Cấu tạo , phân loại cáp quang và ưu nhược điểm so với cáp đồng

Trước khi đi tìm hiểu về phần cấu tạo và phân loại các loại cáp quang chúng ta cùng tìm hiểu và định nghĩa xem cáp quang là gì ?

»Công nghệ cáp quang Gpon và những ưu điểm

Cáp quang là gì :

Cáp quang là một loại cáp viễn thông làm bằng thủy tinh hoặc nhựa, sử dụng ánh sáng để truyền tín hiệu. Cáp quang dài, mỏng thành phần của thủy tinh trong suốt bằng đường kính của một sợi tóc. Chúng được sắp xếp trong bó được gọi là cáp quang và được sử dụng để truyền tín hiệu trong khoảng cách rất xa. Không giống như cáp đồng truyền tín hiệu bằng điện, cáp quang ít bị nhiễu, tốc độ cao (đây là tốc độ truyền dữ liệu, phân biệt với tốc độ tín hiệu) và truyền xa hơn.

Cấu tạo SỢI cáp quang:

Cáp quang có cấu tạo gồm dây dẫn trung tâm là sợi thủy tinh hoặc plastic đã được tinh chế nhằm cho phép truyền đi tối đa các tín hiệu ánh sáng. Sợi quang được tráng một lớp lót nhằm phản chiếu tốt các tín hiệu.

Cấu tạo sợi cáp quang có dây treo

Cáp quang gồm các phần sau:

• Core: Trung tâm phản chiếu của sợi quang nơi ánh sáng đi
• Cladding: Vật chất quang bên ngoài bao bọc lõi mà phản xạ ánh sáng trở lại vào lõi.
• Buffer coating: Lớp phủ dẻo bên ngoài bảo vệ sợi không bị hỏng và ẩm ướt
• Jacket: Hàng trăm hay hàng ngàn sợi quang được đặt trong bó gọi là Cáp quang. Những bó này được bảo vệ bởi lớp phủ bên ngoài của cáp được gọi là jacket.

Chủng loại cáp quang trong ngành công nghiệp cáp cấu trúc vô cùng đa dạng. Ứng với mỗi loại môi trường khác nhau, cấu tạo cáp quang cũng được chế tạo khác nhau để tương thích. Cáp quang thường được cấu tạo từ các thành phần cơ bản sau: sợi quang (filber), lớp bảo vệ (coating), lớp ống đệm bảo vệ (buffer), lớp chịu lực (strength members) và lớp vỏ ngoài bảo vệ (jacket).

• Sợi quang (fiber) bao gồm 2 thành phần là lõi (core) và lớp phản xạ (cladding). Trong đó lõi thường được làm bằng sợi thủy tinh (glass) hoặc nhựa (plastic) dùng để lan truyền ánh sáng; lớp phản xạ có cấu tạo tương tự như lõi, nhưng có chiết xuất nhỏ hơn và bao bọc xung quanh lõi giúp ánh sáng phản xạ trở lại lõi.
• Lớp bảo vệ  (coating): thường được làm bằng nhựa PVC dùng bảo vệ sợi quang tránh bị trầy xước trong suốt quá trình sản xuất cáp quang.
• Lớp ống đệm bảo vệ (buffer) :  thường được chia làm 2 loại gồm ống đệm chặt (tight buffer) và ống đệm không chặt (loose buffer).
  -Loại ống đệm chặt được làm bằng nhựa dẻo, ít bị tác động của nhiệt, có độ uốn cong tốt nên thường được sử dụng để chế tạo các loại dây đấu nối (patch cord).
  -Loại ống đệm không chặt là loại ống bằng nhựa có đường kính lớn hơn đường kính của sợi quang, cho phép chứa nhiều sợi quang bên trong giúp cho sợi quang co giãn tự nhiên khi nhiệt độ của môi trường thay đổi. Ngoài ra, bên trong ống đệm còn có thêm một lớp chất nhờn để ngăn ẩm, chống cháy và giúp làm sạch sợi quang dễ dàng khi cần hàn hoặc bấm đầu nối cáp. Với nhiều ưu điểm trên nên nó thường được dùng trong các đường truyền dẫn cao và trong điều kiện môi trường thay đổi nhiều như ngoài trời.
• Lớp chịu lực (strength members): được làm bằng sợi gia cường “aramid yarn” (Kevlar). Trong quá trình lắp đặt và thi công, lớp chịu lực sẽ bảo vệ cáp quang không bị đứt trước các lực kéo cáp quá lớn.
• Lớp vỏ ngoài bảo vệ (jacket): là lớp bảo vệ ngoài cùng, có khả năng chịu va đập, nhiệt và chịu mài mòn cao, bảo vệ phần bên trong tránh ẩm ướt và các ảnh hưởng từ môi trường như các tia hồng ngoại. Lớp vỏ bảo vệ được phân loại theo môi trường sử dụng và tiêu chí chống cháy.

PHÂN LOẠI CÁP QUANG

Cáp quang hiện nay có hai loại chính là Multimode (Đa mode) và Singlemode (Đơn mode).

