truyền về vị trí thu phù hợp. Chúng được sử dụng cho các ứng dụng song song có mật độ cao nhất.
Giới tính và Ghim
Một vòng lặp MPO phải làngười khác giớiđến cổng mà nó cắm vào: các chốt dẫn hướng trên một ống nối này phải khớp vào các lỗ trên ống nối kia, do đó cả hai không thể được ghim hoặc không được ghim cả hai. Các cổng MPO của thiết bị và bộ thu phát thường được ghim (nam), do đó, vòng lặp thường được cung cấp ở dạng không được ghim (nữ) - nhưng hãy xác nhận cổng của bạn trước khi đặt hàng. Nếu các thuật ngữ phân cực như Loại A, B và C không quen thuộc, hãy giải quyết chúng trước; cái nhìn tổng quan nàyPhương pháp phân cực MPO (A, B và C)giải thích cách ánh xạ vị trí trên một đầu nối.
Ghi chú hiện trường: khi cổng 40G hoặc 100G SR4 báo cáo "không hoạt động" với vòng lặp MPO hoàn toàn mới-, nguyên nhân thường là do cực hoặc giới tính không khớp hơn là do cổng chết. Xác minh giới tính vòng lặp ngược và bản đồ làn đường trước khi bạn kết thúc bộ thu phát.
Singlemode vs Multimode Loopback (và tiếng Ba Lan)
Chế độ Fiber là quyết định mà bạn không thể sai được. Vòng lặp singlemode thuộc về quang singlemode và cáp OS2; vòng lặp đa chế độ thuộc về quang học đa chế độ OM3 hoặc OM4. Mô-đun SR 10GBASE-cần vòng lặp LC đa chế độ, trong khi mô-đun 10GBASE-LR cần vòng lặp LC đơn chế độ, mặc dù cả hai đều chấp nhận cùng một đầu nối LC. Việc lắp đầu nối không cho bạn biết gì về việc chế độ có phù hợp hay không - sự khác biệt thực tế giữasợi quang đơn mode và đa modechi phối bước sóng và tầm với, và sự không phù hợp sẽ tạo ra tổn thất quá mức, số đọc không ổn định hoặc lỗi sai.
Vấn đề Ba Lan cũng vậy. Trên các đầu nối chế độ đơn, UPC (xanh dương) và APC (xanh lục) không tương thích. - không bao giờ kết hợp UPC với APC, vì hình học mặt cuối-không khớp làm giảm hiệu suất và có thể làm hỏng ống nối. Khớp đầu nối, chế độ sợi quang và đánh bóng trước bất kỳ thử nghiệm nào.
Ưu điểm và hạn chế của kiểm tra vòng lặp sợi quang
Loopback giành được vị trí trong bộ công cụ vì chúng nhanh, thụ động, rẻ tiền và không yêu cầu điểm cuối từ xa. Chúng cho phép bạn thực hiện đường dẫn truyền-và-nhận thực tế của một cổng, gần giống với kiểm tra chức năng hơn là đọc tổn thất tĩnh và chúng giúp cô lập QC dự phòng, ghi-và lỗi hiện trường-nhanh chóng.
Giới hạn của họ cũng quan trọng không kém. Vòng lặp đôi khi được mô tả là thử nghiệm "từ đầu đến cuối", nhưng nó xác minh nghiêm ngặtđịa phươnggiao diện - bộ thu phát và cổng tự nói chuyện với nhau - không phải là liên kết đầy đủ giữa hai trang web. Nó không thể xác định vị trí đứt trong quá trình chạy cáp và không thể chứng minh tính toàn vẹn dữ liệu được duy trì dưới tải. Quang học phạm vi tiếp cận dài-công suất cao-thêm một cảnh báo khác: vòng lặp ngược có độ dài gần{6}}không{7}} có thể khiến bộ thu vượt quá đầu vào tối đa và gây ra lỗi, đó là lý do tại sao các mô-đun phạm vi tiếp cận dài-được thử nghiệm với vòng lặp ngược bị suy giảm. Đối với bất cứ điều gì ngoài kiểm tra cục bộ, vòng lặp hoạt động cùng với các phương pháp khác thay vì thay thế chúng.
Các lỗi thường gặp và cách tránh chúng
Mặt cuối bẩn
Sự ô nhiễm là nguyên nhân thường gặp nhất khiến các thử nghiệm quang học không thành công. Nắp chắn bụi được kéo quá sớm hoặc tiếp xúc với môi trường bẩn sẽ để lại các mảnh vụn làm tán xạ ánh sáng, gây tổn thất và có thể chuyển sang cổng giao phối. Kiểm tra bằng ống soi, làm sạch bằng dụng cụ sợi thích hợp hoặc khăn lau-không có xơ và cồn isopropyl, sau đó-kiểm tra lại - không bao giờ sử dụng khăn giấy, bông gòn hoặc gạc thông thường. Tiêu chí mặt đạt/không đạt-được xác định trongIEC 61300-3-35, và hướng dẫn nàykiểm tra và làm sạch mặt đầu nốibao gồm quy trình làm việc.
