Mặc dù công nghệ của các thiết bị kiểm tra và làm sạch bề mặt sợi quang rất phát triển, nhưng sự nhiễm bẩn của các kết nối sợi quang vẫn là nguyên nhân hàng đầu gây ra các sự cố trong trung tâm dữ liệu, hệ thống mạng viễn thông và doanh nghiệp.
Tốc độ truyền tải dữ liệu nhanh hơn khi công nghệ thông tin ngày càng phát triển. Cùng với đó, mức suy hao tín hiệu cho phép được thắt chặt hơn và các đầu nối sợi quang mới ra đời. Công việc kiểm tra và làm sạch bề mặt sợi quang dần quan trọng hơn bao giờ hết nhằm đảm bảo hệ thống mạng không bị gián đoạn, luôn hoạt động với hiệu suất và độ tin cậy cao.
Công việc làm sạch sợi quang là không dễ dàng, ngay cả khi các kỹ thuật viên nghĩ rằng họ đã làm sạch đúng cách. Bề mặt đầu nối sợi quang trên tuyến kết nối quang hoặc dây đấu nối sợi quang vẫn phải thực hiện kiểm tra trước khi kết nối chúng vào hộp đấu nối hoặc các thiết bị kết nối quang. Bài viết này sẽ giới thiệu một số công cụ và kỹ thuật hỗ trợ việc kiểm tra & làm sạch bề mặt đầu nối sợi quang.
Làm sạch đầu nối sợi quang, tăng hiệu suất hệ thống
Mỗi sợi quang khi được làm sạch bề mặt đúng cách sẽ giúp gia tăng hiệu suất của hệ thống mạng sợi quang. Hiệu suất của hệ thống mạng khi bằng với hiệu suất của sợi quang kém nhất trong toàn tuyến kết nối. Sợi quang kém nhất này thường có bề mặt đầu nối bị phơi bày ra tại các vị trí như hộp đấu nối quang, cổng quang trên thiết bị hoặc tại các dây đấu nối sợi quang.
Dù bạn sử dụng bất kỳ loại sợi quang, ứng dụng và tốc độ nào, sự truyền dẫn ánh sáng trong sợi quang luôn đòi hỏi phải sạch sẽ trên toàn tuyến kết nối, bao gồm cả các kết nối bị động và mối hàn nối sợi quang. Một hạt bụi trên bề mặt đầu nối sợi quang cũng có thể là nguyên nhân gây suy hao phản xạ lớn dẫn đến lỗi bit và làm giảm hiệu suất mạng. Thậm chí, trong một số trường hợp việc nhiễm bẩn của các bề mặt sợi quang còn ảnh hưởng đến các cổng của thiết bị quang đắt tiền dẫn đến sự hư hỏng đáng tiếc.
Hiện nay, các hệ thống mạng sợi quang trong trung tâm dữ liệu đều đóng vai trò quan trọng đối với hoạt động kinh doanh của nhiều doanh nghiệp. Chúng đáp ứng hầu hết nhu cầu truy cập tốc độ cao để tìm kiếm thông tin hay thực hiện giao dịch qua mạng ở bất kỳ đâu và bất cứ khi nào. Do đó, một hệ thống mạng có hiệu suất làm việc kém và luôn bị gián đoạn liên tục là điều không chấp nhận được. Khi mà, các ứng dụng mạng đòi hỏi băng thông và tốc độ truyền dẫn ngày càng tăng từ 1 và 10 Gbps lên đến 40 và 100 Gbps cùng với mức suy hao cho phép ngày càng thắt chặt. Bụi và sự nhiễm bẩn chính là kẻ thù của toàn hệ thống mạng sợi quang. Vì vậy, tất cả các kết nối sợi quang cần phải được giữ sạch tránh bị nhiễm bẩn để không làm giảm hiệu suất hoạt động của các ứng dụng.
