(ảnh minh họa: Techmaster)
Việt Nam đã có hơn 82% hộ gia đình dùng Internet cáp quang, và thị trường viễn thông vẫn được dự báo tăng đều tới năm 2030 nhờ FTTH, 5G và trung tâm dữ liệu (VietNamNet, TelecomLead). Mỗi mét sợi quang kéo thêm đều kéo theo nhu cầu đo: module quang xuất xưởng, bộ chia PON, mối hàn, đường truyền trong trung tâm dữ liệu. Và phép đo nền tảng nhất của cả chuỗi đó chỉ có một — đo công suất, bằng máy đo công suất quang.
Nhưng khi mở catalog Keysight ra, bạn gặp ngay hai nhánh trông rất khác nhau: một bên là máy đo công suất quang đa cổng độc lập (N7744C, N7745C), một bên là khung Lightwave 8163B/8164B cắm mô-đun cảm biến công suất quang (81634B, 81635A, 81636B, 81630B). Bài này giải thích hai nhánh đó khác nhau ở đâu và chọn nhánh nào cho bài toán của bạn.
Máy đo công suất quang đo cái gì và vì sao khó?
Về nguyên tắc, phép đo rất đơn giản: một photodiode InGaAs biến ánh sáng thành dòng điện, mạch đo quy đổi ra W hoặc dBm. Cái khó nằm ở chỗ kết quả chỉ đúng khi bạn khai báo đúng bước sóng đang đo — đáp ứng của detector thay đổi theo bước sóng, nên đặt sai 1550 nm cho một nguồn 1310 nm là sai ngay từ gốc.
Ba con số quyết định chất lượng một máy đo:
- Dải bước sóng — detector chỉ được hiệu chuẩn trong dải công bố.
- Dải công suất — sàn (độ nhạy) và trần (bão hòa, rồi hỏng).
- Bất định — Keysight tách riêng “tại điều kiện tham chiếu” và “bất định tổng”; con số thứ hai mới là cái bạn gặp trong thực tế.
Đây cũng là logic giống hệt bên RF: nếu bạn đã đọc bài bất định đo công suất RF, cách cộng sai số ở đây rất quen thuộc — chỉ đổi mismatch thành return loss và phụ thuộc phân cực.
Vì sao phải chọn giữa máy đa cổng và khung cắm mô-đun?
Vì hai kiến trúc tối ưu cho hai bài toán khác nhau. Máy đa cổng gói sẵn 4 hoặc 8 kênh giống hệt nhau vào một hộp 1U nửa rack — nhanh, gọn, đồng nhất, nhưng cấu hình đã đóng. Khung cắm mô-đun cho bạn đổi từng loại cảm biến theo từng phép đo — linh hoạt, với dải rộng hơn nhiều, nhưng cồng kềnh và ít kênh hơn.
Bảng dưới đây là phần cốt lõi ở dạng văn bản, để bạn tra nhanh:
| Tiêu chí | N7744C / N7745C | Khung 8163B/8164B + mô-đun |
|---|---|---|
| Dải bước sóng | 1250 – 1650 nm (bảo hành tới 1625 nm) | 800 – 1700 nm tuỳ mô-đun |
| Dải công suất | –80 đến +10 dBm | –110 đến +28 dBm tuỳ mô-đun |
| Số kênh / số khe | 4 (N7744C) hoặc 8 (N7745C) | 2 khe (8163B) · 4 khe compact + khe 0 (8164B) |
| Trung bình nhỏ nhất | 1 µs | 25 µs (81636B) · 100 µs (các mô-đun còn lại) |
| Bộ nhớ ghi dữ liệu | 2 bộ đệm × 1 triệu điểm mỗi cổng | 20 k điểm (81636B: 100 k) |
| Bất định tổng | ±4,5% | ±4,5% ±0,5 pW (81634B) · ±5% ±20 pW (81635A/81636B) |
| Kích thước | 420 × 212 × 43 mm, 3 kg | 8163B: 88 × 213 × 380 mm, 4,2 kg |
Máy đo công suất quang đa cổng N7744C/N7745C mạnh ở đâu?
(ảnh minh họa: Techmaster)
Keysight N7745C có 8 kênh, N7744C có 4 kênh, cùng đặt trong một hộp cao 1U và rộng nửa rack. Thế mạnh của chúng là thông lượng:
- Trung bình nhỏ nhất 1 µs và thu tới 1 triệu mẫu mỗi giây trên mỗi cổng.
