Hướng dẫn Cơ bản về Cáp quang: Cơ bản, Kỹ thuật, Thực hành & Mẹo

Cáp quang cung cấp cơ sở hạ tầng vật lý cho phép truyền dữ liệu tốc độ cao cho viễn thông, mạng và kết nối giữa các ứng dụng. Những tiến bộ trong công nghệ sợi quang đã tăng khả năng băng thông và khoảng cách đồng thời giảm quy mô và chi phí, cho phép triển khai rộng rãi hơn từ viễn thông đường dài đến trung tâm dữ liệu và mạng thành phố thông minh.

 

Tài nguyên chuyên sâu này giải thích cáp quang từ trong ra ngoài. Chúng ta sẽ khám phá cách hoạt động của sợi quang để truyền tín hiệu dữ liệu bằng ánh sáng, các thông số kỹ thuật chính cho sợi đơn mode và sợi đa mode cũng như các loại cáp phổ biến dựa trên số lượng sợi, đường kính và mục đích sử dụng. Với nhu cầu băng thông ngày càng tăng theo cấp số nhân, việc chọn cáp quang thích hợp dựa trên các yêu cầu mạng về khoảng cách, tốc độ dữ liệu và độ bền là chìa khóa cho khả năng kết nối trong tương lai.

 

Để hiểu về cáp quang, chúng ta phải bắt đầu với các sợi quang—các sợi thủy tinh hoặc nhựa mỏng dẫn tín hiệu ánh sáng qua một quá trình phản xạ toàn phần bên trong. Lõi, lớp phủ và lớp phủ bao gồm mỗi sợi quang xác định băng thông phương thức và ứng dụng của nó. Nhiều sợi quang được bó thành ống lỏng lẻo, đệm chặt hoặc cáp phân phối để định tuyến liên kết sợi quang giữa các điểm cuối. Các thành phần kết nối như đầu nối, bảng điều khiển và phần cứng cung cấp giao diện cho thiết bị và phương tiện để cấu hình lại mạng cáp quang khi cần.  

 

Việc lắp đặt và kết thúc cáp quang đúng cách đòi hỏi độ chính xác và kỹ năng để giảm thiểu tổn thất và đảm bảo truyền tín hiệu tối ưu. Chúng tôi sẽ đề cập đến các quy trình kết cuối chung cho sợi quang đơn mode và đa mode sử dụng các loại đầu nối phổ biến như LC, SC, ST và MPO. Với nhận thức về các phương pháp hay nhất, các học viên mới có thể tự tin thiết kế và triển khai các mạng cáp quang để có hiệu suất cao và khả năng mở rộng.

 

Để kết luận, chúng tôi thảo luận về các cân nhắc để lập kế hoạch mạng cáp quang và các lộ trình có thể phát triển để hỗ trợ nhu cầu băng thông trong tương lai. Hướng dẫn từ các chuyên gia trong ngành cung cấp thêm thông tin chi tiết về các xu hướng hiện tại và mới nổi ảnh hưởng đến sự phát triển của cáp quang trong cơ sở hạ tầng viễn thông, trung tâm dữ liệu và thành phố thông minh.    

Những câu hỏi thường gặp (FAQ)

Q1: Cáp quang là gì?

 

Câu trả lời 1: Cáp quang bao gồm một hoặc nhiều sợi quang, là các sợi thủy tinh hoặc nhựa mỏng có thể truyền dữ liệu bằng tín hiệu ánh sáng. Các loại cáp này được sử dụng cho liên lạc tốc độ cao và khoảng cách xa, cung cấp tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn so với cáp đồng truyền thống.

 

Câu 2: Cáp quang hoạt động như thế nào?

 

A2: Cáp quang truyền dữ liệu bằng cách sử dụng các xung ánh sáng thông qua các sợi mỏng bằng sợi thủy tinh hoặc nhựa tinh khiết về mặt quang học. Những sợi quang này mang tín hiệu ánh sáng trên một khoảng cách dài với mức suy hao tín hiệu tối thiểu, mang lại khả năng liên lạc tốc độ cao và đáng tin cậy.

 

Câu 3: Cáp quang được lắp đặt như thế nào?

 

A3: Cáp quang có thể được lắp đặt thông qua nhiều phương pháp khác nhau, chẳng hạn như kéo hoặc đẩy cáp qua ống dẫn hoặc ống dẫn, lắp đặt trên không bằng cách sử dụng cột hoặc tháp tiện ích hoặc chôn trực tiếp xuống đất. Phương pháp cài đặt phụ thuộc vào các yếu tố như môi trường, khoảng cách và các yêu cầu cụ thể của dự án. Việc lắp đặt cáp quang đòi hỏi các kỹ năng và thiết bị chuyên dụng, nhưng không hẳn là khó. Đào tạo phù hợp và kiến ​​thức về các kỹ thuật lắp đặt, chẳng hạn như nối sợi quang hoặc đầu nối, là rất cần thiết. Bạn nên thuê các chuyên gia có kinh nghiệm hoặc kỹ thuật viên được chứng nhận để lắp đặt nhằm đảm bảo xử lý đúng cách và đạt hiệu suất tối ưu.

 

Q4: Tuổi thọ của cáp quang là gì?

 

A4: Cáp quang có tuổi thọ cao, thường từ 20 đến 30 năm hoặc thậm chí hơn. Chúng được biết đến với độ bền và khả năng chống xuống cấp theo thời gian.

 

Câu 5: Cáp quang có thể truyền dữ liệu bao xa?

 

A5: Khoảng cách truyền dẫn của cáp quang phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, chẳng hạn như loại sợi quang, tốc độ dữ liệu và thiết bị mạng được sử dụng. Sợi quang đơn mode có thể truyền dữ liệu ở khoảng cách xa hơn, thường từ vài km đến hàng trăm km, trong khi sợi quang đa mode phù hợp với khoảng cách ngắn hơn, thường là trong vài trăm mét.

 

Q6: Cáp quang có thể được nối hoặc kết nối không?

 

A6: Có, cáp quang có thể được nối hoặc kết nối. Nối nhiệt hạch và nối cơ học là những kỹ thuật thường được sử dụng để nối hai hoặc nhiều sợi cáp quang lại với nhau. Nối cho phép mở rộng mạng, kết nối cáp hoặc sửa chữa các phần bị hỏng.

 

Q7: Cáp quang có thể được sử dụng cho cả truyền thoại và dữ liệu không?

 

A7: Có, cáp quang có thể truyền đồng thời cả tín hiệu thoại và dữ liệu. Chúng thường được sử dụng cho các kết nối internet tốc độ cao, truyền phát video, mạng viễn thông và các ứng dụng thoại qua IP (VoIP).

 

Q8: Ưu điểm của cáp quang so với cáp đồng là gì?

 

A8: Cáp quang cung cấp một số lợi thế so với cáp đồng truyền thống, bao gồm:

 

• Băng thông lớn hơn: Sợi quang có thể truyền nhiều dữ liệu hơn trên khoảng cách xa hơn so với cáp đồng.
• Miễn nhiễm với nhiễu điện từ: Cáp quang không bị ảnh hưởng bởi trường điện từ, đảm bảo truyền dữ liệu đáng tin cậy.
• Tăng cường bảo mật: Sợi quang rất khó thâm nhập, khiến chúng trở nên an toàn hơn để truyền thông tin nhạy cảm.
• Nhẹ hơn và mỏng hơn: Cáp quang nhẹ hơn và mỏng hơn nên dễ lắp đặt và xử lý hơn.

 

Q9: Có phải tất cả các loại cáp quang đều giống nhau không?

 

A9: Không, cáp quang có nhiều loại và cấu hình khác nhau để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng khác nhau. Hai loại chính là cáp đơn mode và cáp đa mode. Cáp đơn mode có lõi nhỏ hơn và có thể truyền dữ liệu ở khoảng cách xa hơn, trong khi cáp đa chế độ có lõi lớn hơn và hỗ trợ khoảng cách ngắn hơn. Ngoài ra, có các thiết kế cáp khác nhau để đáp ứng các nhu cầu cụ thể, chẳng hạn như cáp ống lỏng, đệm kín hoặc cáp ruy băng.

 

Q10: Cáp quang có an toàn để xử lý không?

 

A10: Cáp quang nói chung là an toàn để xử lý. Không giống như cáp đồng, cáp quang không mang dòng điện, loại bỏ nguy cơ bị điện giật. Tuy nhiên, cần thận trọng để tránh làm tổn thương mắt do các nguồn sáng laze được sử dụng để kiểm tra hoặc bảo trì. Nên mặc thiết bị bảo hộ cá nhân (PPE) thích hợp và tuân theo các hướng dẫn an toàn khi làm việc với cáp quang.

 

Q11: Cơ sở hạ tầng mạng cũ có thể được nâng cấp lên cáp quang không?

 

A11: Có, cơ sở hạ tầng mạng hiện tại có thể được nâng cấp lên cáp quang. Điều này có thể liên quan đến việc thay thế hoặc trang bị thêm các hệ thống dựa trên đồng bằng thiết bị cáp quang. Việc chuyển đổi sang cáp quang mang lại hiệu suất nâng cao và khả năng kiểm chứng trong tương lai, đảm bảo khả năng đáp ứng nhu cầu băng thông ngày càng tăng của các hệ thống truyền thông hiện đại.

 

Q12: Cáp quang có miễn dịch với các yếu tố môi trường không?

 

A12: Cáp quang được thiết kế để chống lại các yếu tố môi trường khác nhau. Chúng có thể chịu được sự dao động của nhiệt độ, độ ẩm và thậm chí là tiếp xúc với hóa chất. Tuy nhiên, các điều kiện môi trường khắc nghiệt như uốn cong hoặc nghiền nát quá mức có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của cáp.

Thuật ngữ mạng cáp quang

• Sự suy nhược - Sự suy giảm cường độ tín hiệu dọc theo chiều dài của sợi quang. Được đo bằng decibel trên kilômét (dB/km). 
• Băng thông - Lượng dữ liệu tối đa có thể truyền qua mạng trong một khoảng thời gian cố định. Băng thông được đo bằng megabit hoặc gigabit trên giây.
• Tấm ốp - Lớp ngoài bao quanh lõi của sợi quang. Có chiết suất thấp hơn lõi, gây ra hiện tượng phản xạ ánh sáng toàn phần bên trong lõi.
• của DINTEK - Một thiết bị đầu cuối cơ học được sử dụng để nối cáp quang với bảng vá lỗi, thiết bị hoặc các loại cáp khác. Ví dụ như các đầu nối LC, SC, ST và FC. 
• Trung tâm - Tâm của sợi quang mà qua đó ánh sáng truyền qua hiện tượng phản xạ toàn phần bên trong. Làm bằng thủy tinh hoặc nhựa và có chiết suất cao hơn lớp ốp.
• dB (dB) - Một đơn vị đo đại diện cho tỷ lệ logarit của hai mức tín hiệu. Được sử dụng để thể hiện tổn thất điện năng (suy giảm) trong các liên kết sợi quang. 
• Ethernet - Một công nghệ kết nối mạng dành cho mạng cục bộ (LAN) sử dụng cáp quang và chạy trên cáp xoắn đôi hoặc cáp đồng trục. Các tiêu chuẩn bao gồm 100BASE-FX, 1000BASE-SX và 10GBASE-SR. 
• người nhảy - Cáp vá ngắn được sử dụng để kết nối các thành phần sợi quang hoặc tạo kết nối chéo trong hệ thống cáp. Còn được gọi là dây vá. 
• Mất - Sự suy giảm công suất tín hiệu quang trong quá trình truyền qua liên kết sợi quang. Được đo bằng decibel (dB) với hầu hết các tiêu chuẩn mạng cáp quang chỉ định giá trị tổn thất tối đa có thể chấp nhận được.
• Băng thông phương thức - Tần số cao nhất mà tại đó nhiều chế độ ánh sáng có thể truyền một cách hiệu quả trong sợi quang đa chế độ. Được đo bằng megahertz (MHz) trên mỗi km. 
• Khẩu độ số - Là thước đo góc tiếp nhận ánh sáng của sợi quang. Các sợi có NA cao hơn có thể chấp nhận ánh sáng đi vào ở các góc rộng hơn, nhưng thường có độ suy giảm cao hơn. 
• Chỉ số khúc xạ - Thước đo tốc độ ánh sáng truyền qua vật liệu. Chiết suất càng cao thì ánh sáng di chuyển qua vật liệu càng chậm. Sự khác biệt về chỉ số khúc xạ giữa lõi và lớp phủ cho phép phản xạ toàn phần bên trong.
• Sợi đơn mode - Sợi quang có đường kính lõi nhỏ chỉ cho phép một chế độ ánh sáng truyền qua. Được sử dụng để truyền đường dài băng thông cao do tổn thất thấp. Kích thước lõi điển hình là 8-10 micron. 
• Splice - Mối nối cố định giữa hai sợi quang riêng lẻ hoặc hai sợi cáp quang. Yêu cầu máy ghép nối chính xác các lõi thủy tinh để có đường truyền liên tục với tổn thất tối thiểu.

 

Đọc thêm: Thuật ngữ Cáp quang 101: Danh sách đầy đủ & Giải thích

Cáp quang là gì? 

Cáp quang là những sợi thủy tinh siêu tinh khiết dài, mỏng truyền thông tin kỹ thuật số trên một khoảng cách dài. Chúng được làm bằng thủy tinh silica và chứa các sợi mang ánh sáng được sắp xếp thành bó hoặc bó. Các sợi này truyền tín hiệu ánh sáng qua thủy tinh từ nguồn đến đích. Ánh sáng trong lõi của sợi quang truyền qua sợi quang bằng cách liên tục phản xạ khỏi ranh giới giữa lõi và lớp bọc.

 

Có hai loại cáp quang chính: chế độ đơn và đa chế độ. Sợi đơn mode có lõi hẹp cho phép truyền một chế độ ánh sáng duy nhất, trong khi sợi đa mode có lõi rộng hơn cho phép truyền đồng thời nhiều chế độ ánh sáng. Sợi đơn mode thường được sử dụng cho truyền dẫn đường dài, trong khi sợi đa mode tốt nhất cho khoảng cách ngắn hơn. Lõi của cả hai loại sợi đều được làm bằng thủy tinh silica siêu tinh khiết, nhưng sợi đơn mode yêu cầu dung sai chặt chẽ hơn để sản xuất.