Môi trường thi công nhiều bụi bẩn hoặc việc chạm vào bề mặt đầu nối sợi quang là nguyên nhân chính gây nhiễm bẩn bề mặt đầu nối sợi quang. Ngoài ra, còn nhiều nguồn nhiễm bẩn khác không rõ ràng và rất khó kiểm soát như chất xơ trên quần áo, mồ hôi người thi công, giấy lau, mạt kim loại, bụi sinh ra từ các thiết bị khác. Nói cách khác, khi bề mặt sợi quang bị phơi bày ra môi trường xung quanh đều có khả năng bị nhiễm bẩn. Những hạt bụi trong không khí rất dễ bám vào bề mặt đầu nối sợi quang, đặc biệt là chúng dễ bị nhiễm tĩnh điện khi ma sát lúc cắm rút và lau chùi.
Sự nhiễm bẩn cũng dễ dàng di chuyển từ cổng này sang cổng khác sau mỗi lần cắm rút. Thậm chí, ban đầu bụi bẩn không xuất hiện ở lõi sợi quang nhưng sau vài lần cắm rút, cấu trúc các hạt bụi bị phá vỡ thành các hạt nhỏ hơn khiến cho bụi di chuyển đến lõi sợi quang. Điều này cũng xảy ra với các cổng quang trên thiết bị mạng. Ngay cả nắp đậy dùng để bảo vệ bề mặt đầu nối sợi quang cũng là một nguồn chứa bụi bẩn. Nhiều người dùng nghĩ rằng bề mặt đầu nối sợi quang đã được làm sạch và bảo vệ tốt bên trong các nắp bảo vệ, tuy nhiên thực tế không ai có thể biết cái gì bên trong nắp đậy đó. Nhựa sử dụng để tạo các nắp đậy có thể bị bong tróc ra theo thời gian và bề mặt của nắp chứa các chất phụ gia được cho vào khuôn đúc để dễ tháo khuôn. Do đó, bạn đừng quá ngạc nhiên khi thấy bề mặt đầu nối sợi quang bị nhiễm bẩn dù chỉ mới vừa tháo nắp bảo vệ ra.
Sự đảm bảo đến từ việc kiểm tra
Chỉ làm sạch bề mặt sợi quang không thôi là hoàn toàn chưa đủ. Người dùng sẽ không thể biết được bề mặt sợi quang đã sạch hoàn toàn hay chưa, trừ khi họ kiểm tra bề mặt sợi quang bằng các thiết bị kiểm tra chuyên dụng được thiết kế đặc biệt cho ứng dụng này, như máy soi đầu sợi quang bằng hình ảnh chuyên nghiệp hoặc kính soi sợi quang cầm tay đơn giản. Đây là lý do tại sao quy tắc vàng luôn luôn là kiểm tra, khi sợi quang không bị nhiễm bẩn mới thực hiện kết nối. Còn ngược lại, nếu sợi quang bị nhiễm bẩn thì việc thực hiện vệ sinh làm sạch, sau đó tiến hành kiểm tra lại một lần nữa trước khi kết nối.
Trong thực tế, việc lau chùi bề mặt đầu nối sợi quang không đúng cách đôi khi còn khiến tình trạng tồi tệ hơn. Vì thế, tất cả các đầu nối nên được kiểm tra sau mỗi lần làm sạch, đặc biệt là các đầu nối quang mật độ cao như MPO. Kiểu đầu nối này được sử dụng rất phổ biến cho các ứng dụng tốc độ cao 40 và 100 GbE trong các trung tâm dữ liệu hiện nay. Vì vậy, việc lau chùi bề mặt đầu nối quang MPO phải thật chính xác và tỉ mỉ, nếu không sẽ rất dễ gây nhiễm bẩn cho các bề mặt đầu nối sợi quang lân cận.
Công cụ kiểm tra
Có hai loại công cụ kiểm tra chính: công cụ kiểm tra trực tiếp qua kính soi và công cụ kiểm tra bằng hình ảnh trực quan.