- Hai bộ đệm 1 triệu điểm cho mỗi cổng, nên máy vừa đo vừa cho PC đọc dữ liệu mà không phải dừng.
- Cách ly giữa các cổng > 85 dB khi cổng kề đang có 0 dBm — điều kiện bắt buộc khi đo bộ chia có suy hao chênh lệch lớn.
- Sai lệch cổng–cổng điển hình ±0,05 dB, nên so sánh nhánh này với nhánh kia mới có nghĩa. Lưu ý điều kiện trong data sheet: con số này áp dụng cho các cổng trong cùng một khối 4 detector và ở cùng bước sóng — trên N7745C 8 kênh, tám cổng được chia thành hai khối 4 detector, nên phép so sánh chỉ chặt chẽ trong phạm vi từng khối.
- Quad-adapter một chạm (N7740FI cho FC, N7740KI cho SC, N7740LI cho LC, N7740MI cho MU, N7740BI cho sợi trần): bạn cắm sợi vào adapter ở tư thế thoải mái rồi mới snap cả cụm vào máy — tách việc đấu nối khỏi việc đo.
Keysight nêu đích danh các ứng dụng: multiplexer, bộ chia PON, wavelength selective switch (WSS) và ROADM — cộng thêm việc đo song song nhiều DUT một cổng. Nếu bạn muốn đi sâu vào chính phép đo suy hao thay vì bài toán chọn kiến trúc, xem bài đo suy hao quang bằng giải pháp đa cổng Keysight. Ghép với một nguồn laser quét, cụm này đo được phổ suy hao chèn (IL); muốn đo thêm PDL và PMD thì theo data sheet còn cần bộ tổng hợp phân cực (polarization synthesizer) và bộ phần mềm photonic application suite của Keysight. Chi tiết phía nguồn nằm ở bài chọn nguồn laser điều chỉnh bước sóng.
Một lưu ý về đời máy: N7744A và N7745A đời trước có thông số quang gần như giống hệt bản C. Khác biệt nằm ở giao tiếp: cả hai đời đều điều khiển qua LAN và USB, nhưng bản A có thêm GPIB và tuân thủ LXI Class C ver. 1.2 để tương thích với hệ đo cũ, còn bản C bỏ GPIB và bù lại bằng giao diện web qua trình duyệt. Data sheet bản C ghi truyền dữ liệu nhanh hơn tới 3 lần, RAM hai cổng cho đo và đọc đồng thời, cùng kích hoạt theo ngưỡng công suất để bắt hiện tượng quá độ. Bản A dài 372 mm, bản C dài 420 mm.
Khi nào khung 8163B/8164B cùng mô-đun cảm biến là lựa chọn đúng?
8163B với hai mô-đun nguồn laser điều chỉnh 81689A và 81649A — đúng cấu hình vừa là nguồn vừa là máy đo nói ở trên (ảnh minh họa: Techmaster)
Khi bài toán vượt ra ngoài “cùng một loại phép đo, nhiều cổng”. Khung 8163B có 2 khe; 8164B có 4 khe compact cộng khe 0 dành cho mô-đun laser điều chỉnh, nên nó vừa là nguồn vừa là máy đo trong cùng một thân máy. Cả hai có LAN, GPIB theo SCPI và RS-232.
Một ràng buộc rất Việt Nam mà data sheet ít khi được đọc kỹ: nhiệt độ hoạt động. 8163B và 8166B chạy được 0…+45 °C, nhưng 8164B chỉ +10…+35 °C và độ ẩm dưới 80%. Mô-đun 81630B là 0…+35 °C, tụt xuống 30 °C khi công suất vào vượt +20 dBm; 81635A và 81636B là +10…+40 °C, còn 81634B rộng nhất với 0…+45 °C. Máy đa cổng N7744C/N7745C nằm ở +5…+40 °C. Trong một xưởng sản xuất không điều hoà ở Việt Nam, con số này loại 8164B khỏi danh sách trước cả khi bàn tới thông số quang.
