Nguyên lý EXFO USO-1618 đo được cáp quang biển đến 20000km

1. Nguyên lý EXFO USO-1618 – Trước hết: tại sao OTDR thường không thể đo 20.000 km?

OTDR thông thường hoạt động kiểu:

Laser pulse → sợi quang → Rayleigh backscatter → quay ngược về OTDR

EXFO mô tả nguyên lý OTDR truyền thống đúng như vậy: một xung laser đi vào sợi, ánh sáng tán xạ ngược được detector thu lại và quy đổi thành khoảng cách.

Nếu là tuyến 20.000 km không có repeater, suy hao sẽ khổng lồ.

Ví dụ rất đơn giản:

0,2 dB/km × 20.000 km = 4.000 dB

Đương nhiên không thể thu được tín hiệu backscatter từ cuối tuyến.

Nhưng đây không phải cấu trúc của cáp biển đường dài.

Cáp biển đường dài được chia thành nhiều span và có submarine repeater / optical amplifier giữa các span.

Ví dụ:

Landing Station
     │
     ▼
  50–100 km
     │
   RPT-1
     │
  50–100 km
     │
   RPT-2
     │
  50–100 km
     │
   RPT-3
     │
    ...
     │
   RPT-n
     │
     ▼
Landing Station

Tên gọi C-OTDR của USO-1618 là Co-propagation OTDR.

Ở đây:

Co-propagation = tín hiệu đo của OTDR truyền cùng hướng với hướng truyền của tuyến/đường tín hiệu mà hệ thống được thiết kế để kiểm tra.

Có thể hình dung:

                 CO-PROPAGATION
OTDR probe   ─────────────────────────────►
Submarine
system       ─────────────────────────────►
                    cùng hướng

3. Vậy repeater giúp C-OTDR đo tuyến cực dài như thế nào?

Đây là phần cốt lõi.

Nếu chỉ có một EDFA/amplifier một chiều:

OTDR
 │
 ▼
═══════════►
           │
          EDFA
           │
           ▼
═══════════►

Trong hệ thống cáp biển, repeater được thiết kế với các optical paths phục vụ việc giám sát/đo kiểm, cho phép tín hiệu đo tạo ra đường hồi quang về phía thiết bị đo.

Khái niệm có thể minh họa đơn giản:

                 SUBMARINE CABLE
OTDR
 │
 ▼
══════════════►══════════════►══════════════►
      Fiber          Fiber          Fiber
        │              │              │
       RPT            RPT            RPT
        │ ↘            │ ↘            │ ↘
        │  ↘           │  ↘           │  ↘
        │   ↘          │   ↘          │   ↘
        ◄══════════════════════════════════
              RETURN / MONITORING PATH

Thay vào đó, kiến trúc của hệ thống repeater cho phép thiết bị khai thác thông tin đo trên các đoạn/span của tuyến.

Đây là lý do “20.000 km” của C-OTDR submarine không nên được hiểu giống với “20.000 km continuous fiber” của một OTDR thông thường.

4. Nguyên lý EXFO USO-1618 thực sự xử lý tuyến 20.000 km như thế nào?

Có thể hình dung toàn tuyến như sau:

                     UP TO 20,000 km
 ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
 │                                                         │
 ▼                                                         ▼
USO-1618
   │
   ▼
[SPAN]──[RPT]──[SPAN]──[RPT]──[SPAN]──[RPT]── ... ──[RPT]
   │       ↘      │       ↘      │       ↘
   │        ↘     │        ↘     │        ↘
   ◄══════════════════════════════════════════════════════
                 C-OTDR return / monitoring path
 └─────────────────────────────────────────────────────────┘

USO-1618 không “nhìn xuyên” 20.000 km bằng một phép đo OTDR liên tục duy nhất.

Nó hoạt động trên kiến trúc amplified submarine cable, nơi các repeater/amplifier là một phần của hệ thống truyền dẫn và kiến trúc đo kiểm.

EXFO vì thế công bố con số “up to 20,000 km” cho amplified submarine links/topologies, chứ không phải 20.000 km của một sợi quang liên tục không có khuếch đại.