Thiệt hại cơ học
Việc buộc một đầu nối hoặc liên tục lắp và tháo nó ra khi bạn không thể nhìn thấy mặt cuối sẽ làm hỏng các ống nối và có thể không hoạt động ngay cả khi nó hoạt động lúc đầu. Căn chỉnh phím đầu nối và đặt vòng lặp theo trục mà không cần dùng lực. Trên mô-đun MPO, hãy giữ thân đầu nối - chứ không phải phần khởi động hoặc sợi quang - khi lắp và tháo.
Mất macrobend
Những khúc cua chặt chẽ làm suy giảm tín hiệu. Tôn trọng bán kính uốn cong tối thiểu của cáp - đối với nhiều dây dẫn vá và vòng lặp, giá trị này gấp khoảng 10 đến 20 lần đường kính ngoài - và không bao giờ kéo hoặc đẩy cáp, điều này có thể làm xước hoặc đứt sợi.
Sự mất mát chèn và sự mất mát trả về
Điểm mất chèn cao hơn-so với- dự kiến là do đầu nối hoặc cáp bị lỗi; suy hao phản hồi kém thường có nghĩa là mặt cuối bị nhiễm bẩn hoặc không khớp. Sử dụng các vòng lặp chất lượng với tổn thất chèn thấp và tổn thất phản hồi vừa đủ, đồng thời xác minh chúng định kỳ để vòng lặp không phải là nguyên nhân gây ra lỗi trong kết quả của bạn.
Loopback sợi quang so với OTDR so với BERT
Loopback là một trong số nhiều công cụ, mỗi công cụ có ranh giới rõ ràng. Điều khiến họ bối rối là dữ liệu thử nghiệm tốt bị đọc sai như thế nào.
| Dụng cụ | Nó làm gì | Khi nào nên sử dụng nó |
|---|---|---|
| Vòng lặp sợi | Trả TX về RX để kiểm tra giao diện cục bộ | Chẩn đoán máy thu phát, cổng và thiết bị |
| OTDR | Xác định vị trí lỗi và đo lường các sự kiện dọc theo sợi quang | Khắc phục sự cố tuyến cáp và đặc tính liên kết |
| BERT | Đo lỗi bit theo thời gian tải | Xác thực hiệu suất và tính toàn vẹn của dữ liệu |
Nói một cách rõ ràng: một loopback xác nhận cổng cục bộ, mộtOTDRmô tả đặc điểm của đường dẫn sợi quang và xác định các điểm ngắt, đồng thời BERT xác minh rằng liên kết mang dữ liệu rõ ràng. Một cổng vượt qua vòng lặp nhưng không thành công sau khi được vá là tín hiệu để bạn tiếp cận OTDR chứ không phải tiếp tục hoán đổi bộ thu phát.
Cách chọn vòng lặp sợi phù hợp
Trước khi đặt hàng hoặc kiểm tra, hãy khớp vòng lặp với giao diện trên mọi trục ảnh hưởng đến kết quả:
- Kiểu kết nối- LC, SC, FC, ST hoặc MPO/MTP, khớp chính xác với cổng.
- Chế độ sợi- chế độ đơn cho quang học SM, đa chế độ (OM3/OM4) cho quang học MM.
- Đánh bóng- UPC hoặc APC trên chế độ đơn; không bao giờ trộn lẫn cả hai.
- Số lượng và ánh xạ sợi MPO- 8, 12 hoặc 24 để phù hợp với quang học, với làn đường hoạt động được phản chiếu chính xác.
- giới tính MPO- đối diện với cảng; xác nhận đã ghim và bỏ ghim trước khi mua.
- suy giảm- đơn giản dành cho quang học phạm vi tiếp cận ngắn-, giá trị được xếp hạng dành cho mô-đun phạm vi tiếp cận dài-để tránh tình trạng quá tải máy thu.
- Chất lượng quang học- suy hao chèn thấp và suy hao phản hồi tốt nên bản thân vòng lặp ngược không phải là biến số.
Câu hỏi thường gặp về vòng lặp sợi quang
Câu hỏi: Mục đích của vòng lặp cáp quang là gì?