Việc chọn mô-đun nào thì chính Keysight đã tóm gọn:
| Mô-đun | Bước sóng | Dải công suất | Trung bình nhỏ nhất | Chọn khi |
|---|---|---|---|---|
| 81635A | 800 – 1650 nm | –80 … +10 dBm | 100 µs | Cảm biến kép, giá thấp nhất; không có ngõ ra analog |
| 81634B | 800 – 1700 nm | –110 … +10 dBm | 100 µs | Chính xác nhất và nhạy nhất; nhiễu < 0,2 pW, return loss > 55 dB |
| 81636B | 1250 – 1640 nm | –80 … +10 dBm | 25 µs | Nhanh nhất trong họ mô-đun; ghi 100 k điểm |
| 81630B | 970 – 1650 nm | –70 … +28 dBm | 100 µs | Công suất cao; an toàn tới +28,5 dBm |
Ngoài mô-đun cắm khe, họ này còn có đầu quang (optical head) — từ 81620B cho dải nhìn thấy 450–1020 nm cho tới 81628B dùng cầu tích phân cho công suất cao. Điểm hay bị bỏ sót: đầu quang không cắm thẳng vào khung mà phải qua mô-đun giao tiếp 81618A (đơn) hoặc 81619A (kép).
Năm cái bẫy khi đọc thông số máy đo công suất quang là gì?
Tóm tắt lại năm điểm dễ chọn sai nhất:
- Cửa sổ 850 nm. N7744C/N7745C bắt đầu từ 1250 nm nên không phủ 850 nm — bước sóng của transceiver đa mode trong trung tâm dữ liệu. Ở 850 nm, 81635A là mô-đun cắm khe duy nhất còn công bố số liệu: bất định tổng điển hình ±5,5% ±200 pW cho 800–1200 nm. 81634B tuy ghi dải 800–1700 nm nhưng mọi con số bất định của nó chỉ có giá trị từ 1000 nm trở lên — ở 850 nm nó không có thông số nào. Cần 850 nm có bảo hành thì Keysight hướng sang đầu quang Ge 81623B tuỳ chọn C85 (±2,5% tại điều kiện tham chiếu, tổng ±3,7% ±250 pW cho 800–1000 nm), dùng qua mô-đun giao tiếp 81618A/81619A.
- Ngưỡng nhạy –80 dBm. Đây là sàn chung của N7744C/N7745C, 81635A và 81636B. Chỉ 81634B xuống được –110 dBm.
- Trần +10 dBm. N7744C/N7745C, 81635A, 81634B và 81636B đều dừng ở +10 dBm (an toàn tới +16 dBm). Trong họ mô-đun cắm khe, chỉ 81630B lên +28 dBm (an toàn +28,5 dBm) — và trên +20 dBm phải giữ phòng ở 30 °C, điều kiện đáng lưu ý với lab Việt Nam. Vượt cả mức đó thì phải chuyển sang đầu quang: 81626B (InGaAs công suất cao) hoặc 81628B cầu tích phân, dải –60 đến +40 dBm với ngưỡng hỏng +40,5 dBm. Đo đầu ra EDFA hay laser bơm mà quên điều này là hỏng detector.
- Số khe không phải số kênh. 8163B chỉ 2 khe, nhưng 81635A là cảm biến kép nên hai khe cho bốn kênh. Khung 8166B 17 khe đã ngừng sản xuất — đừng dựng dây chuyền mới quanh nó.
- Tốc độ và ngõ ra analog. Trong họ mô-đun chỉ 81636B đạt 25 µs; 81635A lại là model duy nhất không có ngõ ra analog. Nếu bài toán của bạn cần ngõ ra analog trên máy đa cổng, Keysight có bản N7742C.
Chọn cấu hình nào cho từng bài toán ở Việt Nam?
| Bài toán | Cấu hình gợi ý | Lý do quyết định |
|---|---|---|
| Kiểm tra xuất xưởng bộ chia PON 1×8, 1×16 | N7745C (8 kênh) | Đo cả 8 nhánh một lần; cách ly cổng > 85 dB. Sai lệch cổng–cổng ±0,05 dB chỉ áp dụng trong cùng một khối 4 detector, nên khi so chéo giữa hai khối cần chuẩn hoá bằng một phép đo tham chiếu |
| Đo module quang 850 nm cho trung tâm dữ liệu | 8163B + 81635A | Mô-đun cắm khe duy nhất còn công bố số liệu ở 850 nm; cần bảo hành thông số thì dùng đầu quang Ge 81623B tuỳ chọn C85 |
| Đo suy hao lớn, mức tối, xuyên âm | 8163B/8164B + 81634B | Sàn –110 dBm và nhiễu dưới 0,2 pW |
| Đo đầu ra EDFA hoặc laser bơm | 8163B + 81630B; trên +28 dBm dùng đầu quang 81628B qua 81618A | Mô-đun cắm khe duy nhất trần +28 dBm, nhưng trên +20 dBm cần phòng ở 30 °C. Vượt +28 dBm phải chuyển sang cầu tích phân 81628B (tới +40 dBm) |
| Dò quét bước sóng đo IL/PDL trên dây chuyền | N7744C/N7745C + nguồn laser quét | 1 µs và 1 triệu điểm mỗi cổng, nhanh hơn cả 81636B |
| Phòng lab R&D linh kiện quang, cấu hình đổi liên tục | 8164B (4 khe compact + khe 0) | Vừa chứa mô-đun laser điều chỉnh vừa chứa cảm biến |
Nếu bài toán của bạn nghiêng về đặc tính linh kiện chứ không phải đo công suất thuần túy, xem thêm bài đo đặc tính điốt laser và photodiode. Còn để giữ độ tin cậy của số đo theo thời gian, mọi máy đo công suất quang đều cần hiệu chuẩn thiết bị đo quang học và bức xạ — Keysight khuyến nghị chu kỳ 2 năm cho cả máy đa cổng lẫn mô-đun cảm biến.