• Cáp quang Multimode hiện nay được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng truyền dữ liệu với khoảng cách ≤ 5Km, thường được các doanh nghiệp, cơ quan sử dụng trong các hệ thống mạng nội bộ, truyền thông trong công nghiệp,…
• Cáp quang Singlemode là loại cáp có đường kính lõi nhỏ (<10 Micron), truyền được dữ liệu với khoảng cách không giới rất xa, được các đơn vị viễn thông sử dụng để truyền dữ liệu trong hệ thống của họ. Hiện nay các dịch vụ viễn thông hiện nay được rất đông đảo người dân sử dụng nên các nhà cung cấp dịch vụ liên tục phải mở rộng hệ thống truyền dẫn quang của họ để có thể đáp ứng nhu cầu của khách hàng, do vậy đã làm cho cáp quang Singlemode trở nên rất phổ dụng, hạ thành hạ đi rất nhiều.

MULTIMODE (ĐA MODE)

Multimode (đa mode)

• Multimode stepped index (chiết suất liên tục): Lõi lớn (100 micron), các tia tạo xung ánh sáng có thể đi theo nhiều đường khác nhau trong lõi: thẳng, zig-zag… tại điểm đến sẽ nhận các chùm tia riêng lẻ, vì vậy xung dễ bị méo dạng.
• Multimode graded index (chiết suất bước): Lõi có chỉ số khúc xạ giảm dần từ trong ra ngoài cladding. Các tia gần trục truyền chậm hơn các tia gần cladding. Các tia theo đường cong thay vì zig-zag. Các chùm tia tại điểm hội tụ, vì vậy xung ít bị méo dạng.

SINGLE MODE (ĐƠN MODE)

Single mode (đơn mode)

Single mode (đơn mode)

Single mode (đơn mode)

• Lõi nhỏ (8 micron hay nhỏ hơn), hệ số thay đổi khúc xạ thay đổi từ lõi ra cladding ít hơn multimode. Các tia truyền theo phương song song trục. Xung nhận được hội tụ tốt, ít méo dạng.

ĐẶC ĐIỂM CÁP QUANG

• Phát: Một điốt phát sáng (LED) hoặc laser truyền dữ liệu xung ánh sáng vào cáp quang.
• Nhận: sử dụng cảm ứng quang chuyển xung ánh sáng ngược thành data.
• Cáp quang chỉ truyền sóng ánh sáng (không truyền tín hiệu điện) nên nhanh, không bị nhiễu và bị nghe trộm.
• Độ suy dần thấp hơn các loại cáp đồng nên có thể tải các tín hiệu đi xa hàng ngàn km.
• Cài đặt đòi hỏi phải có chuyên môn nhất định
• Cáp quang và các thiết bị đi kèm rất đắt tiền so với các loại cáp đồng

ỨNG DỤNG CÁP QUANG

MULTIMODE

Sử dụng cho truyền tải tín hiệu trong khoảng cách ngắn, bao gồm:

• Step index: dùng cho khoảng cách ngắn, phổ biến trong các đèn soi trong
• Graded index: thường dùng trong các mạng LAN

SINGLE MODE

• Dùng cho khoảng cách xa hàng nghìn km, phổ biến trong các mạng điện thoại, mạng truyền hình cáp.đường kính 8um,truyền xa hàng trăm km mà không cần khuếch đại

ƯU ĐIỂM CÁP QUANG

• Mỏng hơn – Cáp quang được thiết kế có đường kính nhỏ hơn cáp đồng.
• Dung lượng tải cao hơn – Bởi vì sợi quang mỏng hơn cáp đồng, nhiều sợi quang có thể được bó vào với đường kính đã cho hơn cáp đồng. Điều này cho phép nhiều kênh đi qua cáp của bạn.
• Suy giảm tín hiệu ít – Tín hiệu bị mất trong cáp quang ít hơn trong cáp đồng.
• Tín hiệu ánh sáng – Không giống tín hiệu điện trong cáp đồng, tín hiệu ánh sáng từ sợi quang không bị nhiễu với những sợi khác trong cùng cáp. Điều này làm cho chất lượng tín hiệu tốt hơn.
• Sử dụng điện nguồn ít hơn – Bởi vì tín hiệu trong cáp quang giảm ít, máy phát có thể sử dụng nguồn thấp hơn thay vì máy phát với điện thế cao được dùng trong cáp đồng.
• Tín hiệu số – Cáp quang lý tưởng thích hợp để tải thông tin dạng số mà đặc biệt hữu dụng trong mạng máy tính.
• Không cháy – Vì không có điện xuyên qua Cáp quang, vì vậy không có nguy cơ hỏa hoạn xảy ra.

NHƯỢC ĐIỂM CÁP QUANG

• Nối cáp khó khăn, yêu cầu cáp phải càng thẳng càng tốt, không gập.
• Chi phí – Chi phí hàn nối và thiết bị đầu cuối cao hơn so với cáp đồng. Hiện nay có công nghệ bấm rệp nên tiết kiệm được chi phí và thời gian bảo dưỡng cũng nhanh hơn.

So sánh cáp quang với cáp đồng.

Tham khảo một số gói cước cáp quang FPT

Tham khảo khuyến mại FPT Telecom toàn quốc

fpttelecom.online ( đăng ký lắp mạng FPT trực tuyến )