 

Đây là một phân loại:

 

Các loại cáp quang Singlemode

 

• OS1/OS2: Được thiết kế cho các mạng băng thông cao trên một khoảng cách dài. Kích thước lõi điển hình là 8.3 micron. Được sử dụng cho nhà cung cấp dịch vụ/viễn thông, liên kết đường trục doanh nghiệp và kết nối trung tâm dữ liệu.
• Ống lỏng chứa đầy gel: Nhiều sợi 250um chứa trong các ống rời được đánh mã màu ở áo khoác bên ngoài. Được sử dụng để lắp đặt nhà máy bên ngoài.
• Bộ đệm chặt chẽ: Sợi 250um với lớp bảo vệ bên dưới áo khoác. Cũng được sử dụng cho nhà máy bên ngoài trong đường dây trên không, ống dẫn và ống dẫn.

 

Các loại cáp quang Multimode: 

 

• OM1/OM2: Đối với khoảng cách ngắn, băng thông thấp hơn. Kích thước lõi 62.5 micron. Chủ yếu cho các mạng cũ.
• OM3: Đối với Ethernet 10Gb lên đến 300m. Kích thước lõi 50 micron. Được sử dụng trong các trung tâm dữ liệu và xây dựng xương sống.  
• OM4: Băng thông cao hơn OM3 cho Ethernet 100G và Ethernet 400G lên đến 150m. Ngoài ra lõi 50 micron. 
• OM5: Tiêu chuẩn mới nhất cho băng thông cao nhất (lên đến 100G Ethernet) trong khoảng cách ngắn nhất (ít nhất 100m). Đối với các ứng dụng mới nổi như 50G PON trong mạng không dây 5G và thành phố thông minh. 
• Cáp phân phối: Chứa 6 hoặc 12 sợi quang 250um để kết nối giữa các phòng/tầng viễn thông trong tòa nhà.  

 

Cáp tổng hợp chứa cả sợi quang đơn mode và đa mode cũng thường được sử dụng cho các liên kết đường trục cơ sở hạ tầng nơi cả hai phương thức phải được hỗ trợ.      

 

Đọc thêm: Đối mặt: Cáp quang đa chế độ so với cáp quang đơn chế độ

 

Cáp quang thường chứa nhiều sợi riêng lẻ được bó lại với nhau để tạo độ bền và bảo vệ. Bên trong cáp, mỗi sợi quang được phủ một lớp nhựa bảo vệ riêng và được bảo vệ thêm khỏi tác hại bên ngoài và ánh sáng với lớp chắn và lớp cách nhiệt bổ sung giữa các sợi quang và bên ngoài toàn bộ cáp. Một số dây cáp cũng bao gồm các thành phần chặn nước hoặc chống nước để tránh hư hỏng do nước. Việc lắp đặt đúng cách cũng yêu cầu cẩn thận nối và kết thúc các sợi quang để giảm thiểu tổn thất tín hiệu trong thời gian dài.

 

So với cáp đồng kim loại tiêu chuẩn, cáp quang mang lại một số lợi thế cho việc truyền thông tin. Chúng có băng thông cao hơn nhiều, cho phép chúng mang nhiều dữ liệu hơn. Chúng có trọng lượng nhẹ hơn, bền hơn và có thể truyền tín hiệu trong khoảng cách xa hơn. Chúng miễn nhiễm với nhiễu điện từ và không dẫn điện. Điều này cũng làm cho chúng an toàn hơn nhiều vì chúng không phát ra bất kỳ tia lửa nào và không thể bị khai thác hoặc theo dõi dễ dàng như cáp đồng. Nhìn chung, cáp quang đã cho phép tăng đáng kể tốc độ và độ tin cậy của kết nối internet.

Các loại cáp quang tiêu biểu

Cáp quang được sử dụng rộng rãi để truyền dữ liệu và tín hiệu viễn thông với tốc độ cao trong khoảng cách xa. Có một số loại cáp quang, mỗi loại được thiết kế cho các ứng dụng cụ thể. Trong phần này, chúng ta sẽ đề cập đến XNUMX loại phổ biến: cáp quang trên không, cáp quang ngầm và cáp quang dưới biển.

1. Cáp quang trên không

Cáp quang trên không được thiết kế để lắp đặt trên mặt đất, điển hình là trên các cột hoặc tháp tiện ích. Chúng được bảo vệ bởi lớp vỏ chắc chắn bên ngoài giúp che chắn các sợi mỏng manh khỏi các yếu tố môi trường như điều kiện thời tiết, bức xạ tia cực tím và sự can thiệp của động vật hoang dã. Cáp trên không thường được sử dụng ở các vùng nông thôn hoặc để liên lạc đường dài giữa các thành phố. Chúng tiết kiệm chi phí và tương đối dễ cài đặt, khiến chúng trở thành lựa chọn phổ biến cho các công ty viễn thông ở một số khu vực nhất định.

 

Đọc thêm: Hướng dẫn toàn diện về cáp quang trên mặt đất

2. Cáp quang ngầm

Đúng như tên gọi, cáp quang ngầm được chôn vùi dưới lòng đất để cung cấp một phương tiện truyền dẫn an toàn và được bảo vệ. Các loại cáp này được thiết kế để chịu được tác động của các điều kiện môi trường khắc nghiệt, chẳng hạn như độ ẩm, biến động nhiệt độ và căng thẳng vật lý. Cáp ngầm thường được sử dụng ở các khu vực đô thị, nơi không gian hạn chế và việc bảo vệ chống lại hư hỏng do tai nạn hoặc phá hoại là điều cần thiết. Chúng thường được lắp đặt thông qua các ống dẫn ngầm hoặc chôn trực tiếp trong các rãnh.

3. Cáp quang biển

Cáp quang biển được thiết kế đặc biệt để đặt xuyên đáy đại dương để kết nối các lục địa và cho phép giao tiếp toàn cầu. Những dây cáp này được thiết kế để chịu được áp suất lớn và điều kiện khắc nghiệt của môi trường dưới nước. Chúng thường được bảo vệ bởi nhiều lớp áo giáp bằng thép hoặc polyetylen, cùng với lớp phủ chống thấm nước. Cáp quang biển được sử dụng để truyền dữ liệu quốc tế và đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ kết nối internet toàn cầu. Chúng có thể kéo dài hàng nghìn km và rất cần thiết cho liên lạc xuyên lục địa, hỗ trợ truyền dữ liệu dung lượng cao và kết nối toàn cầu.

4. Cáp quang chôn trực tiếp

Cáp quang chôn trực tiếp được thiết kế để chôn trực tiếp xuống đất mà không cần sử dụng ống luồn dây điện hay vỏ bảo vệ. Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng có điều kiện mặt đất phù hợp và nguy cơ hư hỏng hoặc nhiễu thấp. Những dây cáp này được xây dựng với các lớp bảo vệ bổ sung, chẳng hạn như áo khoác và áo giáp hạng nặng, để chống lại các nguy cơ tiềm ẩn như độ ẩm, loài gặm nhấm và ứng suất cơ học.

5. Cáp quang Ribbon

Cáp quang ruy băng bao gồm nhiều sợi quang được tổ chức trong các cấu trúc giống như ruy băng phẳng. Các sợi thường được xếp chồng lên nhau, cho phép số lượng sợi cao trong một cáp. Cáp ruy băng thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu mật độ cao và nhỏ gọn, chẳng hạn như trung tâm dữ liệu hoặc tổng đài viễn thông. Chúng tạo điều kiện thuận lợi cho việc xử lý, ghép nối và kết thúc dễ dàng, làm cho chúng trở nên lý tưởng cho việc lắp đặt khi cần một số lượng lớn sợi quang.

6. Cáp quang lỏng lẻo

Cáp quang ống rời bao gồm một hoặc nhiều sợi quang được đặt trong các ống đệm bảo vệ. Các ống đệm này hoạt động như các đơn vị bảo vệ riêng lẻ cho các sợi, mang lại khả năng chống ẩm, ứng suất cơ học và các yếu tố môi trường. Cáp ống rời chủ yếu được sử dụng trong môi trường ngoài trời hoặc khắc nghiệt, chẳng hạn như mạng viễn thông đường dài hoặc khu vực dễ bị biến động nhiệt độ. Thiết kế ống rời cho phép dễ dàng xác định sợi, cách ly và nâng cấp trong tương lai.

7. Cáp quang bọc thép

Cáp quang bọc thép được gia cố bằng các lớp áo giáp bổ sung, chẳng hạn như băng hoặc dây bện bằng thép gấp nếp hoặc nhôm. Lớp bổ sung này cung cấp khả năng bảo vệ nâng cao chống lại hư hỏng vật lý trong môi trường đầy thách thức, nơi cáp có thể tiếp xúc với ngoại lực, bao gồm máy móc hạng nặng, động vật gặm nhấm hoặc điều kiện công nghiệp khắc nghiệt. Cáp bọc thép thường được sử dụng trong môi trường công nghiệp, hoạt động khai thác mỏ hoặc môi trường có nguy cơ hư hỏng do tai nạn đáng kể.

 

Các loại cáp quang bổ sung này cung cấp các tính năng và khả năng bảo vệ chuyên dụng để đáp ứng các yêu cầu lắp đặt và điều kiện môi trường khác nhau. Việc lựa chọn loại cáp tùy thuộc vào các yếu tố như kịch bản sử dụng, bảo vệ cần thiết, phương pháp lắp đặt và các mối nguy hiểm được lường trước. Cho dù đó là ứng dụng chôn cất trực tiếp, cài đặt mật độ cao, mạng ngoài trời hoặc môi trường đòi hỏi khắt khe, việc chọn cáp quang thích hợp đảm bảo truyền dữ liệu hiệu quả và đáng tin cậy.

8. Các loại cáp quang mới hơn

Công nghệ sợi quang tiếp tục phát triển, với các thiết kế và vật liệu sợi mới cho phép các ứng dụng bổ sung. Một số loại cáp quang mới nhất bao gồm:

 

• Uốn cong tối ưu hóa sợi - Các sợi quang có cấu hình lõi theo chỉ số phân loại giúp tránh mất ánh sáng hoặc hư hỏng giao diện lõi/lớp phủ khi uốn quanh các góc hẹp hoặc cuộn lại. Các sợi được tối ưu hóa uốn cong có thể chịu được bán kính uốn cong lên tới 7.5 mm đối với chế độ đơn và 5 mm đối với đa chế độ mà không bị suy hao đáng kể. Những sợi quang này cho phép triển khai sợi quang trong không gian không phù hợp với bán kính uốn cong lớn hơn và kết thúc trong kết nối mật độ cao. 
• Sợi quang nhựa (POF) - Sợi quang được làm từ lõi và lớp vỏ nhựa chứ không phải thủy tinh. POF linh hoạt hơn, dễ dàng kết thúc hơn và chi phí thấp hơn so với sợi quang thủy tinh. Tuy nhiên, POF có độ suy giảm cao hơn và băng thông thấp hơn, giới hạn ở các liên kết dưới 100 mét. POF rất hữu ích cho thiết bị điện tử tiêu dùng, mạng ô tô và điều khiển công nghiệp khi hiệu suất cao không quan trọng. 
• sợi đa lõi - Các thiết kế sợi quang mới chứa 6, 12 hoặc thậm chí 19 lõi đơn mode hoặc đa mode riêng biệt bên trong lớp vỏ và áo khoác chung. Sợi đa lõi có thể truyền nhiều tín hiệu rời rạc với một sợi quang đơn và điểm kết cuối hoặc điểm nối đơn cho hệ thống cáp mật độ cao hơn. Tuy nhiên, sợi đa lõi yêu cầu thiết bị kết nối phức tạp hơn như máy cắt đa lõi và đầu nối MPO. Độ suy giảm và băng thông tối đa cũng có thể khác so với sợi đơn và lõi kép truyền thống. Sợi đa lõi thấy ứng dụng trong mạng viễn thông và trung tâm dữ liệu. 
• Sợi lõi rỗng - Một loại sợi quang mới với một kênh rỗng ở lõi được bao quanh bởi lớp vỏ cấu trúc vi mô giúp hạn chế ánh sáng bên trong lõi rỗng. Sợi lõi rỗng có độ trễ thấp hơn và giảm các hiệu ứng phi tuyến làm biến dạng tín hiệu, nhưng khó sản xuất và vẫn đang trong quá trình phát triển công nghệ. Trong tương lai, các sợi lõi rỗng có thể kích hoạt các mạng nhanh hơn do tốc độ ánh sáng có thể truyền trong không khí tăng lên so với thủy tinh rắn. 

 

Mặc dù vẫn là sản phẩm đặc biệt, các loại sợi quang mới mở rộng các ứng dụng mà cáp quang là thiết thực và tiết kiệm chi phí, cho phép mạng chạy ở tốc độ cao hơn, trong không gian chật hẹp hơn và trong khoảng cách ngắn hơn. Khi các sợi quang mới trở nên phổ biến hơn, chúng cung cấp các tùy chọn để tối ưu hóa các phần khác nhau của cơ sở hạ tầng mạng dựa trên nhu cầu hiệu suất và yêu cầu cài đặt. Sử dụng cáp quang thế hệ tiếp theo giúp công nghệ mạng luôn đi đầu.     

Thông số kỹ thuật và lựa chọn cáp quang

Cáp quang có nhiều loại để phù hợp với các ứng dụng và yêu cầu kết nối mạng khác nhau. Các thông số kỹ thuật cốt lõi cần xem xét khi chọn cáp quang bao gồm:

 

• Kích thước lõi - Đường kính của lõi xác định lượng dữ liệu có thể được truyền đi. Sợi đơn mode có lõi nhỏ hơn (8-10 micron) chỉ cho phép một chế độ ánh sáng truyền đi, cho phép băng thông cao và khoảng cách xa. Sợi đa chế độ có lõi lớn hơn (50-62.5 micron) cho phép nhiều chế độ ánh sáng truyền đi, tốt nhất cho khoảng cách ngắn hơn và băng thông thấp hơn.  
• Tấm ốp - Lớp vỏ bao quanh lõi và có chiết suất thấp hơn, giữ lại ánh sáng trong lõi thông qua phản xạ toàn phần bên trong. Đường kính ốp thường là 125 micron bất kể kích thước lõi.
• Vật liệu đệm - Vật liệu đệm bảo vệ các sợi xơ khỏi bị hư hại và ẩm ướt. Các lựa chọn phổ biến bao gồm Teflon, PVC và polyetylen. Cáp ngoài trời yêu cầu vật liệu đệm chịu nước, thời tiết. 
• Áo khoác - Một lớp bọc bên ngoài giúp bảo vệ thêm về mặt vật lý và môi trường cho cáp. Áo khoác cáp được làm từ các vật liệu như PVC, HDPE và thép bọc thép. Áo khoác ngoài trời phải chịu được phạm vi nhiệt độ rộng, tiếp xúc với tia cực tím và mài mòn. 
• Trong nhà so với ngoài trời - Ngoài áo khoác và bộ đệm khác nhau, cáp quang trong nhà và ngoài trời có cấu tạo khác nhau. Cáp ngoài trời tách các sợi riêng lẻ thành ống lỏng lẻo hoặc ống đệm kín trong phần tử trung tâm, cho phép hơi ẩm thoát ra ngoài. Cáp ruy băng trong nhà tạo dải băng và xếp chồng sợi để có mật độ cao hơn. Cáp ngoài trời yêu cầu nối đất thích hợp và cân nhắc lắp đặt bổ sung để chống tia cực tím, thay đổi nhiệt độ và tải trọng gió.