Câu hỏi thường gặp
Máy đo công suất quang N7745C có đo được bước sóng 850 nm không?
Không. Dải bước sóng của N7744C và N7745C là 1250–1650 nm, trong đó dải có bảo hành thông số là 1250–1625 nm. Để đo cửa sổ 850 nm bạn cần chuyển sang khung 8163B/8164B, và ở vùng này 81635A (800–1650 nm) là mô-đun cắm khe duy nhất còn công bố số liệu — bất định tổng điển hình ±5,5% ±200 pW cho 800–1200 nm. 81634B ghi dải 800–1700 nm nhưng toàn bộ số bất định của nó chỉ áp dụng từ 1000 nm trở lên, nên không nên dùng cho 850 nm. Nếu cần 850 nm có bảo hành thông số, Keysight hướng sang đầu quang Ge 81623B tuỳ chọn C85 (±2,5% tại điều kiện tham chiếu cho 800–1000 nm), cắm qua mô-đun giao tiếp 81618A hoặc 81619A.
Khác nhau giữa bất định tại điều kiện tham chiếu và bất định tổng là gì?
Bất định tại điều kiện tham chiếu (N7744C/N7745C: ±2,5%) chỉ đúng trong điều kiện lý tưởng của data sheet: sợi đơn mode 9 µm, mức –20 đến 0 dBm, đúng ngày hiệu chuẩn, nguồn có bề rộng phổ dưới 10 nm và bước sóng khai báo lệch không quá ±0,4 nm. Bất định tổng (±4,5%) áp dụng cho điều kiện vận hành thực tế trong vòng một năm sau hiệu chuẩn, trong dải công suất –60 đến +10 dBm và chưa tính nhiễu lẫn trôi offset — đây mới là số nên dùng khi tính ngân sách sai số. Dưới –60 dBm con số này không còn hiệu lực và bạn phải cộng riêng phần nhiễu và trôi.
Mô-đun 81634B, 81635A và 81636B khác nhau thế nào?
81635A là cảm biến kép hai kênh, giá thấp nhất, nhưng không có ngõ ra analog. 81634B chính xác và nhạy nhất: xuống tới –110 dBm, nhiễu đỉnh–đỉnh dưới 0,2 pW và return loss trên 55 dB. 81636B là mô-đun nhanh nhất trong họ, với thời gian trung bình tối thiểu 25 µs và bộ nhớ ghi 100 k điểm, so với 100 µs và 20 k điểm của hai mô-đun kia.
Có nên mua khung 8166B 17 khe cho dây chuyền mới không?
Không nên. Theo data sheet 5988-3924 của Keysight, khung 8166B đã ngừng sản xuất. Nếu cần trên 8 kênh đo công suất, phương án gọn hơn là dùng nhiều máy N7745C ghép song song qua LAN hoặc USB — mỗi máy chỉ chiếm 1U và nửa chiều rộng rack, và bộ lệnh của chúng tương thích với nền tảng Lightwave.
Cần tư vấn cấu hình cụ thể?
Techmaster Electronics là nhà phân phối uỷ quyền Keysight tại Việt Nam, đồng thời là đơn vị hiệu chuẩn theo ISO/IEC 17025. Xem toàn bộ danh mục tại trang thiết bị đo Keysight, hoặc liên hệ Techmaster để được tư vấn chọn máy đo công suất quang và mô-đun cảm biến phù hợp với dải bước sóng, mức công suất và số kênh của bạn.