Kính soi sợi quang có hình dáng dạng ống nhỏ gọn và có khả năng phóng đại nhiều lần, cho phép kiểm tra trực tiếp các bề mặt đầu nối sợi quang. Công cụ này được sử dụng rất phổ biến do giá thành thấp, nhưng chúng không cung cấp khả năng kiểm tra các đầu nối tại các hộp đấu nối hoặc cổng kết nối của thiết bị quang.
Thiết bị soi đầu sợi quang bằng hình ảnh bao gồm một đầu dò quang nhỏ kết nối với màn hình hiển thị cầm tay. Kích thước của đầu dò nhỏ cho phép kiểm tra các cổng quang trên thiết bị mà kính soi sợi quang không thể kiểm tra được. Màn hình hiển thị lớn giúp dễ dàng xác định các vị trí nhiễm bẩn trên bề mặt đầu nối sợi quang. Một số máy đo còn cung cấp chức năng tự động lấy nét giúp kiểm tra nhanh và dễ dàng hơn. Những đầu dò này cũng an toàn hơn vì chúng hiển thị hình ảnh chứ không phải là bề mặt thực tế, qua đó làm giảm nguy cơ ánh sáng có hại tiếp xúc trực tiếp với mắt của người sử dụng.
Phân loại và chứng nhận thông qua các tiêu chuẩn
Việc đánh giá bề mặt đầu nối quang một cách chủ quan và không phù hợp luôn khiến các nhà quản lý hệ thống lo ngại. Những khác biệt về kỹ năng, kinh nghiêm, thị lực, môi trường ánh sáng và thiết bị hỗ trợ là nguyên nhân khiến cho việc đánh giá chất lượng đầu nối sợi quang thiếu nhất quán và chính xác. Để thiết lập những quy định và tiêu chí trong việc kiểm tra đầu nối cáp sợi quang, ủy ban kỹ thuật điện quốc tế (IEC) đã phát triển tiêu chuẩn 61300-3-35 “Quy định thủ tục kiểm tra và đánh giá các thiết bị kết nối quang và các thành phần quang thụ động”. Tiêu chuẩn này dựa trên những tiêu chí cụ thể để đánh giá và nhanh chóng đưa ra kết quả “PASS/FAIL”, từ đó loại bỏ những yếu tố chủ quan của con người.
Các tiêu chí chứng nhận trong IEC 61300-3-35 thay đổi dựa trên loại sợi quang, kiểu đầu nối, cũng như kiểu nhiễm bẩn trên bề mặt đầu nối quang (bao gồm lõm, mẻ, trầy, vỡ, mảnh vụn, …). Tiêu chuẩn IEC chia làm hai nhóm: trầy xước và nhiễm bẩn. Trong đó, chỉ có nhóm nhiễm bẩn mới có khả năng làm sạch. Chứng nhận ‘Pass’ hoặc ‘Fail’ được dựa vào kích thước và số lượng các vết xước và nhiễm bẩn tìm thấy trong mỗi khu vực của bề mặt đầu nối sợi quang (vùng lõi, lớp phản xạ, lớp keo và vùng tiếp xúc). Như ví dụ ở bảng 1 thể hiện các quy định của tiêu chuẩn dành cho đầu nối sợi quang Multimode.
Bảng 1: Tiêu chuẩn kiểm tra và đánh giá dành cho đầu nối sợi quang Multimode
Tiêu chuẩn IEC 61300-3-35 ED.2 có thể được sử dụng như một hướng dẫn để phân loại, làm sạch, xác định kích thước, vị trí các vết xước và nhiễm bẩn bằng phương pháp thủ công, nhưng việc này tốn rất nhiều thời gian và không loại bỏ được sai sót do con người. Tuy nhiên, các giải pháp chứng nhận tự động hiện nay sử dụng các thuật toán xử lý hỗ trợ kiểm tra tự động, đánh giá và chứng nhận bề mặt đầu nối sợi quang dựa trên các tiêu chí của tiêu chuẩn IEC, loại bỏ tính chủ quan của con người, cho ra kết quả nhanh hơn và chính xác hơn giúp đảm bảo hiệu suất của hệ thống mạng được tối ưu nhất.