 

Đến chọn cáp quang, xem xét ứng dụng, băng thông mong muốn và môi trường cài đặt. Cáp một chế độ là tốt nhất cho giao tiếp băng thông rộng, đường dài như xương sống của mạng. Cáp đa chế độ hoạt động tốt với khoảng cách ngắn và nhu cầu băng thông thấp hơn trong các tòa nhà. Cáp trong nhà không yêu cầu áo khoác cao cấp hoặc khả năng chống nước, trong khi cáp ngoài trời sử dụng vật liệu bền hơn để bảo vệ khỏi thời tiết và hư hỏng.  

 

Cáp:

 

Kiểu	Sợi	Đệm	Áo khoác	Xêp hạng	Các Ứng Dụng
OS2 chế độ đơn	9 / 125μm	ống lỏng lẻo	PVC	Trong nhà	Cơ sở xương sống
Đa chế độ OM3/OM4	50 / 125μm	bộ đệm chặt chẽ	OFNR	Ngoài trời	Trung tâm dữ liệu/khuôn viên
Armored	Đơn/đa chế độ	Ống lỏng/đệm chặt	PE/polyurethane/dây thép	chôn cất ngoài trời/trực tiếp	Môi trường khắc nghiệt
ADSS	Single-mode	Không bung	tự hỗ trợ	Aerial	FTTA/cực/tiện ích
OPGW	Single-mode	ống lỏng lẻo	Tự hỗ trợ / sợi thép	tĩnh trên không	Đường dây điện cao thế
Thả cáp	Đơn/đa chế độ	tiểu đơn vị 900μm/3mm	PVC/hội nghị toàn thể	Trong nhà / ngoài trời	Kết nối khách hàng cuối cùng

  

Kết nối: 

 

Kiểu	Sợi	Khớp nối	Tiếng Ba Lan	Chấm dứt hợp đồng	Các Ứng Dụng
LC	Đơn/đa chế độ	PC/APC	Tiếp xúc vật lý (PC) hoặc góc 8° (APC)	Sợi đơn hoặc song công	Đầu nối sợi đơn/kép phổ biến nhất, ứng dụng mật độ cao
MPO / MTP	Đa chế độ (12/24 sợi quang)	PC/APC	Tiếp xúc vật lý (PC) hoặc góc 8° (APC)	Mảng đa sợi	Kết nối 40/100G, trung kế, trung tâm dữ liệu
SC	Đơn/đa chế độ	PC/APC	Tiếp xúc vật lý (PC) hoặc góc 8° (APC)	Simplex hoặc duplex	Các ứng dụng kế thừa, một số mạng của nhà mạng
ST	Đơn/đa chế độ	PC/APC	Tiếp xúc vật lý (PC) hoặc góc 8° (APC)	Simplex hoặc duplex	Các ứng dụng kế thừa, một số mạng của nhà mạng
MU	Single-mode	PC/APC	Tiếp xúc vật lý (PC) hoặc góc 8° (APC)	Đơn giản	Môi trường khắc nghiệt, cáp quang đến ăng-ten
thùng / khay mối nối	N/A	NA	NA	Hợp nhất hoặc cơ khí	Chuyển tiếp, phục hồi hoặc truy cập giữa nhịp

 

Vui lòng tham khảo hướng dẫn này khi lựa chọn sản phẩm cáp quang để xác định loại thích hợp cho các ứng dụng và môi trường mạng của bạn. Để biết thêm chi tiết về bất kỳ sản phẩm nào, vui lòng liên hệ trực tiếp với nhà sản xuất hoặc cho tôi biết cách tôi có thể cung cấp thêm khuyến nghị hoặc hỗ trợ lựa chọn.

  

Cáp quang cung cấp một tập hợp các thuộc tính cân bằng để phù hợp với nhu cầu kết nối mạng trong bất kỳ môi trường nào khi loại phù hợp được chọn dựa trên các thông số kỹ thuật chính xung quanh ứng dụng, kích thước lõi, xếp hạng áo khoác và vị trí lắp đặt. Xem xét các đặc điểm này giúp đảm bảo hiệu quả, bảo vệ và giá trị tối đa.

Tiêu chuẩn ngành cáp quang

Ngành công nghiệp cáp quang tuân thủ các tiêu chuẩn khác nhau để đảm bảo tính tương thích, độ tin cậy và khả năng tương tác giữa các thành phần và hệ thống khác nhau. Phần này khám phá một số tiêu chuẩn công nghiệp chính chi phối cáp quang và tầm quan trọng của chúng trong việc đảm bảo các mạng truyền thông thông suốt.

 

• TIA/EIA-568: Tiêu chuẩn TIA/EIA-568 do Hiệp hội Công nghiệp Viễn thông (TIA) và Liên minh Công nghiệp Điện tử (EIA) phát triển, cung cấp hướng dẫn thiết kế và lắp đặt hệ thống cáp có cấu trúc, bao gồm cả cáp quang. Nó đề cập đến nhiều khía cạnh khác nhau, chẳng hạn như loại cáp, đầu nối, hiệu suất truyền dẫn và các yêu cầu thử nghiệm. Việc tuân thủ tiêu chuẩn này đảm bảo hiệu suất nhất quán và đáng tin cậy trên các cài đặt mạng khác nhau.
• ISO/IEC 11801: Tiêu chuẩn ISO/IEC 11801 đặt ra các yêu cầu đối với hệ thống cáp chung, bao gồm cả cáp quang, trong các cơ sở thương mại. Nó bao gồm các khía cạnh như hiệu suất truyền dẫn, loại cáp, đầu nối và thực hành cài đặt. Việc tuân thủ tiêu chuẩn này đảm bảo khả năng tương tác và tính nhất quán về hiệu suất trên các hệ thống cáp khác nhau.
• ANSI/TIA-598: Tiêu chuẩn ANSI/TIA-598 cung cấp các hướng dẫn về mã màu của cáp quang, chỉ định bảng phối màu cho các loại sợi khác nhau, lớp phủ đệm và màu khởi động đầu nối. Tiêu chuẩn này đảm bảo tính đồng nhất và tạo điều kiện dễ dàng xác định và kết hợp các loại cáp quang trong quá trình lắp đặt, bảo trì và khắc phục sự cố.
• ITU-T G.651: Tiêu chuẩn ITU-T G.651 xác định các đặc tính và tham số truyền dẫn cho sợi quang đa mode. Nó bao gồm các khía cạnh như kích thước lõi, cấu hình chỉ số khúc xạ và băng thông phương thức. Việc tuân thủ tiêu chuẩn này đảm bảo hiệu suất nhất quán và khả năng tương thích của cáp quang đa chế độ trên các hệ thống và ứng dụng khác nhau.
• ITU-T G.652: Tiêu chuẩn ITU-T G.652 chỉ định các đặc tính và thông số truyền cho sợi quang đơn mode. Nó bao gồm các khía cạnh như độ suy giảm, độ phân tán và bước sóng cắt. Việc tuân thủ tiêu chuẩn này đảm bảo hiệu suất nhất quán và đáng tin cậy của cáp quang đơn mode cho các ứng dụng liên lạc đường dài.

 

Tuân thủ các tiêu chuẩn ngành này là rất quan trọng trong việc duy trì khả năng tương thích, độ tin cậy và hiệu suất trong việc lắp đặt cáp quang. Tuân thủ đảm bảo rằng cáp, đầu nối và các thành phần mạng từ các nhà sản xuất khác nhau có thể hoạt động trơn tru cùng nhau, đơn giản hóa quy trình thiết kế, cài đặt và bảo trì mạng. Nó cũng tạo điều kiện thuận lợi cho khả năng tương tác và cung cấp một ngôn ngữ chung để giao tiếp giữa các chuyên gia trong ngành.

 

Mặc dù đây chỉ là một vài trong số các tiêu chuẩn công nghiệp cho cáp quang, nhưng tầm quan trọng của chúng không thể bị phóng đại. Bằng cách tuân theo các tiêu chuẩn này, các nhà thiết kế, lắp đặt và vận hành mạng có thể đảm bảo tính toàn vẹn và chất lượng của cơ sở hạ tầng cáp quang, thúc đẩy các mạng truyền thông hiệu quả và đáng tin cậy.

 

Đọc thêm: Làm sáng tỏ các tiêu chuẩn cáp quang: Hướng dẫn toàn diện

Thi công cáp quang và truyền dẫn ánh sáng

Cáp quang được làm từ hai lớp silica nung chảy đồng tâm, một loại thủy tinh siêu tinh khiết có độ trong suốt cao. Lõi bên trong có chỉ số khúc xạ cao hơn lớp vỏ bên ngoài, cho phép ánh sáng được dẫn dọc theo sợi thông qua phản xạ toàn phần bên trong.  

 

Việc lắp ráp cáp quang bao gồm các bộ phận sau:

 

Các thành phần và thiết kế của cáp quang xác định sự phù hợp của nó đối với các ứng dụng và môi trường lắp đặt khác nhau. Các khía cạnh chính của việc xây dựng cáp bao gồm:

 

• Kích thước lõi - Sợi thủy tinh bên trong mang tín hiệu quang học. Các kích thước phổ biến là 9/125μm, 50/125μm và 62.5/125μm. Sợi quang đơn mode 9/125μm có lõi hẹp cho khoảng cách chạy dài, băng thông cao. Sợi quang đa chế độ 50/125μm và 62.5/125μm có lõi rộng hơn cho các liên kết ngắn hơn khi không cần băng thông cao. 
• ống đệm - Lớp phủ nhựa bao quanh sợi quang để bảo vệ. Các sợi có thể được nhóm vào các ống đệm riêng biệt để tổ chức và cách ly. Các ống đệm cũng giữ độ ẩm khỏi xơ. Thiết kế ống lỏng và ống đệm kín được sử dụng. 
• thành viên sức mạnh - Sợi Aramid, thanh sợi thủy tinh hoặc dây thép được bao gồm trong lõi cáp để tạo độ bền kéo và ngăn ngừa ứng suất cho sợi trong quá trình lắp đặt hoặc thay đổi môi trường. Các bộ phận chịu lực làm giảm độ giãn dài và cho phép lực căng kéo cao hơn khi lắp đặt cáp.
• Chất độn - Đệm hoặc vật liệu nhồi bổ sung, thường được làm bằng sợi thủy tinh, được thêm vào lõi cáp để tạo đệm và làm cho cáp tròn. Chất độn chỉ chiếm không gian và không thêm sức mạnh hoặc bảo vệ. Chỉ bao gồm khi cần thiết để đạt được đường kính cáp tối ưu. 
• áo khoác ngoài - Lớp nhựa bao quanh lõi cáp, chất độn và các bộ phận chịu lực. Áo khoác bảo vệ chống lại độ ẩm, mài mòn, hóa chất và các tác hại môi trường khác. Các vật liệu áo khoác phổ biến là HDPE, MDPE, PVC và LSZH. Cáp được xếp hạng ngoài trời sử dụng áo khoác dày hơn, chống tia cực tím như polyetylen hoặc polyurethane. 
• áo giáp - Lớp bọc kim loại bổ sung, thường là thép hoặc nhôm, được thêm vào bên ngoài vỏ cáp để bảo vệ tối đa về mặt cơ học và động vật gặm nhấm. Cáp quang bọc thép được sử dụng khi lắp đặt trong điều kiện bất lợi dễ bị hư hại. Bộ giáp tăng thêm trọng lượng đáng kể và giảm tính linh hoạt nên chỉ được khuyến nghị khi cần thiết. 
• Ripcord - Dây nylon bên dưới áo khoác ngoài cho phép dễ dàng tháo áo khoác trong quá trình kết thúc và kết nối. Chỉ cần kéo dây ripcord là tách áo khoác mà không làm hỏng các sợi vải bên dưới. Ripcord không được bao gồm trong tất cả các loại cáp quang. 

 

Sự kết hợp cụ thể của các thành phần xây dựng này tạo ra một sợi cáp quang được tối ưu hóa cho các yêu cầu về hiệu suất và môi trường hoạt động dự kiến ​​của nó. Các nhà tích hợp có thể chọn từ nhiều loại cáp cho bất kỳ mạng cáp quang nào. 

 

Tìm hiểu: Thành phần cáp quang: Danh sách đầy đủ & Giải thích

 

Khi ánh sáng được truyền vào lõi sợi quang, nó phản xạ khỏi giao diện lớp phủ ở các góc lớn hơn góc tới hạn, liên tục truyền qua sợi quang. Sự phản xạ bên trong này dọc theo chiều dài của sợi quang cho phép sự thất thoát ánh sáng không đáng kể trên một khoảng cách dài.

 

Chênh lệch chỉ số khúc xạ giữa lõi và lớp phủ, được đo bằng khẩu độ số (NA), xác định lượng ánh sáng có thể đi vào sợi quang và bao nhiêu góc sẽ phản xạ bên trong. NA cao hơn cho phép góc phản xạ và tiếp nhận ánh sáng cao hơn, tốt nhất cho khoảng cách ngắn, trong khi NA thấp hơn có khả năng chấp nhận ánh sáng thấp hơn nhưng có thể truyền với độ suy giảm ít hơn trong khoảng cách xa hơn.

 

Các đặc tính xây dựng và truyền dẫn của cáp quang cho phép tốc độ, băng thông và phạm vi tiếp cận vô song của mạng cáp quang. Không có thành phần điện, sợi quang cung cấp một nền tảng truy cập mở lý tưởng cho truyền thông kỹ thuật số và hỗ trợ các công nghệ trong tương lai. Hiểu được cách ánh sáng có thể được tối ưu hóa để di chuyển hàng dặm bên trong sợi thủy tinh mỏng như sợi tóc người là chìa khóa để mở ra tiềm năng của hệ thống sợi quang.

