DÂY TRUYỀN TÍN HIỆU – Part 3
Cáp Quang – Thành Tựu Vàng Nghành Công Nghệ Truyền Dẫn
Qua bài Tổng Quang Về Cáp Mạng đã hệ thống sơ lược về cáp đồng trục, cáp xoắn đôi, cáp quang và các ứng dụng thực tiễn của nó. Với sự ra đời của cáp quay đã tạo nên một làn gió mới trong nghành công nghệ thông tin. Cáp quang được vinh danh là thành tựu vàng trong nghành công nghệ truyền dẫn.
Hôm nay, Chúng ta cùng nhau tìm hiểu sâu hơn về thiết bị kết nối cáp quang và những ứng dụng thực tiễn của nó.
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, dùng ánh sáng truyền dẫn tín hiệu, do đó ít suy hao và thường được dùng cho kết nối khoảng cách xa. Trong khi cáp đồng sử dụng dòng điện để truyền tín hiệu, dễ bị suy hao trong quá trình truyền và có khoảng cách kết nối ngắn hơn. Nó có thể truyền dữ liệu lên đến 40 km với tốc độ 100Gbps.
Kết nối
Để có thể kết nối cáp quang vào các thiết bị xử lý, kỹ thuật viên phải sử dụng các thiết bị chuyên dụng như: đầu nối cáp quang, dụng cắt chuyên dụng, máy hàn chuyên dụng, mdule quang chuyên dụng… ngoài để đưa tín hiệu quang từ dây dẫn quang đến các thiết bị xử lý đạt chuẩn, công việc này còn đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật, tính tỉ mĩ rất cao. Sau đây chúng ta cùng sơ lược các về công tác kết nối cáp quang cơ bản nhé.
Đầu nối cáp quang
-
Đầu nối cáp quang hay còn gọi là đầu nối quang do tập đoàn 3M nghiên cứu và sản xuất là loại đầu nối quang cơ khí không cần mài đầu (No Polish Connector), sử dụng công nghệ nối quang bằng rệp cơ khí (Mechanical Splicing Technology) tại mặt phẳng tiếp xúc của hai sợi quang được phủ Gel trung hòa chiết suất ánh sáng và chịu nhiệt độ môi trường lên đến 200oC. Cấu tạo rất phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao và độ bền chất lượng, tuy nhiên đầu nối quang nhanh lại đem đến sự thuận tiện trong thao tác thi công bậc nhất trên thị trường hiện nay.
-
Phân loại: Các loại đầu nối quang nhanh phổ biến là đầu SC – gồm SC/UPC và SC/APC, ngoài ra còn có đầu nối nhanh chuẩn FC hoặc LC nhưng ít thông dụng hơn.
-
Công dụng: dùng để bảo vệ các đầu mối cáp quang, liên kết các sợi quang kết nối đến các thiết bị đầu cuối chuyển đổi quang khác như modem quang hoặc converter quang, thiết bị truyền dẫn quang. Với chất lượng ổn đinh, tính năng vượt trội và được đánh giá qua thời gian sử dụng, suy hao của loại đầu nối này ổn định ở mức 0.3dB (suy hao chèn) và -50dB (suy hao phản xạ) đem đến sự hài lòng cho người sử dụng.
Bộ chuyển đổi quang điện
-
Bộ chuyển đổi quang điện hay còn gọi là Converter quang là thiết bị chuyển từ tín hiệu điện sang tín hiệu dạng quang và ngược lại.
-
Phân loại: Hiện nay có hai loại cáp quang thông dụng là cáp quang singlemode và cáp quang multimode vì vậy cũng có 2 loại converter quang bộ chuyển đổi quang điện tương ứng với từng loại cáp quang này. Dùng cáp quang singlemode hay multimode đều đó phụ thuộc vào yêu cầu của thực tế, cụ thể ở đây là khoảng cách. Với khoảng cách giữa 2 điểm cần kết nối nhỏ hơn 2km thì nên dùng cáp quang multimode, nếu khoảng cách lớn hơn 2km thì dùng cáp singlemode.