Trả lời: Nó trả về tín hiệu quang từ phía phát của cổng đến phía nhận của cổng để có thể kiểm tra bộ thu phát, cổng hoặc giao diện cục bộ mà không cần thiết bị từ xa. Nó được sử dụng chủ yếu để kiểm tra bộ thu phát, chẩn đoán cổng, vận hành thử và cách ly lỗi.
Câu hỏi: Có những loại cáp quang loopback nào?
Đáp: LC, SC, FC, ST, E2000 và MPO/MTP, ở cả chế độ đơn và đa chế độ, đồng thời có đánh bóng UPC hoặc APC trên các phiên bản chế độ đơn. LC, SC và MPO/MTP là những thứ được sử dụng nhiều nhất để kiểm tra bộ thu phát.
Câu hỏi: Vòng lặp MPO được sử dụng như thế nào?
Đáp: Nó kiểm tra các giao diện quang-song song chẳng hạn như 40GBASE-SR4 và 100GBASE-SR4 bằng cách phản chiếu các làn truyền đang hoạt động trở lại các làn nhận phù hợp. Số lượng sợi, độ phân cực, ánh xạ và giới tính đều phải khớp với quang, điều này làm cho vòng lặp MPO nhạy cảm hơn về cấu hình-so với LC hoặc SC.
Câu hỏi: Tôi có thể sử dụng vòng lặp singlemode trên bộ thu phát đa chế độ không?
Đáp: Không. Nó sẽ giao phối về mặt vật lý, nhưng hoạt động quang học là sai và kết quả là vô nghĩa. Hãy kết hợp chế độ sợi quang với quang mọi lúc và kết hợp cả chất đánh bóng.
Câu hỏi: Tôi có cần vòng lặp suy giảm không?
A: Nó phụ thuộc vào phạm vi tiếp cận của quang học chứ không phải tốc độ của nó. Quang học-tầm ngắn (SR, SR4) thường vượt qua với vòng lặp đơn giản. Quang học-tầm xa (ER, ZR, LR4) thường cần vòng lặp ngược bị suy giảm vì vòng lặp ngắn có thể khiến bộ thu của chúng vượt quá đầu vào tối đa. Kích thước độ suy giảm sao cho công suất nhận được sẽ nằm trong cửa sổ vận hành của máy thu.
Câu hỏi: Tại sao thử nghiệm vòng lặp của tôi không thành công?
Đáp: Theo thứ tự khả năng gần đúng: mặt cuối bị bẩn, loại vòng lặp ngược hoặc chế độ sợi quang, phân cực MPO, lỗi ánh xạ hoặc giới tính, UPC/APC không khớp, thiếu suy hao trên một-quang quang tầm xa, một cổng bị quản lý không hoạt động hoặc ở chế độ sai và chỉ sau đó là bộ thu phát hoặc cổng bị lỗi.
Câu hỏi: Làm cách nào để làm sạch đầu nối loopback sợi quang?
Đáp: Kiểm tra trước, sau đó làm sạch bằng các dụng cụ làm sạch-sợi thích hợp hoặc khăn lau-không có xơ vải và cồn isopropyl rồi-kiểm tra lại trước khi ghép nối. Không sử dụng khăn giấy, bông gòn hoặc tăm bông thông thường sẽ để lại sợi và cặn.
Câu hỏi: Loopback cáp quang có tốt hơn OTDR hay BERT không?
A: Không tốt hơn - khác. Vòng lặp kiểm tra giao diện cục bộ, OTDR định vị các lỗi dọc theo cáp và BERT xác thực chất lượng dữ liệu khi tải. Chúng bổ sung cho nhau trong một quy trình kiểm tra đầy đủ.
Câu hỏi: Loopback có thể tìm thấy điểm đứt trên cáp không?
Trả lời: Không. Nó kiểm tra giao diện cục bộ chứ không phải hoạt động cáp quang. Để xác định vị trí ngắt hoặc đo các sự kiện dọc theo một liên kết, hãy sử dụng OTDR.
Phần kết luận
Vòng lặp cáp quang là một công cụ nhỏ, thụ động giúp chứng minh giao diện quang cục bộ nhanh và không có điểm cuối từ xa, điều này lý tưởng cho QC thu phát, chẩn đoán cổng và cách ly lỗi nhanh. Để có được kết quả mà bạn có thể tin cậy, hãy khớp đầu nối, chế độ sợi quang và độ bóng, đồng thời đối với MPO/MTP cũng khớp số lượng sợi, độ phân cực, bản đồ làn đường và giới tính. Giữ các mặt cuối sạch sẽ, sử dụng vòng lặp suy giảm định mức trên quang học tầm xa-và ghi nhớ ranh giới: vòng lặp ngược xác nhận cổng, OTDR đặc trưng cho cáp và BERT xác thực dữ liệu.