Lịch sử của cáp quang

Sự phát triển của cáp quang bắt đầu vào những năm 1960 với việc phát minh ra tia laser. Các nhà khoa học nhận ra rằng ánh sáng laze có thể truyền đi một khoảng cách xa thông qua các sợi thủy tinh mỏng. Năm 1966, Charles Kao và George Hockham đưa ra giả thuyết rằng sợi thủy tinh có thể được sử dụng để truyền ánh sáng trên một khoảng cách dài với mức suy hao thấp. Công trình của họ đã đặt nền móng cho công nghệ cáp quang hiện đại.

 

Năm 1970, các nhà nghiên cứu Robert Maurer, Donald Keck và Peter Schultz của Corning Glass đã phát minh ra sợi quang đầu tiên có mức suy hao đủ thấp cho các ứng dụng truyền thông. Việc tạo ra sợi này đã cho phép nghiên cứu sử dụng sợi quang cho viễn thông. Trong thập kỷ tiếp theo, các công ty bắt đầu phát triển hệ thống viễn thông sợi quang thương mại. 

 

Năm 1977, General Telephone and Electronics gửi lưu lượng điện thoại trực tiếp đầu tiên qua cáp quang ở Long Beach, California. Thử nghiệm này đã chứng minh khả năng tồn tại của viễn thông sợi quang. Trong suốt những năm 1980, các công ty đang nỗ lực triển khai các mạng cáp quang đường dài kết nối các thành phố lớn ở Mỹ và Châu Âu. Vào cuối những năm 1980 và đầu những năm 1990, các công ty điện thoại công cộng bắt đầu thay thế các đường dây điện thoại đồng truyền thống bằng cáp quang.

 

Các nhà đổi mới và tiên phong chính trong công nghệ cáp quang bao gồm Narinder Singh Kapany, Jun-ichi Nishizawa và Robert Maurer. Kapany được mệnh danh là "Cha đẻ của sợi quang" vì công việc của ông trong những năm 1950 và 1960 là phát triển và triển khai công nghệ sợi quang. Nishizawa đã phát minh ra hệ thống liên lạc quang học đầu tiên vào năm 1953. Maurer đã lãnh đạo nhóm Corning Glass đã phát minh ra sợi quang suy hao thấp đầu tiên cho phép truyền thông cáp quang hiện đại.  

 

Sự phát triển của cáp quang đã cách mạng hóa truyền thông toàn cầu và đã cho phép mạng internet tốc độ cao và mạng thông tin toàn cầu mà chúng ta có ngày nay. Công nghệ cáp quang đã kết nối thế giới bằng cách cho phép truyền một lượng lớn dữ liệu trên toàn cầu trong vài giây.

 

Tóm lại, qua nhiều năm làm việc của các nhà khoa học và nhà nghiên cứu, cáp quang đã được phát triển và tối ưu hóa để truyền tín hiệu ánh sáng trên một khoảng cách dài. Phát minh và thương mại hóa của họ đã thay đổi thế giới bằng cách cho phép các phương pháp mới về giao tiếp toàn cầu và tiếp cận thông tin.

Các khối xây dựng của kết nối cáp quang  

Về cốt lõi, một mạng cáp quang được tạo thành từ một vài phần cơ bản kết nối với nhau để tạo ra cơ sở hạ tầng để truyền và nhận dữ liệu qua tín hiệu ánh sáng. Các thành phần cơ bản bao gồm:   

 

• Các loại cáp quang như Cáp bọc thép nhẹ Unitube (GYXS/GYXTW) hoặc Cáp siêu nhỏ phi kim loại Unitube (JET) chứa các sợi thủy tinh hoặc vật liệu sợi nhựa mỏng và cung cấp đường truyền tín hiệu. Các loại cáp bao gồm cáp đơn mode, đa mode, cáp quang lai và cáp phân phối. Các yếu tố lựa chọn là chế độ/số lượng sợi quang, cấu trúc, phương pháp cài đặt và giao diện mạng. Sợi quang học là những sợi thủy tinh hoặc nhựa dẻo, mỏng, hoạt động như một phương tiện để truyền tín hiệu ánh sáng trên một khoảng cách dài. Chúng được thiết kế để giảm thiểu mất tín hiệu và duy trì tính toàn vẹn của dữ liệu được truyền.
• Nguồn sáng: Một nguồn sáng, điển hình là tia laser hoặc đèn LED (Đi-ốt phát sáng), được sử dụng để tạo tín hiệu ánh sáng truyền qua sợi quang. Nguồn sáng cần có khả năng tạo ra ánh sáng phát ra ổn định và nhất quán để đảm bảo truyền dữ liệu đáng tin cậy.
• Các thành phần kết nối: các thành phần này kết nối cáp với thiết bị, cho phép vá lỗi. Các đầu nối như LC, SC và MPO ghép nối các sợi quang với các cổng và cáp của thiết bị. Các bộ điều hợp như bộ điều hợp sợi quang/mặt bích khớp nối/đầu nối quang nhanh kết nối các đầu nối trong bảng vá lỗi. Dây vá được kết thúc trước với các đầu nối tạo liên kết tạm thời. Kết nối truyền tín hiệu ánh sáng giữa các sợi cáp, thiết bị và dây vá dọc theo liên kết. Khớp các loại đầu nối với nhu cầu lắp đặt và cổng thiết bị.  
• Đầu nối: Đầu nối được sử dụng để nối các sợi quang riêng lẻ lại với nhau hoặc để kết nối các sợi quang với các thành phần mạng khác, chẳng hạn như bộ chuyển mạch hoặc bộ định tuyến. Các đầu nối này đảm bảo kết nối an toàn và chính xác để duy trì tính toàn vẹn của dữ liệu được truyền.
• Phần cứng kết nối: Điều này bao gồm các thiết bị như bảng vá lỗi, hộp nối và hộp kết thúc. Các thành phần phần cứng này cung cấp một cách thuận tiện và có tổ chức để quản lý và bảo vệ các sợi quang cũng như các kết nối của chúng. Họ cũng hỗ trợ khắc phục sự cố và bảo trì mạng.
• Các vỏ bọc như tủ sợi quang độc lập, vỏ bọc sợi quang gắn giá đỡ hoặc vỏ bọc sợi quang tường cung cấp khả năng bảo vệ cho các kết nối sợi quang và sợi chùng/vòng với các tùy chọn cho mật độ cao. Khay chùng và thanh dẫn sợi lưu trữ chiều dài cáp vượt quá. Vỏ bọc bảo vệ khỏi các mối nguy hại từ môi trường và tổ chức khối lượng sợi cao. 
• Bộ thu phát: Bộ thu phát, còn được gọi là mô-đun quang, đóng vai trò là giao diện giữa mạng cáp quang và các thiết bị mạng khác, chẳng hạn như máy tính, bộ chuyển mạch hoặc bộ định tuyến. Chúng chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang để truyền và ngược lại, cho phép tích hợp liền mạch giữa mạng cáp quang và mạng dựa trên đồng truyền thống.
• Bộ lặp/Bộ khuếch đại: Tín hiệu sợi quang có thể suy giảm trong khoảng cách xa do suy hao (mất cường độ tín hiệu). Bộ lặp hoặc bộ khuếch đại được sử dụng để tái tạo và tăng tín hiệu quang theo định kỳ nhằm đảm bảo chất lượng và độ tin cậy của chúng.
• Bộ chuyển mạch và bộ định tuyến: Các thiết bị mạng này chịu trách nhiệm định hướng luồng dữ liệu trong mạng cáp quang. Công tắc tạo điều kiện giao tiếp trong mạng cục bộ, trong khi bộ định tuyến cho phép trao đổi dữ liệu giữa các mạng khác nhau. Chúng giúp quản lý lưu lượng và đảm bảo truyền dữ liệu hiệu quả.
• Cơ chế bảo vệ: Mạng cáp quang có thể kết hợp nhiều cơ chế bảo vệ khác nhau như đường dẫn dự phòng, nguồn điện dự phòng và lưu trữ dữ liệu dự phòng để đảm bảo tính sẵn sàng cao và độ tin cậy của dữ liệu. Các cơ chế này giúp giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động của mạng và bảo vệ chống mất dữ liệu trong trường hợp xảy ra lỗi hoặc gián đoạn.
• Thiết bị kiểm tra như OTDR và ​​đồng hồ đo công suất quang đo hiệu suất để đảm bảo truyền tín hiệu phù hợp. OTDR xác minh việc lắp đặt cáp và xác định các vấn đề. Đồng hồ đo điện kiểm tra tổn thất tại các kết nối. Các sản phẩm quản lý cơ sở hạ tầng hỗ trợ lập tài liệu, ghi nhãn, lập kế hoạch và xử lý sự cố.   

 

Các thành phần này hoạt động cùng nhau để tạo ra một cơ sở hạ tầng mạng cáp quang tốc độ cao và mạnh mẽ, cho phép truyền dữ liệu nhanh và đáng tin cậy trên một khoảng cách xa.

 

Kết hợp các thành phần với nhau bằng các kỹ thuật cài đặt, chấm dứt, nối và vá thích hợp cho phép truyền tín hiệu quang cho dữ liệu, thoại và video qua các khuôn viên, tòa nhà và thiết bị mạng. Việc hiểu các yêu cầu về tốc độ dữ liệu, ngân sách tổn thất, tốc độ tăng trưởng và môi trường sẽ quyết định sự kết hợp cần thiết của cáp, khả năng kết nối, thử nghiệm và vỏ bọc cho bất kỳ ứng dụng mạng nào. 

Tùy chọn cáp quang  

Cáp quang cung cấp phương tiện truyền dẫn vật lý để định tuyến tín hiệu quang trong khoảng cách ngắn đến dài. Có một số loại có sẵn để kết nối thiết bị mạng, thiết bị khách và cơ sở hạ tầng viễn thông. Các yếu tố như môi trường lắp đặt, chế độ và số lượng cáp quang, loại đầu nối và tốc độ dữ liệu sẽ xác định cấu trúc cáp quang nào phù hợp với từng ứng dụng.  

 

Cáp đồng như Cáp đồng dữ liệu CAT5E hoặc Cáp đồng dữ liệu CAT6 chứa các sợi quang đi kèm với các cặp đồng, hữu ích khi cần có cả kết nối sợi quang và đồng trong một lần chạy cáp. Các tùy chọn bao gồm cáp đơn công/dây kéo, cáp song công, cáp phân phối và cáp ngắt.

 

Cáp bọc thép kết hợp nhiều vật liệu gia cố khác nhau để bảo vệ khỏi hư hỏng hoặc môi trường khắc nghiệt. Các loại bao gồm Stranded Loose Tube Phi kim loại Strength Member Cáp bọc thép (GYFTA53) hoặc Cáp bọc thép dạng ống lỏng bện (GYTS/GYTA) với các ống chứa đầy gel và cốt thép để sử dụng trong khuôn viên trường. Áo giáp lồng vào nhau hoặc băng thép lượn sóng cung cấp khả năng chống sét/loài gặm nhấm cực cao.  

 

Cáp thả được sử dụng cho kết nối cuối cùng từ phân phối đến các địa điểm. Các tùy chọn như Cáp thả kiểu cánh cung tự đỡ (GJYXFCH) hoặc Cáp thả kiểu cánh cung (GJXFH) không yêu cầu hỗ trợ sợi. Cáp thả kiểu cung Strenath (GJXFA) đã củng cố thêm sức mạnh cho các thành viên. Cáp thả kiểu cánh cung cho ống dẫn (GJYXFHS) để lắp đặt ống dẫn. Tùy chọn trên không bao gồm Hình 8 Cáp (GYTC8A) hoặc Tất cả cáp trên không tự hỗ trợ điện môi (ADSS).

 

Các tùy chọn khác để sử dụng trong nhà bao gồm Cáp bọc thép nhẹ Unitube (GYXS/GYXTW), Cáp siêu nhỏ phi kim Unitube (Máy bay phản lực) hoặc Stranded Loose Tube Thành phần sức mạnh phi kim loại Cáp không bọc thép (GYFTY). Cáp quang lai chứa sợi và đồng trong một áo khoác. 

 

Việc chọn cáp quang như cáp thả kiểu hình cánh cung tự hỗ trợ (GJYXFCH) bắt đầu bằng việc xác định phương pháp lắp đặt, môi trường, loại sợi và số lượng cần thiết. Các thông số kỹ thuật về kết cấu cáp, định mức chống cháy/nghiền, loại đầu nối và độ căng kéo phải phù hợp với mục đích sử dụng và lộ trình. 

 

Việc triển khai, chấm dứt, nối, lắp đặt và kiểm tra cáp quang đúng cách bởi các kỹ thuật viên được chứng nhận cho phép truyền băng thông cao qua mạng FTTx, tàu điện ngầm và mạng đường dài. Những cải tiến mới cải thiện khả năng kết nối sợi quang, tăng mật độ sợi quang trong các loại cáp composite nhỏ hơn, không nhạy cảm với uốn cong cho tương lai.

  

Cáp lai chứa cả cặp đồng và sợi quang trong một lớp vỏ bọc dành cho các ứng dụng yêu cầu kết nối thoại, dữ liệu và tốc độ cao. Số lượng đồng/sợi thay đổi tùy theo nhu cầu. Được sử dụng để cài đặt thả trong MDU, bệnh viện, trường học chỉ có thể chạy một dây cáp.

 

Các tùy chọn khác như cáp treo hình số 8 và cáp tròn hoàn toàn bằng điện môi hoặc có các thành phần cường độ bằng sợi thủy tinh/polyme để lắp đặt trên không mà không cần gia cố bằng thép. Thiết kế ống rời, lõi trung tâm và cáp sợi quang cũng có thể được sử dụng.

 

Việc chọn cáp quang bắt đầu bằng việc xác định môi trường lắp đặt và mức độ bảo vệ cần thiết, sau đó là số lượng và loại sợi quang cần thiết để hỗ trợ cả nhu cầu băng thông hiện tại và tương lai. Các loại đầu nối, kết cấu cáp, định mức chống cháy, định mức nghiền nát/va đập và thông số kỹ thuật lực căng kéo phải phù hợp với lộ trình và mục đích sử dụng dự kiến. Lựa chọn nhà sản xuất cáp uy tín, tuân thủ tiêu chuẩn và xác minh tất cả các đặc tính hiệu suất được đánh giá phù hợp với môi trường lắp đặt sẽ đảm bảo cơ sở hạ tầng cáp quang chất lượng với khả năng truyền tín hiệu tối ưu. 