Cần kiểm tra và làm sạch những gì?
Câu trả lời tốt nhất cho câu hỏi này là tất cả mọi thứ trên mỗi bề mặt sợi quang nên được kiểm tra trước khi kết nối, bao gồm cả dây đo, dây đấu nối và tuyến cáp sợi quang. Do đó, nếu bề mặt đầu nối sợi quang nào bị ‘Fail’ dựa trên tiêu chuẩn IEC 61300-3-35 thì cần phải làm sạch. Còn những sợi quang có kết quả là “Pass” thì không nên vệ sinh. Vì quá trình vệ sinh có thể làm bụi bám vào bề mặt đầu nối sợi quang do tĩnh điện.
Nếu sử dụng khớp nối để liên kết hai đầu nối sợi quang, các bề mặt đầu nối sợi quang ở hai phía và lỗ bên trong của khớp nối nên được kiểm tra cũng như làm sạch trước khi tiến hành cắm đầu nối quang vào khớp nối. Quy tắc này được áp dụng cho cả các khớp nối chuyển đổi trên các máy đo. Tuy nhiên, nên tham khảo tài liệu đi kèm của thiết bị đo kiểm vì một số nhà sản xuất máy đo yêu cầu phải gửi lại hãng để kiểm tra và làm sạch.
Tóm lại, khi kiểm tra hoặc xử lý sự cố của bất kỳ thiết bị nào, kể cả bản thân máy đo, các đầu cắm, các cổng và các dây đo nên được kiểm tra và làm sạch trước khi kết nối.
Quá trình làm sạch hiệu quả
Điều quan trọng là lựa chọn công cụ và phương pháp làm sạch phù hợp để tránh những thói quen xấu trong quá trình thực hiện, hạn chế việc lan truyền bụi bẩn từ cổng này sang cổng khác sau mỗi lần cắm rút, đảm bảo các cổng kết nối luôn sạch sẽ. Chẳng hạn như Bút làm sạch Quick Clean là một công cụ vệ sinh khô, lý tưởng để làm sạch các cổng trên thiết bị và các hộp đấu nối sợi quang, nhưng không phù hợp cho các dây đấu nối sợi quang do những bề mặt đầu nối này thường dính các vết bẩn khó làm sạch như dầu mỡ. Hiện nay, trên thị trường có ba loại kích thước phổ biến: 1) 1.25 mm cho các đầu nối LC và MU; 2) 2.5 mm cho các đầu nối SC, ST, FC và E2000; 3) MPO cho đầu nối MPO.
Nếu kết quả kiểm tra cho thấy sự nhiểm bẩn vẫn còn sau khi làm sạch ‘khô’ sẽ tiến hành làm sạch ‘ướt’. Làm sạch ‘ướt’ sử dụng khăn lau và dung dịch vệ sinh chuyên dụng. Vải và hợp chất làm khăn lau phải được sản xuất từ chất liệu không bám bụi và có khả năng hút ẩm cao, thường có kích thước ngắn một hoặc hai cm là đủ, tác động một lực vừa đủ khi lau để không làm ảnh hưởng bề mặt đầu nối sợi quang và đảm bảo toàn bộ bề mặt sợi quang đều được làm sạch.