-
Công dụng: dùng để kết nối mạng giữa hai hạ tầng mạng, hai switch, hay đơn giãn chỉ là hai máy tính hay hai thiết bị đầu cuối lại với nhau…thay thế giải phát sử dụng cáp đồng trục hay cáp xoắn đôi với các ưu điểm vượt trội như:
-
Khoảng cách kết nối giữa hai điểm lớn: có thể lên đến hàng chục km.
-
Tốc độ truyền dẫn, lượng data, tính ổn định cao.
-
Hạn chế suy hao tín hiệu đến mức thấp nhất.
-
Tăng cường khả năng bảo mật
-
Tránh tình trạng nhiễu điện, nhiễm sét lan truyền.
-
Module quang
-
Module quang hay SFP module là thiết bị nhỏ gọn dùng nhiều trong hệ thống mạng với nhiệm vụ là bộ thu phát tín hiệu rất hiệu quả với một đầu kết nối vào các thiết bị như Switch, router, Media Converter…còn đầu kia được kết nối với mạng cáp đồng hoặc cáp quang.
-
Module quang được phân loại chủ yếu dựa theo các tiêu chí như: về tốc độ, về sợi quang, về cáp quang….
-
Là một giao thức được thiết kế với hệ thống cổng là khe cắm đạt chuẩn SFP, mỗi một module quang đều có 2 đầu một gắn với các thiết bị Router, Switch…và đầu còn lại gắn với hệ thống mạng cáp đồng hoặc quang đều được.
-
Mỗi module quang có thể truyền dữ liệu trong khoảng cách lên đến 140km
-
Phân loại: Hiện nay trên thị trường có rất nhiều sản phẩm module quang khác nhau, chúng được phân loại chủ yếu dựa theo các tiêu chí cụ thể như sau:
-
Xét về tốc độ:
-
Module tốc độ 155M (10/100Mbps)
-
Module tốc độ 1.25G (1000Mbps)
-
Module SDH (STM-1, STM-4, STM-16) có khả năng tương thích với các chuẩn: IEEE 802.3u 100Base-SX, 100Base-LX, 100Base-ZX. mode)
-
-
Về số sợi quang:
-
Module quang 2 sợi
-
Module quang 1 sợi
-
-
Về cáp quang:
-
Đa mode (multimode)
-
Đơn mốt (singlemode).
-
-
- Ứng dụng:
-
Thiết bị này được biết đến với tác dụng là bộ thu và phát tín hiêu nhỏ gọn sử dụng cho cả viễn thông và truyền thông dữ liệu.
-
Module quang thu phát mới cho phép truyền dẫn quang hai chiều trên một sợi đơn được gọi là module quang 1 sợi, điều này do việc sử dụng ở các hai bước sóng khác nhau (WDM). SFP Module quang 1 sợi được sử dụng trong một cặp cấu hình và có bước sóng hoạt động ở 1310 nm và 1490 nm. Dãi quang học là 15Db. Khoảng cách cho phép là 10km với các kết nối Point- to-point.
-
Thông thường để lựa chọn một module quang 1 sợi chất lượng người ta sẽ chú ý đến chức năng DDM-Digital. Những module quang 1 sợi có trang bị tính năng này sẽ giúp chẩn đoán, giám sát, cung cấp cho người dùng các thông tin cần thiết về lưu lượng dữ liệu đang truyền và nhận, khả năng phát hiện và xử lý sự cố nhanh chóng.
-
Máy hàn quang, quy luật màu
-
Quy luật màu sợi cáp quang mục đích là để chúng ta khi đi thi công hàn cáp quang nên làm cho đúng chuẩn. Để sau này có phát sinh lỗi thì kỹ thuật đến sửa cũng dễ dàng xác định được vị trí lỗi sợi quang.