 

Cáp quang cung cấp nền tảng để xây dựng mạng cáp quang tốc độ cao nhưng yêu cầu các kỹ thuật viên lành nghề và được chứng nhận để kết thúc, nối, lắp đặt và thử nghiệm đúng cách. Khi được triển khai với các thành phần kết nối chất lượng vào cơ sở hạ tầng được thiết kế tốt, cáp quang cho phép truyền băng thông cao qua các mạng tàu điện ngầm, đường dài và FTTx, cách mạng hóa truyền thông cho các ứng dụng dữ liệu, thoại và video trên toàn cầu. Những cải tiến mới xung quanh cáp nhỏ hơn, mật độ sợi cao hơn, thiết kế composite và sợi không nhạy uốn tiếp tục cải thiện khả năng kết nối sợi quang trong tương lai.

 

Bạn cũng có thể quan tâm:

 

• Nhập khẩu cáp quang từ Trung Quốc: Cách thực hiện & Mẹo hay nhất
• 4 nhà sản xuất cáp quang tốt nhất ở Thổ Nhĩ Kỳ để theo dõi
• Top 5 Nhà Cung Cấp Cáp Quang Tại Philippines
• 5 nhà sản xuất cáp quang hàng đầu tại Malaysia

Kết nối sợi quang

Các thành phần kết nối cung cấp phương tiện để giao tiếp cáp quang với thiết bị mạng và tạo các kết nối vá thông qua bảng điều khiển và băng cassette. Các tùy chọn cho đầu nối, bộ điều hợp, dây vá, vách ngăn và bảng vá cho phép liên kết giữa các thiết bị và cho phép cấu hình lại cơ sở hạ tầng cáp quang khi cần. Việc chọn kết nối yêu cầu các loại đầu nối phù hợp với các loại sợi cáp và cổng thiết bị, các thông số kỹ thuật về suy hao và độ bền với các yêu cầu về mạng và nhu cầu lắp đặt.

 

Đầu nối: Đầu nối kết thúc các sợi quang để ghép cáp với cổng thiết bị hoặc các loại cáp khác. Các loại phổ biến là:

 

• LC (Đầu nối Lucent): Ống sắt zirconia 1.25mm. Đối với bảng vá lỗi, bộ chuyển đổi phương tiện, bộ thu phát. Tổn thất thấp và độ chính xác cao. Kết hợp với đầu nối LC. 
• SC (Người kết nối thuê bao): Đầu nối 2.5mm. Mạnh mẽ, cho các liên kết dài hơn. Kết hợp với đầu nối SC. Đối với các mạng khuôn viên, viễn thông, công nghiệp.
• ST (Mẹo thẳng): Đầu nối 2.5mm. Các clip đơn giản hoặc song công có sẵn. Telco tiêu chuẩn nhưng một số mất mát. Giao phối với đầu nối ST. 
• MPO (Đẩy nhiều sợi quang): Đầu nối nam sợi ruy băng cho quang học song song. Tùy chọn 12 sợi hoặc 24 sợi. Đối với mật độ cao, trung tâm dữ liệu, Ethernet 40G/100G. Giao phối với đầu nối nữ MPO. 
• MTP - Biến thể MPO bởi US Conec. Tương thích với MPO.
• SMA (Tiểu thu nhỏ A): Đầu nối 2.5mm. Đối với thiết bị kiểm tra, thiết bị đo đạc, thiết bị y tế. Không được sử dụng phổ biến cho các mạng dữ liệu.

 

Đọc thêm: Hướng dẫn toàn diện về đầu nối sợi quang

 

Vách ngăn gắn thiết bị, bảng điều khiển và ổ cắm trên tường để kết nối giao diện an toàn. Các tùy chọn bao gồm cấu hình đơn công, song công, mảng hoặc tùy chỉnh với các cổng đầu nối cái để ghép nối với dây vá hoặc cáp nhảy cùng loại đầu nối.

 

Bộ điều hợp nối hai đầu nối cùng loại. Các cấu hình là đơn công, song công, MPO và tùy chỉnh cho mật độ cao. Gắn vào bảng vá lỗi sợi quang, khung phân phối hoặc vỏ ổ cắm trên tường để tạo điều kiện kết nối chéo và cấu hình lại. 

 

Dây vá được kết thúc trước với các đầu nối tạo ra các liên kết tạm thời giữa các thiết bị hoặc trong các bảng vá. Có sẵn ở dạng cáp đơn mode, đa mode hoặc composite cho nhiều phạm vi khác nhau. Chiều dài tiêu chuẩn từ 0.5 đến 5 mét với chiều dài tùy chỉnh theo yêu cầu. Chọn loại sợi, cấu trúc và loại đầu nối để phù hợp với nhu cầu lắp đặt. 

 

Patch Panels cung cấp khả năng kết nối cho các sợi quang ở một vị trí tập trung, cho phép kết nối chéo và di chuyển/thêm/thay đổi. Các tùy chọn bao gồm:

 

• Bảng vá tiêu chuẩn: 1U đến 4U, chứa từ 12 đến 96 sợi trở lên. Tùy chọn bộ điều hợp LC, SC, MPO. Đối với trung tâm dữ liệu, xây dựng kết nối. 
• Bảng vá góc: Tương tự như tiêu chuẩn nhưng ở góc 45° cho tầm nhìn/khả năng tiếp cận. 
• băng MPO/MTP: Trượt vào bảng vá lỗi 1U đến 4U. Mỗi bộ chứa các đầu nối MPO 12 sợi quang để chia thành các sợi riêng lẻ với bộ điều hợp LC/SC hoặc để kết nối nhiều dây nịt MPO/MTP với nhau. Mật độ cao, cho Ethernet 40G/100G. 
• Giá đỡ và khung phân phối sợi quang: Diện tích lớn hơn, số lượng cổng cao hơn so với bảng vá lỗi. Đối với các kết nối chéo chính, văn phòng trung tâm viễn thông/ISP.

 

Tấm vá nhà bằng sợi quang, quản lý chùng và khay nối. Các tùy chọn rackmount, wallmount và độc lập với số lượng cổng/dấu chân khác nhau. Các phiên bản được kiểm soát hoặc không được kiểm soát về mặt môi trường. Cung cấp tổ chức và bảo vệ cho các kết nối sợi quang. 

 

Bộ khai thác MTP/MPO (đường trục) nối với các đầu nối MPO để truyền song song trong các liên kết mạng 40/100G. Tùy chọn nữ sang nữ và nữ sang nam với cấu trúc 12 sợi hoặc 24 sợi.

 

Việc triển khai đúng cách các thành phần kết nối chất lượng bởi các kỹ thuật viên lành nghề là chìa khóa để đạt được hiệu suất và độ tin cậy tối ưu trong mạng cáp quang. Việc chọn các thành phần phù hợp với nhu cầu cài đặt và thiết bị mạng sẽ cho phép cơ sở hạ tầng mật độ cao hỗ trợ các ứng dụng cũ và mới nổi. Những cải tiến mới xung quanh các yếu tố hình thức nhỏ hơn, mật độ sợi quang/đầu nối cao hơn và mạng nhanh hơn làm tăng nhu cầu về kết nối sợi quang, đòi hỏi các giải pháp có thể mở rộng và thiết kế thích ứng. 

 

Khả năng kết nối đại diện cho một khối xây dựng cơ bản cho mạng cáp quang, cho phép giao diện giữa các lần chạy cáp, kết nối chéo và thiết bị mạng. Các thông số kỹ thuật về suy hao, độ bền, mật độ và tốc độ dữ liệu xác định sự kết hợp phù hợp giữa các đầu nối, bộ điều hợp, dây vá, bảng điều khiển và dây nịt để tạo liên kết sợi quang sẽ mở rộng để đáp ứng nhu cầu băng thông trong tương lai.

Hệ thống phân phối sợi quang

Cáp quang yêu cầu vỏ bọc, tủ và khung để tổ chức, bảo vệ và cung cấp khả năng tiếp cận các sợi quang. Các thành phần chính của hệ thống phân phối sợi bao gồm:

 

1. vỏ sợi - Các hộp chịu được thời tiết được đặt dọc theo tuyến cáp đến các mối nối nhà, kho chứa cáp chùng và các điểm kết thúc hoặc truy cập. Vỏ bảo vệ các yếu tố khỏi tác hại của môi trường trong khi cho phép truy cập liên tục. Giá treo tường và giá treo cột là phổ biến. 
2. Tủ phân phối sợi quang - Tủ chứa bảng kết nối sợi quang, khay nối, lưu trữ sợi chùng và cáp vá cho điểm kết nối. Tủ có sẵn dưới dạng thiết bị trong nhà hoặc ngoài trời/cứng. Tủ ngoài trời cung cấp một môi trường ổn định cho các thiết bị nhạy cảm trong điều kiện khắc nghiệt.
3. khung phân phối sợi - Các đơn vị phân phối lớn hơn chứa nhiều bảng vá sợi quang, quản lý cáp dọc và ngang, tủ nối và cáp cho các ứng dụng kết nối chéo mật độ sợi quang cao. Khung phân phối hỗ trợ xương sống và trung tâm dữ liệu.
4. tấm vá sợi - Các bảng chứa nhiều bộ điều hợp sợi quang để kết thúc các sợi cáp quang và kết nối cáp vá. Các tấm được tải trượt vào các tủ sợi quang và khung để kết nối và phân phối chéo sợi quang. Bảng điều hợp và bảng cassette là hai loại phổ biến.  
5. khay nối - Các khay mô-đun sắp xếp các mối nối sợi riêng lẻ để bảo vệ và lưu trữ. Nhiều khay được đặt trong tủ sợi và khung. Các khay nối cho phép giữ lại sợi chùng dư thừa sau khi nối để di chuyển/thêm/thay đổi tính linh hoạt mà không cần nối lại. 
6. cuộn dây chùng - Các cuộn hoặc cuộn quay được gắn trong các bộ phân phối sợi để lưu trữ chiều dài cáp sợi thừa hoặc dự phòng. Các cuộn dây chùng ngăn sợi quang vượt quá bán kính uốn cong tối thiểu, ngay cả khi di chuyển trong không gian chật hẹp của thùng và tủ. 
7. Cáp nối - Độ dài của dây cáp quang được kết thúc vĩnh viễn ở cả hai đầu bằng đầu nối để cung cấp khả năng kết nối linh hoạt giữa các bảng vá lỗi, cổng thiết bị và các điểm kết thúc khác. Cáp vá cho phép thay đổi nhanh chóng các liên kết sợi quang khi cần thiết. 

 

Các thành phần kết nối sợi quang cùng với vỏ và tủ bảo vệ tạo ra một hệ thống tích hợp để phân phối sợi quang trên các thiết bị, người dùng và cơ sở mạng. Khi thiết kế mạng cáp quang, các nhà tích hợp phải xem xét nhu cầu cơ sở hạ tầng đầy đủ bên cạnh bản thân cáp quang. Một hệ thống phân phối được trang bị phù hợp sẽ hỗ trợ hiệu suất sợi quang, cung cấp khả năng truy cập và tính linh hoạt, đồng thời kéo dài tuổi thọ của mạng cáp quang. 

Ứng dụng của cáp quang 

Mạng cáp quang đã trở thành xương sống của các hệ thống viễn thông hiện đại, cung cấp khả năng truyền dữ liệu tốc độ cao và kết nối trong rất nhiều lĩnh vực.

 

Một trong những ứng dụng quan trọng nhất của cáp quang là trong cơ sở hạ tầng viễn thông. Mạng cáp quang đã cho phép kết nối băng thông rộng tốc độ cao cho dịch vụ internet và điện thoại trên toàn thế giới. Băng thông cao của cáp quang cho phép truyền nhanh giọng nói, dữ liệu và video. Các công ty viễn thông lớn đã đầu tư mạnh vào việc xây dựng mạng cáp quang toàn cầu.

 

Cảm biến sợi quang có nhiều công dụng trong y học và chăm sóc sức khỏe. Chúng có thể được tích hợp vào các dụng cụ phẫu thuật để mang lại độ chính xác, trực quan hóa và kiểm soát nâng cao. Cảm biến sợi quang cũng được sử dụng để theo dõi các dấu hiệu sinh tồn của bệnh nhân bị bệnh nặng và có thể phát hiện những thay đổi mà giác quan con người không thể cảm nhận được. Các bác sĩ đang nghiên cứu sử dụng cảm biến sợi quang để phát hiện bệnh không xâm lấn bằng cách phân tích các đặc tính của ánh sáng truyền qua các mô của bệnh nhân.

 

Quân đội sử dụng cáp quang cho các công nghệ cảm biến và liên lạc an toàn. Máy bay và phương tiện thường sử dụng sợi quang để giảm trọng lượng và nhiễu điện. Con quay hồi chuyển sợi quang cung cấp dữ liệu điều hướng chính xác cho các hệ thống hướng dẫn. Quân đội cũng sử dụng cảm biến sợi quang phân tán để giám sát các khu vực đất đai hoặc công trình rộng lớn để phát hiện bất kỳ sự xáo trộn nào có thể cho thấy hoạt động của kẻ thù hoặc thiệt hại về cấu trúc. Một số máy bay chiến đấu và hệ thống vũ khí tiên tiến dựa vào sợi quang học. 

 

Chiếu sáng sợi quang sử dụng cáp quang để truyền ánh sáng cho các ứng dụng trang trí như chiếu sáng tâm trạng trong nhà hoặc đèn sân khấu trong viện bảo tàng. Ánh sáng rực rỡ, tiết kiệm năng lượng có thể được điều chỉnh thành các màu sắc, hình dạng khác nhau và các hiệu ứng khác bằng cách sử dụng các bộ lọc và thấu kính. Chiếu sáng sợi quang cũng tạo ra rất ít nhiệt so với chiếu sáng tiêu chuẩn, giảm chi phí bảo trì và có tuổi thọ cao hơn nhiều.    

 

Theo dõi tình trạng kết cấu sử dụng cảm biến sợi quang để phát hiện những thay đổi hoặc hư hỏng trong các tòa nhà, cầu, đập, đường hầm và cơ sở hạ tầng khác. Các cảm biến có thể đo độ rung, âm thanh, sự thay đổi nhiệt độ và các chuyển động nhỏ mà nhân viên kiểm tra không nhìn thấy được để xác định các vấn đề tiềm ẩn trước khi hỏng hóc hoàn toàn. Việc giám sát này nhằm mục đích cải thiện an toàn công cộng bằng cách ngăn chặn sự sụp đổ cấu trúc thảm khốc. Cảm biến sợi quang lý tưởng cho ứng dụng này do độ chính xác, không bị nhiễu và khả năng chống lại các yếu tố môi trường như ăn mòn.     

