Đặc điểm, cấu tạo, phân loại cáp quang

Cáp quang là một loại cáp viễn thông làm bằng thủy tinh hoặc nhựa, sử dụng ánh sáng để truyền tín hiệu ít bị nhiễu, tốc độ cao và truyền xa hơn. Vậy cáp quang có đặc điểm, cấu tạo và có bao nhiêu loại, hãy cùng LightJSC tìm hiểu ở bài viết này.

Cáp quang là một loại cáp viễn thông làm bằng thủy tinh hoặc nhựa, sử dụng ánh sáng để truyền tín hiệu ít bị nhiễu, tốc độ cao và truyền xa hơn. Được hai kỹ sư Charles Kuen Kao và George Hockman nghiên cứu và khám phá ra vào năm 1966. Đến năm 1970, Corning Glass Works, hãng sản xuất gốm sứ và thủy tinh của Mỹ, lần đầu tiên sản xuất thành công sợi cáp quang thành phẩm có thể sử dụng để truyền dữ liệu tốc độ cao và sao đó đã được các công ty viễn thông triển khai sử dụng. đến những năm 90 với sự bùng nổ của internet đã khiến công nghệ cáp quang được ứng dụng rộng rãi và trở nên không thể thiếu trong việc truyền tải dữ liệu.

Cấu tạo

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.

Cáp quang gồm các phần sau:

Core (lõi sợ quang): Trung tâm phản chiếu của sợi quang nơi ánh sáng đi
Cladding(lớp phủ sợi quang): Vật chất quang bên ngoài bao bọc lõi mà phản xạ ánh sáng trở lại vào lõi.
Buffer coating (Lớp đệm sợi quang): Là lớp vỏ bên ngoài bảo vệ sợi quang nhằm hạn chế các tác độ cơ học, môi trường tác độ lên sợi quang.
Các thành phần chịu lực: Thành phần này được các hãng sản xuất cáp sợi quang thêm vào theo từng chủng loại cụ thể để tăng cường sự chắc chắn của cáp nhằm hạn chế tối đa lực cơ học có thể tác độ lên sợi cáp quang.
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.

Đặc điểm

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.

Cáp quang được phân làm hai loại chính

Multimode (đa mode)

Multimode stepped index (chiết xuất bước): 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 xuất liên tục): 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)

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.

Ưu điểm

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.
Tính linh hoạt do các hệ thống thông tin quang đều khả dụng cho hầu hết các dạng thông tin số liệu, thoại và video. Các hệ thống này đều có thể tương thích với các chuẩn RS.232, RS422, V.35, Ethernet, Arcnet, FDDI, T1, T2, T3, Sonet, thoại 2/4 dây, tín hiệu E/M, video tổng hợp và còn nhiều nữa
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 hạn xảy ra.
Dễ dàng nâng cấp khi chỉ cần thay thế thiết bị thu phát quang còn hệ thống cáp sợi quang vẫn có thể được dữ nguyên.

Nhược điểm

Nối cáp khó khăn, dây cáp dẫn càng thẳng càng tốt.
Chi phí hàn nối và thiết bị đầu cuối cao hơn so với cáp đồng.

Thông tin khác

Sự cố đứt cáp quang biển AAG

AAG là tên viết tắt của Asia - America Gateway, hệ thống cáp quang biển dài 20.000 km, kết nối khu vực Đông Nam Á với tuyến cáp của Mỹ thông qua khu vực đảo Guam và Hawaii. Tại Việt Nam, các ISP như FPT Telecom, Viettel, VNPT, VDC, SPT đều sử dụng tuyến cáp quan trọng này để kết nối với quốc tế, bên cạnh nhiều tuyến dự phòng khác.