Sử dụng dung dịch vệ sinh phù hợp với khăn lau là rất quan trọng. Dung dịch vệ sinh sẽ thêm vào các tác động hóa học giúp tăng khả năng làm sạch của khăn lau, xóa bỏ các hạt bụi trên bề mặt đầu nối sợi quang dễ dàng hơn và không bị tĩnh điện như quá trình làm sạch khô. Đặc biệt lưu ý tránh sử dụng quá nhiều dung dịch vệ sinh vì chúng có thể đọng lại trên bề mặt đầu nối quang và tạo ra các vết bẩn. Để tránh hiện tượng này, quá trình làm sạch ‘ướt’ nên được thực hiện trước quá trình làm sạch ‘khô’. Việc này có thể được thực hiện nhanh chóng và dễ dàng hơn với sự trợ giúp của một số công cụ vệ sinh đang có trên thị trường hiện nay. Chẳng hạn như miếng lau có dạng chữ N của Fluke Networks theo hình 1 chúng ta chỉ cần làm sạch ướt tại một vị trí, sau đó di chuyển đầu nối theo hình chữ N để làm sạch ‘khô’. Lưu ý hướng di chuyển chỉ theo một chiều và không thực hiện theo chiều ngược lại vì như thế sẽ làm đầu nối quang bị bám bụi trở lại.
Hình 1: Di chuyển đầu nối từ vị trí 1 đến 4 để làm sạch “khô” đầu nối.
Để làm sạch bụi bẩn bên trong các cổng quang trên thiết bị, các cây tăm bông không có chất xơ được thiết kế đặc biệt để thay cho miếng lau, chỉ cần tác động một lực vừa phải và xoay tăm bông vài lần theo một hướng duy nhất. Khi làm sạch cổng quang trên thiết bị cần lưu ý đến tốc độ bay hơi của dung dịch vì nó có thể bị mắc kẹt bên trong, theo thời gian nó sẽ hút bụi bẩn vào và tạo thành những vết bẩn rất khó để loại bỏ được.
Dung dịch cồn isopropyl (IPA) được sử dụng phổ biến để làm sạch bề mặt đầu nối quang. Tuy nhiên, theo tiêu chuẩn IEC 61300-3-35 không chấp nhận dùng IPA để làm sạch sợi quang do IPA có tốc độ bay hơi chậm và lưu lại trên bề mặt đầu nối sợi quang tạo ra hiện tượng “sương mù”. Những vệt sương mù này là nguyên nhân gây suy hao và rất khó làm sạch, gây ảnh hưởng hiệu suất truyền dẫn trên sợi quang.
Đó là những lý do chúng ta cần một dung dịch được pha chế theo công thức đặc biệt để làm sạch các vết bẩn trên bề mặt đầu nối sợi quang. Các dung dịch này ở lại đủ lâu để hoạt động nhưng bay hơi nhanh hơn nhiều so với IPA. Điều quan trọng cần nhớ là các vật phẩm này chỉ sử dụng để làm sạch bề mặt đầu nối quang, sau đó nó nên được loại bỏ ngay lập tức. Việc tái sử dụng khăn lau hoặc tăm bông bẩn là một trong những cách dễ nhất để lây nhiễm chất bẩn.
Kết luận
Nếu thời gian hoạt động của hệ thống mạng, hiệu suất truyền dẫn tín hiệu và độ tin cậy của thiết bị rất quan trọng đối với doanh nghiệp của bạn thì sự sai sót trong việc kiểm tra và làm sạch bề mặt đầu nối sợi quang có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng. Đừng nên nghĩ rằng bạn đã luôn làm sạch chúng đúng cách, điều đó không có nghĩa là bạn có thể bỏ qua việc kiểm tra. Phương pháp tốt nhất không chỉ là làm sạch, mà mọi bề mặt đầu nối sợi quang nên được kiểm tra và chứng nhận cẩn thận theo tiêu chuẩn IEC 61300-3-35 trước khi thực hiện kết nối. Bằng cách kết hợp việc kiểm tra và chứng nhận sợi quang vào trong quá trình lắp đặt, bạn có thể loại bỏ sự đánh giá chủ quan của con người.
Nguyễn Quang Bửu - Tầm nhìn mạng số 37
Theo FlukeNetworks