Ngoài các ứng dụng được đề cập ở trên, còn có nhiều trường hợp sử dụng khác mà sợi quang vượt trội trong các ngành và cài đặt khác nhau, chẳng hạn như:

 

• Mạng lưới nhà phân phối tại trường
• Mạng trung tâm dữ liệu
• Mạng cáp quang công nghiệp
• Cáp quang tới ăng-ten (FTTA)
• mạng FTTx
• Mạng không dây 5G
• mạng viễn thông
• Mạng truyền hình cáp
• và vv

 

Nếu bạn quan tâm đến nhiều hơn, chào mừng bạn đến thăm bài viết này: Ứng dụng cáp quang: Danh sách đầy đủ & Giải thích (2023)

Cáp quang so với cáp đồng 

Cung cấp cáp quang lợi ích đáng kể so với cáp đồng truyền thống để truyền thông tin. Những lợi thế đáng chú ý nhất là băng thông cao hơn và tốc độ nhanh hơn. Đường truyền cáp quang có khả năng mang nhiều dữ liệu hơn so với cáp đồng có cùng kích thước. Một sợi cáp quang duy nhất có thể truyền vài Terabit dữ liệu mỗi giây, đủ băng thông để truyền phát hàng nghìn bộ phim độ nét cao cùng một lúc. Những khả năng này cho phép sợi quang đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về truyền thông dữ liệu, thoại và video.

 

Cáp quang cũng cho phép kết nối internet và tốc độ tải xuống nhanh hơn cho gia đình và doanh nghiệp. Trong khi cáp đồng bị giới hạn ở tốc độ tải xuống tối đa khoảng 100 Megabit/giây, kết nối cáp quang có thể vượt quá 2 Gigabit/giây đối với dịch vụ dân cư - nhanh hơn 20 lần. Cáp quang đã giúp truy cập internet băng thông rộng cực nhanh được phổ biến rộng rãi ở nhiều nơi trên thế giới. 

 

Cáp quang nhẹ hơn, nhỏ gọn hơn, bền hơn và chịu được thời tiết hơn so với cáp đồng. Chúng không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ và không yêu cầu tăng cường tín hiệu để truyền trên một khoảng cách dài. Mạng cáp quang cũng có thời gian sử dụng trên 25 năm, lâu hơn nhiều so với mạng cáp đồng phải thay thế sau 10-15 năm. Do tính chất không dẫn điện và không bắt lửa, cáp quang có ít mối nguy hiểm về an toàn và hỏa hoạn hơn.

 

Mặc dù cáp quang có xu hướng có chi phí trả trước cao hơn, nhưng chúng thường tiết kiệm trong suốt vòng đời của mạng nhờ giảm chi phí bảo trì và vận hành cũng như độ tin cậy cao hơn. Chi phí của các thành phần và kết nối cáp quang cũng đã giảm mạnh trong vài thập kỷ qua, khiến mạng cáp quang trở thành lựa chọn khả thi về mặt tài chính cho cả nhu cầu liên lạc quy mô lớn và nhỏ. 

 

Tóm lại, so với đồng truyền thống và các phương tiện truyền dẫn khác, cáp quang có những lợi thế kỹ thuật đáng kể để truyền thông tin tốc độ cao, khoảng cách xa và dung lượng lớn cũng như lợi ích kinh tế và thiết thực cho các ứng dụng và mạng truyền thông. Những thuộc tính vượt trội này đã dẫn đến việc thay thế rộng rãi cơ sở hạ tầng đồng bằng sợi quang trong nhiều ngành công nghệ.  

Lắp đặt cáp quang

Việc lắp đặt cáp quang yêu cầu xử lý, nối, kết nối và thử nghiệm đúng cách để giảm thiểu tổn thất tín hiệu và đảm bảo hiệu suất đáng tin cậy. Nối sợi quang nối hai sợi với nhau bằng cách làm nóng chảy chúng và hợp nhất chúng hoàn toàn thẳng hàng để tiếp tục truyền ánh sáng. Mối nối cơ học và mối nối nhiệt hạch là hai phương pháp phổ biến, với mối nối nhiệt hạch mang lại sự suy giảm ánh sáng thấp hơn. Bộ khuếch đại sợi quang cũng được sử dụng trong khoảng cách xa để tăng cường tín hiệu mà không cần chuyển đổi ánh sáng trở lại thành tín hiệu điện.

 

Đầu nối sợi quang được sử dụng để kết nối và ngắt kết nối cáp tại các điểm nối và giao diện thiết bị. Việc lắp đặt các đầu nối đúng cách là rất quan trọng để giảm thiểu hiện tượng phản xạ ngược và tổn thất điện năng. Các loại đầu nối cáp quang phổ biến bao gồm đầu nối ST, SC, LC và MPO. Bộ phát, bộ thu, bộ chuyển mạch, bộ lọc và bộ chia sợi quang cũng được lắp đặt trên khắp các mạng cáp quang để định hướng và xử lý tín hiệu quang.      

 

An toàn là một cân nhắc quan trọng khi cài đặt các thành phần cáp quang. Ánh sáng laser truyền qua cáp quang có thể gây tổn thương mắt vĩnh viễn. Phải tuân thủ các quy trình bảo vệ mắt thích hợp và xử lý cẩn thận. Cáp phải được cố định và bảo vệ đầy đủ để tránh bị rối, xoắn hoặc đứt có thể khiến cáp không sử dụng được. Cáp ngoài trời có thêm lớp cách điện chịu được thời tiết nhưng vẫn yêu cầu các thông số kỹ thuật lắp đặt thích hợp để tránh tác hại của môi trường.

 

Việc lắp đặt cáp quang yêu cầu làm sạch, kiểm tra và thử nghiệm kỹ lưỡng tất cả các thành phần trước khi triển khai. Ngay cả những khiếm khuyết nhỏ hoặc chất gây ô nhiễm trên đầu nối, điểm nối hoặc vỏ bọc cáp cũng có thể làm gián đoạn tín hiệu hoặc cho phép các yếu tố môi trường xâm nhập. Thử nghiệm suy hao quang học và thử nghiệm đồng hồ đo công suất trong suốt quá trình cài đặt đảm bảo hệ thống sẽ hoạt động với mức năng lượng phù hợp cho khoảng cách và tốc độ bit được yêu cầu.    

 

Việc lắp đặt hạ tầng cáp quang đòi hỏi kỹ năng kỹ thuật và kinh nghiệm để hoàn thành đúng cách đồng thời đảm bảo độ tin cậy cao và giảm thiểu các sự cố trong tương lai. Nhiều công ty công nghệ và nhà thầu cáp cung cấp dịch vụ lắp đặt cáp quang để xử lý các yêu cầu kỹ thuật và thách thức này để thiết lập mạng cáp quang ở cả quy mô lớn và nhỏ. Với kỹ thuật và chuyên môn phù hợp, cáp quang có thể truyền tín hiệu rõ ràng trong nhiều năm khi được lắp đặt đúng cách. 

Chấm Dứt Cáp Quang

Cắt đứt cáp quang liên quan đến việc gắn các đầu nối vào các sợi cáp để cho phép liên kết giữa các thiết bị mạng hoặc trong các bảng vá lỗi. Quy trình chấm dứt yêu cầu độ chính xác và kỹ thuật phù hợp để giảm thiểu tổn thất và tối ưu hóa hiệu suất thông qua kết nối. Các bước chấm dứt phổ biến bao gồm:

 

1. Tháo vỏ bọc cáp và bất kỳ phần gia cố nào, để lộ các sợi cáp trần. Đo độ dài chính xác cần thiết và hàn chặt lại mọi sợi không sử dụng để tránh tiếp xúc với độ ẩm/chất gây ô nhiễm.  
2. Xác định loại sợi quang (singlemode/multimode) và thông số kích thước (SMF-28, OM1, v.v.). Chọn các đầu nối tương thích như LC, SC, ST hoặc MPO được thiết kế cho chế độ đơn hoặc đa chế độ. Khớp kích thước ống nối đầu nối với đường kính sợi quang. 
3. Làm sạch và tước sợi quang theo độ dài chính xác cần thiết cho loại đầu nối. Thực hiện các vết cắt cẩn thận để tránh làm hỏng sợi. Làm sạch lại bề mặt sợi để loại bỏ bất kỳ chất gây ô nhiễm nào. 
4. Phủ epoxy hoặc hợp chất sợi có thể đánh bóng (đối với MPO nhiều sợi) vào mặt đầu ống măng sông của đầu nối. Không nên nhìn thấy bọt khí. Đối với các đầu nối đã được đánh bóng trước, chỉ cần làm sạch và kiểm tra mặt đầu ống gia cố.
5. Cẩn thận chèn sợi quang vào ống nối đầu nối dưới độ phóng đại thích hợp. Ferrule phải hỗ trợ đầu sợi ở mặt cuối của nó. Sợi không được nhô ra khỏi mặt cuối.  
6. Xử lý epoxy hoặc hợp chất đánh bóng theo hướng dẫn. Đối với epoxy, hầu hết mất 10-15 phút. Có thể yêu cầu xử lý bằng nhiệt hoặc xử lý bằng tia cực tím dựa trên thông số kỹ thuật của sản phẩm. 
7. Kiểm tra mặt cuối dưới độ phóng đại cao để xác minh rằng sợi được căn giữa và hơi nhô ra khỏi đầu ống gia cố. Đối với các đầu nối đã được đánh bóng trước, chỉ cần kiểm tra lại mặt cuối xem có bất kỳ chất gây ô nhiễm hoặc hư hỏng nào trước khi ghép nối không. 
8. Kiểm tra việc chấm dứt hoàn thành để đảm bảo hiệu suất tối ưu trước khi triển khai. Sử dụng tối thiểu một máy kiểm tra tính liên tục của sợi quang để xác nhận việc truyền tín hiệu qua kết nối mới. OTDR cũng có thể được sử dụng để đo lường tổn thất và xác định bất kỳ vấn đề nào. 
9. Duy trì các biện pháp kiểm tra và vệ sinh đúng cách đối với các mặt đầu của đầu nối sau khi ghép nối để tránh mất tín hiệu hoặc hư hỏng thiết bị do chất gây ô nhiễm. Mũ phải bảo vệ các đầu nối chưa được ghép nối. 

 

Với thực tiễn và các công cụ/vật liệu phù hợp, việc chấm dứt tổn thất thấp sẽ trở nên nhanh chóng và nhất quán. Tuy nhiên, với độ chính xác cần thiết, các kỹ thuật viên cáp quang được chứng nhận nên hoàn thành việc chấm dứt trên các liên kết mạng băng thông cao quan trọng bất cứ khi nào có thể để đảm bảo hiệu suất tối đa và thời gian hoạt động của hệ thống. Kỹ năng và kinh nghiệm quan trọng đối với kết nối sợi quang. 

Nối cáp quang

Trong các mạng cáp quang, ghép nối đề cập đến quá trình nối hai hoặc nhiều sợi cáp quang lại với nhau. Kỹ thuật này cho phép các truyền liền mạch tín hiệu quang giữa các dây cáp, cho phép mở rộng hoặc sửa chữa mạng cáp quang. Nối sợi quang thường được thực hiện khi kết nối các cáp mới được lắp đặt, mở rộng mạng hiện có hoặc sửa chữa các phần bị hỏng. Nó đóng một vai trò cơ bản trong việc đảm bảo truyền dữ liệu đáng tin cậy và hiệu quả.

 

Có hai phương pháp nối cáp quang chính:

1. Ghép nối:

Ghép nối liên kết liên quan đến việc nối vĩnh viễn hai sợi cáp quang bằng cách nấu chảy và hợp nhất các mặt cuối của chúng lại với nhau. Kỹ thuật này yêu cầu sử dụng máy ghép nối nhiệt hạch, một loại máy chuyên dụng giúp sắp xếp và làm tan chảy các sợi một cách chính xác. Sau khi tan chảy, các sợi được hợp nhất với nhau, tạo thành một kết nối liên tục. Ghép nối nhiệt hạch mang lại tổn thất chèn thấp và độ ổn định lâu dài tuyệt vời, làm cho nó trở thành phương pháp ưa thích cho các kết nối hiệu suất cao.

 

Quá trình ghép nối nhiệt hạch thường bao gồm các bước sau:

 

• Chuẩn bị Sợi: Lớp phủ bảo vệ của sợi bị tước và sợi trần được làm sạch để đảm bảo điều kiện nối tối ưu.
• Sắp xếp sợi quang: Máy ghép sợi nhiệt hạch sắp xếp các sợi bằng cách khớp chính xác lõi, lớp phủ và lớp phủ của chúng.
• Tổng hợp chất xơ: Máy ghép sợi tạo ra một tia hồ quang điện hoặc tia laze để làm tan chảy và kết hợp các sợi lại với nhau.
• Bảo vệ mối nối: Một ống bảo vệ hoặc vỏ bọc được áp dụng cho khu vực được nối để cung cấp độ bền cơ học và bảo vệ mối nối khỏi các yếu tố môi trường.

2. Nối cơ khí:

Nối cơ liên quan đến việc nối các sợi cáp quang bằng cách sử dụng các thiết bị căn chỉnh hoặc đầu nối cơ học. Không giống như nối nhiệt hạch, nối cơ học không làm tan chảy và kết hợp các sợi lại với nhau. Thay vào đó, nó dựa vào sự liên kết chính xác và các đầu nối vật lý để thiết lập tính liên tục quang học. Mối nối cơ học thường thích hợp cho việc sửa chữa tạm thời hoặc nhanh chóng, vì chúng có tổn thất chèn cao hơn một chút và có thể kém bền hơn so với mối nối nhiệt hạch.

 

Quá trình nối cơ học thường bao gồm các bước sau:

 

• Chuẩn bị Sợi: Các sợi được chuẩn bị bằng cách tước bỏ lớp phủ bảo vệ và cắt chúng để thu được các mặt cuối phẳng, vuông góc.
• Sắp xếp sợi quang: Các sợi được căn chỉnh chính xác và giữ với nhau bằng các thiết bị căn chỉnh, ống bọc mối nối hoặc đầu nối.
• Bảo vệ mối nối: Tương tự như nối nhiệt hạch, ống bảo vệ hoặc vỏ bọc được sử dụng để bảo vệ vùng được nối khỏi các yếu tố bên ngoài.