-
Như đã trình bày ở trên, cáp quang có 2 loại chính là cáp quang Single mode (SM) và cáp quang Multimode (MM), hiện nay cáp quang single mode được sản xuất chủ yếu tại Việt Nam bởi các nhà máy như M3 Viettel, Sacom, Postef…Tất cả cáp quang sản xuất tại Việt Nam đều có sử dụng chung tiêu chuẩn quốc tế của nghành Viễn Thông và đáp ứng các tiêu chuẩn riêng ở Việt Nam. Vậy nên quy luật màu sợi quang nó cũng sẽ theo chuẩn quốc về và nó như bảng quy luật như sau:
- Máy hàn cáp quang là một thiết bị chuyên dụng, dùng để nối hai sợi cáp quang lại với nhau. Vì sợi quang là sợi thủy tinh cho nên để có thể hàn 2 sợi lại được với nhau, 2 sợi thủy tinh phải được nung chảy ở nhiệt độ trên 1000 độ C.
-
Phân loại: Có nhiều cách để phân loại máy hàn quang, tuy nhiên về cơ bản ta có thể phân loại các dòng máy như sau:
-
Phân loại theo công nghệ hàn:
-
Công nghệ căn chỉnh lõi (Core Alignment): Đây là công nghệ tiên tiến nhất hiện nay. Máy sẽ thực hiện việc căn chỉnh để cho lõi của 2 sợi thằng hàng trước khi thực hiện việc hàn nối. Sợi được hàn theo công nghệ này có độ suy hao thấp hơn nhiều so với Công nghệ căn chỉnh lớp phủ. Một số dòng máy căn chỉnh lõi hiện nay như: Comway C6, Comway C10, Fujikura 70s, Fitel S178, Inno View 7, Sumitomo Z1CModule tốc độ 1.25G (1000Mbps)
-
Công nghệ căn chỉnh lớp phủ (Cladding Alignment): Công nghệ này áp dụng trên các máy công nghệ cũ, thay vì căn chỉnh cho 2 lõi thẳng hàng, máy căn chỉnh 2 lớp phủ của sợi sau đó hàn.
-
-
Phân loại theo ứng dụng:
-
Module quang 2 sợi
-
Module quang 1 sợi
-
-
Phân loại theo loại cáp quang:
-
Máy dùng cho sản xuất
-
Máy dùng cho hàn cáp trục
-
Máy dùng cho hàn cáp FTTx, GPON
-
-
Để có thể chọn được máy tốt, cần theo rất nhiều tiêu chí đánh giá. Một máy hàn quang được xác định là tốt nếu nó đáp ứng các tiêu chí về suy hao mối hàn, công nghệ sử dụng, độ bền máy, chế độ bảo hành, hậu mãi, tần suất gặp lỗi. Trên thị trường hiện nay, Comway và Fujikura vẫn đang dẫn đầu về chất lượng
-
Một mối hàn theo công bố của nhà sản xuất có suy hao khoảng 0.02dB ~ 0.04dB. Trong thực tế thi công, một mối hàn suy hao <0.2 dB là có thể chấp nhận được
-
Một số hình ảnh các loại máy hàn hiện nay:
-
Với nhu cầu người sử dụng internet bây giờ và với những ưu điểm vượt trội so với mạng cáp đồng nó nhẹ hơn bớt cồng kềnh và linh hoạt hơn và mang nhiều dữ liệu hơn nên cáp quang đã đóng góp không nhỏ vào việc phát triển hệt thống mạng viễn thông Việt Nam. Nó được ứng dụng nhiều nhất vào truyền tín hiệu mạng với ưu điểm có thể truyền tải lượng lớn dữ liệu ở tốc độ rất cao và ta hãy xem một số ứng dụng của cáp quang trong mạng viễn thông hiện nay:
-
Mạng cáp quang nối nhiều quốc gia trên thế giới liên kết người dùng với nhau.
-
Mạng quang riêng của các công ty đường sắt, điện lực, bộ ngành ….
-
Đường cáp quang trung kế, đường cáp quang thả biển xuyên quốc gia.
-
Đường cáp quang truyền số liệu, mạng LAN, mạng nội bộ.
-
Mạng cáp quang truyền hình, internet kết nổi nhỏ lẻ đến tận từng các hộ gia đình.
-
*** Với chuyên mục kết nối cáp quang đã kết thúc chuỗi bài về Cable Network tại đây, hy vọng những thông tin trên sẽ mang đến cho bạn những thông tin thú vị về các loại dây dẫn, mong rằng có thể gặp gỡ các bạn ở các chuyên đề sau.
*** Bài viết cùng chủ đề
