Cấu tạo cáp q​uang và cách phân biệt cáp quang Single Mode và Multi Mode

Cấu tạo cáp quang

cấu tạo cáp quangChủng 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 biệt cáp sợi quang Singlemode và Multimode

Cáp sợi quang được dùng trong hệ thống mạng được chia làm 2 loại: Singlemode và Multimode. Bài viết này sẽ giúp bạn phân biệt được các loại cáp sợi quang hiện nay được sử dụng trong thi công hệ thống mạng.

phân biệt cáp quang singlemode và multimodeĐể nhận biết được 2 loại này, trước hết chúng ta cần tìm hiều một vài khái niêm cơ bản sau.

1. Mode

Thuật ngữ Mode được dùng trong cáp sợi quang xuất phát từ tiếng Latin có nghĩa là tia sáng (path). Khi lan truyền trong sợi quang, ánh sáng sẽ đi theo rất nhiều đường, mỗi đường có thể được xem như một tia sáng (Mode).
Các tia sáng lan truyền trong sợi quang được chia làm 3 loại:

  • Axial Mode: tia sáng lan truyền dọc theo trục trung tâm của sợi quang. Thời gian tia sáng lan truyền trong sợi quang từ A đến B là nhanh nhất.
  • High Order Mode: những tia sáng lan truyền trong sợi quang có số lần phản xạ lớn. Thời gian tia sáng lan truyền trong sợi quang từ A đến B lâu hơn so với các tia sáng Low Order Mode.
  • Low Order Mode: những tia sáng lan truyền trong sợi quang có số lần phản xạ ít. Thời gian tia sáng lan truyền trong sợi quang từ A đến B nhanh hơn các tia sáng High Order Mode.

 

2. Hiện tượng tán sắc (Dispersion)

Các tia sáng Axial, High Order và Lower lan truyền trong sợi quang theo các đường có chiều dài khác nhau. Do dó, các tia sáng – được truyền tại một thời điểm với cùng vận tốc – lan truyền đến cuối sợi quang ở những thời điểm khác nhau. Sự chênh lệch về thời gian giữa các tia sáng này được gọi là Dt. Hiện tượng này gọi là hiện tượng tán sắc.
Hiện tượng tán sắc làm hạn chế băng thông của cáp sợi quang và ảnh hưởng đến việc truyền dữ liệu (Dt càng lớn thì gây ảnh hưởng đến việc truyền dữ liệu càng nhiều).
+ Đối với tín hiệu tương tự thì làm méo dạng tín hiệu
+ Đối với tín hiệu số thì gây ra sự chồng lấp giữa các bit.

3. Phân biệt sợi quang Singlemode và Multimode

  • Sợi quang Multimode: đặc điểm của sợi quang Multimode là lan truyền đồng thời cả 3 loại tia sáng (Axial Mode, High Order Mode và Low Order Mode).

Có 2 loại sợi quang Multimode gồm:

-Sợi quang Multimode chiết suất bậc (Step Index Multimode) là sợi quang có lõi (core) đồng nhất có chiết suất là n1 và lớp phản xạ ánh sáng (cladding) xung quanh lõi có chiết suất n2 (n2 < n1)

Sợi quang Multimode chiết suất bậc bị ảnh hưởng nhiều bởi hiện tượng tán sắc, do đó băng thông không cao và không được sử dụng trong các hệ thống mạng. Để hạn chế sự ảnh hưởng của hiện tượng tán sắc, các nhà sản xuất đã cho ra đời loại cáp sợi quang Multimode chiết suất biến đổi (Graded Index Multimode).

-Sợi quang Multimode chiết suất biến đổi (Graded Index Multimode): lõi sợi quang được kết hợp từ nhiều lớp thủy tinh có chiết suất n1, n2, n3… khác nhau thay vì chỉ có một chiết suất như trong lõi của sợi quang Step Index Multimode. Lớp thủy tinh bên trong có chiết suất cao hơn và lớp bên ngoài có chiết suất thấp hơn. Các tia sáng sẽ lan truyền chậm hơn khi gặp chiết suất cao và nhanh hơn khi gặp chiết suất thấp. Chính vì vậy, sợi quang Graded Index Multimode làm giảm độ chênh lệch thời gian Dt, hạn chế hiện tượng tán sắc, giúp tăng băng thông sử dụng và trở nên phổ biến trong hệ thống mạng hiện nay.

  • Sợi quang Singlemode: là sợi quang mà trong đó chỉ có một tia sáng Axial được lan truyền. Do đó, hiện tượng tán sắc ánh sáng không xuất hiện ở sợi quang Singlemode. Điều này làm cho sợi quang Singlemode có băng thông lớn hơn và truyền dữ liệu xa hơn so với sợi quang Multimode.