 

Cả nối nhiệt hạch và nối cơ học đều có những ưu điểm và khả năng ứng dụng dựa trên các yêu cầu cụ thể của mạng cáp quang. Ghép nối hợp nhất cung cấp một kết nối lâu dài và đáng tin cậy hơn với tổn thất chèn thấp hơn, làm cho nó trở nên lý tưởng cho các cài đặt dài hạn và giao tiếp tốc độ cao. Mặt khác, nối cơ học cung cấp một giải pháp nhanh hơn và linh hoạt hơn cho các kết nối tạm thời hoặc các tình huống cần thay đổi hoặc nâng cấp thường xuyên.

 

Tóm lại, nối cáp quang là một kỹ thuật quan trọng để mở rộng, sửa chữa hoặc kết nối các mạng cáp quang. Cho dù sử dụng nối nhiệt hạch cho các kết nối vĩnh viễn hay nối cơ khí để sửa chữa tạm thời, các phương pháp này đảm bảo truyền tín hiệu quang liền mạch, cho phép truyền dữ liệu hiệu quả và đáng tin cậy trong các ứng dụng khác nhau. 

Cáp quang trong nhà và ngoài trời

1. Cáp quang trong nhà là gì và nó hoạt động như thế nào

Cáp quang trong nhà được thiết kế đặc biệt để sử dụng trong các tòa nhà hoặc không gian hạn chế. Các loại cáp này đóng một vai trò quan trọng trong việc cung cấp kết nối và truyền dữ liệu tốc độ cao trong các cơ sở hạ tầng như văn phòng, trung tâm dữ liệu và các tòa nhà dân cư. Dưới đây là một số điểm chính cần xem xét khi thảo luận về cáp quang trong nhà:

 

• Thiết kế và xây dựng: Cáp quang trong nhà được thiết kế nhẹ, linh hoạt và dễ lắp đặt trong môi trường trong nhà. Chúng thường bao gồm lõi trung tâm, lớp phủ và lớp áo bảo vệ bên ngoài. Lõi, làm bằng thủy tinh hoặc nhựa, cho phép truyền tín hiệu ánh sáng, trong khi lớp vỏ giúp giảm thiểu sự mất mát tín hiệu bằng cách phản xạ ánh sáng trở lại lõi. Áo khoác bên ngoài cung cấp bảo vệ chống lại thiệt hại vật chất và các yếu tố môi trường.
• Các loại cáp quang trong nhà: Có nhiều loại cáp quang trong nhà khác nhau, bao gồm cáp đệm chặt, cáp ống lỏng và cáp ruy băng. Cáp đệm chặt có lớp phủ trực tiếp trên các sợi quang, khiến chúng phù hợp hơn cho các ứng dụng khoảng cách ngắn và lắp đặt trong nhà. Cáp ống lỏng có các ống chứa đầy gel bao bọc các sợi quang, mang lại khả năng bảo vệ bổ sung cho các ứng dụng ngoài trời và trong nhà/ngoài trời. Cáp ruy băng bao gồm nhiều sợi cáp xếp chồng lên nhau trong một cấu hình giống như ruy băng phẳng, cho phép số lượng sợi cao ở dạng nhỏ gọn.
• Ứng dụng Cáp quang trong nhà được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng khác nhau trong các tòa nhà. Chúng thường được triển khai cho mạng cục bộ (LAN) để kết nối máy tính, máy chủ và các thiết bị mạng khác. Chúng cho phép truyền dữ liệu băng thông cao, chẳng hạn như truyền phát video, điện toán đám mây và truyền tệp lớn với độ trễ tối thiểu. Cáp quang trong nhà cũng được sử dụng trong các hệ thống cáp có cấu trúc để hỗ trợ viễn thông, kết nối internet và dịch vụ thoại.
• Ưu điểm: Cáp quang trong nhà cung cấp một số lợi thế so với cáp đồng truyền thống. Chúng có dung lượng băng thông cao hơn nhiều, cho phép tốc độ truyền dữ liệu lớn hơn và hiệu suất mạng được cải thiện. Chúng không bị nhiễu điện từ (EMI) và nhiễu tần số vô tuyến (RFI) vì chúng truyền tín hiệu ánh sáng thay vì tín hiệu điện. Cáp quang cũng an toàn hơn, vì chúng khó xâm nhập hoặc chặn mà không gây ra hiện tượng mất tín hiệu đáng chú ý.
• Cân nhắc cài đặt: Kỹ thuật lắp đặt phù hợp là rất quan trọng để đạt được hiệu suất tối ưu của cáp quang trong nhà. Điều quan trọng là phải xử lý cáp cẩn thận để tránh uốn cong hoặc xoắn vượt quá bán kính uốn cong khuyến nghị của chúng. Môi trường sạch sẽ và không có bụi được ưu tiên trong quá trình cài đặt và bảo trì, vì chất gây ô nhiễm có thể ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu. Ngoài ra, quản lý cáp phù hợp, bao gồm định tuyến, dán nhãn và bảo vệ cáp, đảm bảo dễ bảo trì và khả năng mở rộng.

 

Nhìn chung, cáp quang trong nhà cung cấp phương tiện truyền dữ liệu hiệu quả và đáng tin cậy trong các tòa nhà, hỗ trợ nhu cầu ngày càng tăng về kết nối tốc độ cao trong môi trường hiện đại.

2. Cáp quang ngoài trời là gì và hoạt động như thế nào

Cáp quang ngoài trời được thiết kế để chịu được điều kiện môi trường khắc nghiệt và cung cấp truyền dữ liệu đáng tin cậy trên một khoảng cách dài. Các loại cáp này chủ yếu được sử dụng để kết nối cơ sở hạ tầng mạng giữa các tòa nhà, khuôn viên hoặc trên các khu vực địa lý rộng lớn. Dưới đây là một số điểm chính cần xem xét khi thảo luận về cáp quang ngoài trời:

 

• Xây dựng và bảo vệ: Cáp quang ngoài trời được thiết kế bằng vật liệu bền và lớp bảo vệ để đảm bảo khả năng chống lại các yếu tố môi trường. Chúng thường bao gồm lõi trung tâm, lớp vỏ ngoài, ống đệm, bộ phận chịu lực và áo khoác ngoài. Lõi và lớp vỏ được làm bằng thủy tinh hoặc nhựa để cho phép truyền tín hiệu ánh sáng. Các ống đệm bảo vệ các sợi riêng lẻ và có thể được lấp đầy bằng gel hoặc vật liệu ngăn nước để ngăn nước xâm nhập. Các bộ phận chịu lực, chẳng hạn như sợi aramid hoặc thanh sợi thủy tinh, cung cấp hỗ trợ cơ học và lớp vỏ ngoài bảo vệ cáp khỏi bức xạ tia cực tím, độ ẩm, biến động nhiệt độ và hư hỏng vật lý.
• Các loại cáp quang ngoài trời: Có nhiều loại cáp quang ngoài trời khác nhau phù hợp với các yêu cầu lắp đặt khác nhau. Cáp ống lỏng lẻo thường được sử dụng để lắp đặt ngoài trời đường dài. Chúng có các sợi riêng lẻ được đặt bên trong các ống đệm để bảo vệ chống lại độ ẩm và ứng suất cơ học. Cáp ruy băng, tương tự như cáp trong nhà, chứa nhiều sợi quang xếp chồng lên nhau trong một cấu hình ruy băng phẳng, cho phép mật độ sợi cao hơn ở dạng nhỏ gọn. Cáp treo được thiết kế để lắp đặt trên cột, trong khi cáp chôn trực tiếp được thiết kế để chôn dưới đất mà không cần thêm ống bảo vệ.
• Ứng dụng lắp đặt ngoài trời: Cáp quang ngoài trời được triển khai trong nhiều ứng dụng, bao gồm mạng viễn thông đường dài, mạng khu vực đô thị (MAN) và triển khai cáp quang tới nhà (FTTH). Chúng cung cấp khả năng kết nối giữa các tòa nhà, khuôn viên và trung tâm dữ liệu, đồng thời cũng có thể được sử dụng để liên kết các khu vực ở xa hoặc thiết lập kết nối đường trục dung lượng cao cho mạng không dây. Cáp quang ngoài trời cho phép truyền dữ liệu tốc độ cao, truyền phát video và truy cập internet trên một khoảng cách rộng.
• Cân nhắc về môi trường: Cáp quang ngoài trời phải chịu được những thách thức môi trường khác nhau. Chúng được thiết kế để chống lại sự khắc nghiệt của nhiệt độ, độ ẩm, bức xạ tia cực tím và hóa chất. Chúng được thiết kế đặc biệt để có độ bền kéo và khả năng chống va đập, mài mòn và động vật gặm nhấm tuyệt vời. Cáp bọc thép đặc biệt hoặc cáp trên không có dây truyền tin được sử dụng ở những khu vực dễ bị căng thẳng về thể chất hoặc nơi lắp đặt có thể liên quan đến hệ thống treo trên cao từ các cột.
• Bảo dưỡng và sửa chữa: Cáp quang ngoài trời yêu cầu kiểm tra và bảo trì định kỳ để đảm bảo hiệu suất tối ưu. Việc vệ sinh và kiểm tra thường xuyên các đầu nối, mối nối và các điểm kết thúc là rất cần thiết. Cần tiến hành các biện pháp bảo vệ, chẳng hạn như kiểm tra định kỳ sự xâm nhập của nước và theo dõi sự mất tín hiệu để phát hiện bất kỳ vấn đề tiềm ẩn nào. Trong trường hợp cáp bị hỏng, các quy trình sửa chữa liên quan đến nối nhiệt hạch hoặc nối cơ học có thể được sử dụng để khôi phục tính liên tục của sợi quang.

 

Cáp quang ngoài trời đóng một vai trò quan trọng trong việc thiết lập các kết nối mạng mạnh mẽ và đáng tin cậy trên một khoảng cách dài. Khả năng chịu được các điều kiện môi trường khắc nghiệt và duy trì tính toàn vẹn của tín hiệu khiến chúng không thể thiếu để mở rộng kết nối mạng bên ngoài các tòa nhà và khắp các khu vực ngoài trời rộng lớn.

3. Cáp quang trong nhà và ngoài trời: Cách chọn

Việc chọn loại cáp quang thích hợp cho môi trường lắp đặt là rất quan trọng đối với hiệu suất, độ tin cậy và tuổi thọ của mạng. Các cân nhắc chính đối với cáp trong nhà và ngoài trời bao gồm: 

 

• Điều kiện cài đặt - Cáp ngoài trời được xếp hạng để tiếp xúc với thời tiết, ánh sáng mặt trời, độ ẩm và nhiệt độ khắc nghiệt. Họ sử dụng áo khoác dày hơn, chống tia cực tím và gel hoặc mỡ để bảo vệ chống lại sự xâm nhập của nước. Cáp trong nhà không yêu cầu các đặc tính này và có áo khoác mỏng hơn, không được xếp hạng. Sử dụng cáp trong nhà ngoài trời sẽ nhanh chóng làm hỏng cáp. 
• đánh giá thành phần - Cáp ngoài trời sử dụng các thành phần được xếp hạng đặc biệt cho môi trường khắc nghiệt như thành phần có độ bền bằng thép không gỉ, sợi aramid chặn nước và đầu nối/mối nối có đệm gel. Các thành phần này là không cần thiết khi lắp đặt trong nhà và việc bỏ qua chúng khi lắp đặt ngoài trời sẽ làm giảm nghiêm trọng tuổi thọ của cáp.  
• Conduit vs chôn cất trực tiếp - Cáp ngoài trời đặt ngầm có thể luồn trong ống luồn dây điện hoặc chôn trực tiếp. Cáp chôn trực tiếp có vỏ ngoài bằng polyetylen (PE) nặng hơn và thường bao gồm một lớp áo giáp tổng thể để bảo vệ tối đa khi tiếp xúc trực tiếp với đất. Cáp được xếp hạng ống dẫn có lớp vỏ nhẹ hơn và không có áo giáp vì ống dẫn bảo vệ cáp khỏi tác hại của môi trường. 
• Trên không so với dưới lòng đất - Cáp được thiết kế để lắp đặt trên không có thiết kế hình số 8 tự hỗ trợ giữa các cực. Họ yêu cầu áo khoác chống tia cực tím, thời tiết nhưng không có áo giáp. Cáp ngầm sử dụng thiết kế tròn, nhỏ gọn và thường bao gồm các bộ phận chống nước và áo giáp để lắp đặt trong hào hoặc đường hầm. Cáp trên không không thể chịu được ứng suất lắp đặt ngầm. 
• Đánh giá cháy - Một số dây cáp trong nhà, đặc biệt là cáp trong không gian xử lý không khí, yêu cầu phải có áo khoác chống cháy và không độc hại để tránh lan truyền ngọn lửa hoặc khói độc trong đám cháy. Các loại cáp ít khói, không halogen (LSZH) hoặc chậm cháy, không amiăng (FR-A) này tỏa ra ít khói và không có sản phẩm phụ nguy hiểm khi tiếp xúc với lửa. Cáp tiêu chuẩn có thể thải ra khói độc, vì vậy cáp chống cháy sẽ an toàn hơn cho những khu vực có nhiều người có thể bị ảnh hưởng. 

 

Xem thêm: Cáp quang trong nhà so với ngoài trời: Khái niệm cơ bản, sự khác biệt và cách chọn

 

Việc chọn đúng loại cáp cho môi trường lắp đặt sẽ duy trì hiệu suất và thời gian hoạt động của mạng đồng thời tránh việc thay thế tốn kém các thành phần được chọn không chính xác. Các thành phần được xếp hạng ngoài trời cũng thường có chi phí cao hơn, vì vậy việc hạn chế sử dụng chúng cho các phần cáp ngoài trời sẽ giúp tối ưu hóa tổng ngân sách mạng. Với cáp thích hợp cho từng nhóm điều kiện môi trường, mạng cáp quang đáng tin cậy có thể được triển khai ở bất cứ đâu cần thiết.