5. Vậy 19 dBm và 18 dB có vai trò gì?

Đây là hai thông số EXFO công bố trực tiếp cho USO-1618:

Output power = 19 dBm ≈ 80 mW optical power.

Công suất phát cao giúp tín hiệu probe mạnh hơn khi đưa vào hệ thống, từ đó tạo trace rõ hơn và hỗ trợ khả năng định vị lỗi.

EXFO nhấn mạnh rằng công suất phát 19 dBm là yếu tố giúp tạo stronger signal / clearer traces, kết hợp với hệ thống acquisition của thiết bị.

Còn: Dynamic range = 18 dB, EXFO nói rõ Dynamic range: up to 18 dB across amplified submarine topologies, nghĩa là 18 dB là thông số năng lực đo trong topology cáp biển khuếch đại, không phải tổng suy hao quang mà máy có thể “đi xuyên” theo cách tính đơn giản của OTDR point-to-point thông thường

Đây là một điểm rất dễ hiểu nhầm.

6. Vậy tại sao EXFO có thể công bố tới 20.000 km?

Có thể tóm tắt thành 4 yếu tố:

① Kiến trúc Co-propagation OTDR

Thiết bị được thiết kế riêng cho amplified submarine cable topology.

② Repeater / optical amplifier

Tuyến được chia thành nhiều span thay vì một sợi liên tục dài 20.000 km.

③ Công suất phát cao

19 dBm → tạo tín hiệu probe mạnh và trace rõ hơn.

④ Acquisition + automated analysis

EXFO tối ưu hệ thống thu và xử lý để nhanh chóng xác định vị trí lỗi.

EXFO công bố 18 dB dynamic range, khoảng 5 m resolution và 3 phút/fiber pair trên amplified submarine links lên tới 20.000 km.

7. Nguyên lý EXFO USO-1618 – Tại sao USO-1618 chỉ mất khoảng 3 phút?

Đây thực ra là một trong những USP quan trọng nhất của USO-1618.

EXFO cho biết:

OTDR submarine truyền thống: → có thể mất tới 6 giờ/fiber pair

USO-1618: → khoảng 3 phút/fiber pair

Với một tuyến 24 fiber pairs, EXFO cho biết thời gian validation có thể giảm xuống khoảng 1 giờ thay vì nhiều ngày.

Ngoài phần cứng đo, USO-1618 còn có:

• automated fault analysis;
• icon-based link view;
• predefined test configurations;
• JSON input/output;
• REST API;
• hỗ trợ rackmount 2U hoặc portable configuration.

Vì vậy lợi thế của USO-1618 không chỉ là “đo được xa”, mà còn là:

Đo nhanh → tự động phân tích → nhanh chóng xác định vị trí fault → hỗ trợ quyết định điều động repair vessel.

8. Nguyên lý EXFO USO-1618 – Kết luận

USO-1618 không đo 20.000 km bằng cách vượt qua 20.000 km suy hao quang liên tục. Đây là Co-propagation OTDR (C-OTDR) được thiết kế cho amplified submarine cable. Tuyến cáp biển được chia thành nhiều span bởi các repeater/optical amplifier, và kiến trúc của hệ thống cho phép thực hiện phép đo trên toàn tuyến. Kết hợp công suất phát 19 dBm, dynamic range tới 18 dB, acquisition tốc độ cao và phân tích tự động, USO-1618 có thể định vị lỗi trên amplified submarine links dài tới 20.000 km, với độ phân giải khoảng 5 m và thời gian khoảng 3 phút cho mỗi fiber pair.

              AMPLIFIED SUBMARINE CABLE
     40–90 km       40–90 km       40–90 km
    ───────────    ───────────    ───────────
        │              │              │
        ▼              ▼              ▼
      RPT-1          RPT-2          RPT-3
        │ ↘            │ ↘            │ ↘
        │  ↘           │  ↘           │  ↘
        ◄─── C-OTDR RETURN PATH ──────────────
        │
        ▲
      USO-1618
       19 dBm
   DR up to 18dB
        │
        └─────────────────────────────────────►
                    up to 20,000 km