Thiết kế mạng cáp quang của bạn

Mạng cáp quang yêu cầu thiết kế cẩn thận để chọn các thành phần phù hợp với nhu cầu hiện tại nhưng vẫn mở rộng quy mô cho sự phát triển trong tương lai và cung cấp khả năng phục hồi thông qua dự phòng. Các yếu tố chính trong thiết kế hệ thống cáp quang bao gồm:

 

• Loại sợi: Chọn cáp quang singlemode hoặc multimode. Singlemode cho >10 Gbps, khoảng cách xa hơn. Đa chế độ cho <10 Gbps, thời gian ngắn. Xem xét OM3, OM4 hoặc OM5 cho cáp quang đa chế độ và OS2 hoặc OS1 cho chế độ đơn. Chọn đường kính sợi quang phù hợp với cổng kết nối và thiết bị. Lập kế hoạch các loại sợi xung quanh nhu cầu về khoảng cách, băng thông và ngân sách tổn thất. 
• Cấu trúc mạng: Các tùy chọn điển hình là điểm-điểm (liên kết trực tiếp), bus (đa điểm: nối dữ liệu vào cáp giữa các điểm cuối), vòng (đa điểm: vòng tròn có các điểm cuối), cây/nhánh (các đường nhánh phân cấp) và lưới (nhiều liên kết giao nhau) . Chọn cấu trúc liên kết dựa trên các yêu cầu kết nối, đường dẫn có sẵn và mức độ dự phòng. Cấu trúc liên kết vòng và lưới cung cấp khả năng phục hồi cao nhất với nhiều đường dẫn tiềm năng. 
• Đếm sợi: Chọn số lượng sợi quang trong mỗi lần chạy cáp, vỏ bọc, bảng điều khiển dựa trên nhu cầu hiện tại và các dự đoán tăng trưởng/băng thông trong tương lai. Có thể mở rộng quy mô hơn để lắp đặt các loại cáp/linh kiện có số lượng cao nhất mà ngân sách cho phép vì việc nối và định tuyến lại sợi quang rất phức tạp nếu sau này cần nhiều sợi hơn. Đối với các liên kết đường trục quan trọng, sợi quang kế hoạch chiếm khoảng 2-4 lần yêu cầu băng thông ước tính trong 10-15 năm.  
• Khả năng mở rộng: Thiết kế cơ sở hạ tầng cáp quang có tính đến nhu cầu băng thông trong tương lai. Chọn các thành phần có công suất sợi quang lớn nhất phù hợp với thực tế và chừa chỗ cho việc mở rộng trong vỏ bọc, giá đỡ và đường dẫn. Chỉ mua bảng vá lỗi, băng cassette và dây nịt với các loại bộ điều hợp và số lượng cổng cần thiết cho nhu cầu hiện tại, nhưng hãy chọn thiết bị mô-đun có không gian để thêm nhiều cổng hơn khi băng thông tăng lên để tránh thay thế tốn kém. 
• Dư: Bao gồm các liên kết dự phòng trong cơ sở hạ tầng cáp/sợi quang nơi không thể chịu được thời gian ngừng hoạt động (bệnh viện, trung tâm dữ liệu, tiện ích). Sử dụng cấu trúc liên kết lưới, dẫn kép (liên kết kép từ trang web đến mạng) hoặc giao thức cây bao trùm qua cấu trúc liên kết vòng vật lý để chặn các liên kết dự phòng và cho phép chuyển đổi dự phòng tự động. Ngoài ra, hãy lập kế hoạch các tuyến và đường dẫn cáp riêng biệt để cung cấp các tùy chọn kết nối dự phòng hoàn toàn giữa các địa điểm/tòa nhà chính. 
• Thực hiện: Làm việc với các nhà thiết kế và trình cài đặt được chứng nhận có kinh nghiệm triển khai mạng cáp quang. Cần có các kỹ năng xung quanh việc kết thúc và nối cáp quang, kiểm tra liên kết và chạy thử các thành phần để đạt được hiệu suất tối ưu. Tài liệu rõ ràng về cơ sở hạ tầng cho mục đích quản lý và xử lý sự cố.

 

Để kết nối sợi quang dài hạn hiệu quả, việc lập kế hoạch thiết kế có thể mở rộng và hệ thống dung lượng cao có thể phát triển cùng với các công nghệ truyền thông kỹ thuật số là điều quan trọng. Xem xét cả nhu cầu hiện tại và tương lai khi lựa chọn cáp quang, thành phần kết nối, đường dẫn và thiết bị để tránh thiết kế lại tốn kém hoặc tắc nghẽn mạng do nhu cầu băng thông tăng theo tuổi thọ của cơ sở hạ tầng. Với thiết kế linh hoạt, phù hợp với tương lai được thực hiện đúng cách bởi các chuyên gia giàu kinh nghiệm, mạng cáp quang trở thành một tài sản chiến lược với lợi tức đầu tư đáng kể.

Cấu tạo cáp quang: Lời khuyên & Thực hành tốt nhất

Dưới đây là một số lời khuyên cho các phương pháp hay nhất về cáp quang:

 

• Luôn tuân theo các giới hạn bán kính uốn được khuyến nghị cho loại cáp quang cụ thể. Uốn sợi quang quá chặt có thể làm hỏng kính và phá vỡ các đường quang học. 
• Giữ đầu nối sợi quang và bộ điều hợp sạch sẽ. Các kết nối bị bẩn hoặc trầy xước sẽ phân tán ánh sáng và giảm cường độ tín hiệu. Thường được coi là nguyên nhân số 1 gây mất tín hiệu.
• Chỉ sử dụng các sản phẩm làm sạch đã được phê duyệt. Cồn isopropyl và các dung dịch làm sạch sợi quang đặc biệt an toàn cho hầu hết các kết nối sợi quang khi được sử dụng đúng cách. Các hóa chất khác có thể làm hỏng bề mặt sợi và lớp phủ. 
• Bảo vệ cáp quang khỏi bị va đập và nghiền nát. Việc làm rơi hoặc kẹp sợi quang có thể làm nứt kính, gãy lớp phủ hoặc nén và làm biến dạng cáp, tất cả đều gây ra hư hỏng vĩnh viễn.
• Duy trì phân cực thích hợp trong các sợi song công và thân MPO. Sử dụng phân cực không chính xác sẽ ức chế quá trình truyền ánh sáng giữa các sợi được ghép nối đúng cách. Nắm vững sơ đồ sơ đồ chân A, B và sơ đồ đa vị trí cho khả năng kết nối của bạn. 
• Dán nhãn tất cả cáp quang rõ ràng và nhất quán. Sơ đồ như "Rack4-PatchPanel12-Port6” cho phép dễ dàng xác định từng liên kết sợi quang. Nhãn phải tương ứng với tài liệu. 
• Đo suy hao và kiểm tra tất cả sợi quang đã lắp đặt bằng OTDR. Đảm bảo tổn thất bằng hoặc thấp hơn thông số kỹ thuật của nhà sản xuất trước khi đưa vào hoạt động. Tìm những điểm bất thường cho thấy hư hỏng, mối nối kém hoặc đầu nối không phù hợp cần sửa chữa. 
• Đào tạo kỹ thuật viên về kỹ thuật nối nhiệt hạch thích hợp. Mối nối nhiệt hạch phải căn chỉnh chính xác các lõi sợi quang và có hình dạng phân cắt tốt tại các điểm nối để giảm tổn thất tối ưu. Kỹ thuật kém dẫn đến tổn thất cao hơn và giảm hiệu suất mạng. 
• Quản lý sợi chùng một cách có trách nhiệm bằng cách sử dụng các đơn vị phân phối sợi và ống cuốn sợi chùng. Sợi chùng dư thừa bị kẹt trong các đầu nối/bộ điều hợp làm căng vỏ bọc và rất khó truy cập hoặc theo dõi sau này để di chuyển/thêm/thay đổi. 
• Ghi lại tất cả các sợi quang đã lắp đặt bao gồm kết quả kiểm tra, vị trí chùng, loại/loại đầu nối và cực tính. Tài liệu cho phép khắc phục sự cố, bảo trì và nâng cấp/sửa đổi mạng an toàn dễ dàng hơn. Thiếu hồ sơ thường có nghĩa là bắt đầu lại từ đầu. 
• Lập kế hoạch mở rộng và băng thông cao hơn trong tương lai. Việc lắp đặt nhiều sợi quang hơn mức cần thiết hiện tại và sử dụng ống dẫn có dây kéo/dây dẫn hướng cho phép nâng cấp hiệu quả về tốc độ/dung lượng mạng trong tương lai.

Cáp quang MPO/MTP

Bộ kết nối và đầu nối MPO/MTP được sử dụng trong các mạng có số lượng sợi quang cao, nơi khó quản lý từng sợi quang/đầu nối, chẳng hạn như liên kết 100G+ Ethernet và FTTA. Các thành phần chính của MPO bao gồm:

1. Cáp trung kế

Chứa 12 đến 72 sợi kết thúc trên một đầu nối MPO/MTP ở mỗi đầu. Được sử dụng để kết nối giữa các thiết bị trong trung tâm dữ liệu, FTTA chạy trên các tòa tháp và các cơ sở đồng vị trí của nhà cung cấp dịch vụ. Cho phép mật độ sợi quang cao trong một thiết bị có thể cắm được. 

2. Khai thác cáp

Có một đầu nối MPO/MTP duy nhất ở một đầu và nhiều đầu nối đơn công/song công (LC/SC) ở đầu kia. Cung cấp quá trình chuyển đổi từ kết nối đa sợi quang sang kết nối từng sợi quang. Được cài đặt giữa các hệ thống và thiết bị dựa trên đường trục với các đầu nối cổng riêng biệt.

3. Băng

Được tải bằng các mô-đun bộ điều hợp chấp nhận các đầu nối MPO/MTP và/hoặc đơn công/song công để cung cấp kết nối chéo mô-đun. Băng cassette gắn trong các đơn vị phân phối sợi, khung và bảng vá lỗi. Được sử dụng cho cả mạng kết nối và kết nối chéo. Mật độ cao hơn nhiều so với bảng điều hợp truyền thống.

4. Bộ tách thân cây

Có đầu nối MPO ở đầu đầu vào với hai đầu ra MPO để chia một đường trục có số lượng sợi cao thành hai đường trục có số lượng sợi thấp hơn. Ví dụ, đầu vào gồm 24 sợi được chia thành hai đầu ra, mỗi đầu ra có 12 sợi. Cho phép các mạng trung kế MPO được cấu hình lại một cách hiệu quả. 

5. Mô-đun bộ điều hợp MEPPI

Trượt vào băng cassette và bảng tải. Chứa các bộ điều hợp MPO ở phía sau để chấp nhận một hoặc nhiều kết nối MPO và nhiều bộ điều hợp LC/SC ở phía trước để tách từng sợi quang trong các liên kết MPO. Cung cấp giao diện giữa trung kế MPO và kết nối LC/SC trên thiết bị. 

6. Cân nhắc về phân cực

Hệ thống cáp MPO/MTP yêu cầu duy trì định vị sợi quang chính xác và phân cực trên kênh để kết nối đầu cuối trên các đường dẫn quang chính xác. Ba loại phân cực có sẵn cho MPO: Loại A - Phím lên để phím lên, Loại B - Phím xuống để phím xuống và Loại C - Các sợi hàng ở giữa, các sợi hàng không ở giữa được hoán vị. Phân cực thích hợp thông qua cơ sở hạ tầng cáp là điều cần thiết, nếu không tín hiệu sẽ không truyền chính xác giữa các thiết bị được kết nối.

7. Tài liệu và ghi nhãn

Do số lượng sợi quang cao và độ phức tạp, việc cài đặt MPO có rủi ro đáng kể về cấu hình không chính xác dẫn đến sự cố khắc phục sự cố. Tài liệu cẩn thận về đường trục, điểm kết thúc khai thác, gán khe băng, hướng bộ tách trục và các loại cực phải được ghi lại khi được xây dựng để tham khảo sau này. Ghi nhãn toàn diện cũng rất quan trọng. 

Kiểm tra cáp quang

Để đảm bảo cáp quang được lắp đặt và hoạt động bình thường, một số thử nghiệm phải được thực hiện bao gồm thử nghiệm tính liên tục, kiểm tra mặt cuối và thử nghiệm suy hao quang. Các thử nghiệm này xác minh rằng các sợi quang không bị hư hại, các đầu nối có chất lượng cao và độ suy hao ánh sáng nằm trong mức chấp nhận được để truyền tín hiệu hiệu quả.

 

• Kiểm tra liên tục - Sử dụng bộ định vị lỗi trực quan (VFL) để gửi ánh sáng laser màu đỏ có thể nhìn thấy qua sợi quang để kiểm tra các vết đứt, uốn cong hoặc các vấn đề khác. Ánh sáng đỏ ở đầu xa biểu thị một sợi liên tục, nguyên vẹn. 
• Kiểm tra mặt cuối - Sử dụng đầu dò kính hiển vi sợi quang để kiểm tra các mặt cuối của sợi và đầu nối xem có bị trầy xước, rỗ hoặc nhiễm bẩn không. Chất lượng mặt cuối là rất quan trọng để giảm thiểu suy hao chèn và phản xạ ngược. Các mặt cuối của sợi phải được đánh bóng, làm sạch và không bị hư hại đúng cách.
• Kiểm tra tổn thất quang học - Đo mức suy hao ánh sáng tính bằng decibel (dB) giữa các sợi quang và các thành phần để đảm bảo nó ở dưới mức cho phép tối đa. Bộ kiểm tra suy hao quang học (OLTS) chứa nguồn sáng và máy đo công suất để đo suy hao. Mức suy hao được chỉ định dựa trên các yếu tố như loại cáp, bước sóng, khoảng cách và tiêu chuẩn mạng. Mất quá nhiều làm giảm cường độ tín hiệu và băng thông.

 

Kiểm tra cáp quang yêu cầu một số công cụ bao gồm:

 

• Bộ định vị lỗi trực quan (VFL) - Phát ra ánh sáng laze màu đỏ có thể nhìn thấy để kiểm tra tính liên tục của sợi quang và theo dõi đường đi của sợi quang.
• Đầu dò kính hiển vi sợi - Phóng to và chiếu sáng các mặt cuối của sợi ở 200X đến 400X để kiểm tra.
• Bộ kiểm tra suy hao quang (OLTS) - Bao gồm nguồn sáng ổn định và đồng hồ đo công suất để đo mức suy hao tính bằng dB giữa các sợi quang, đầu nối và mối nối. 
• Vật tư làm sạch sợi - Vải mềm, khăn lau, dung môi và gạc để làm sạch sợi và mặt cuối đúng cách trước khi thử nghiệm hoặc đấu nối. Chất gây ô nhiễm là nguyên nhân chính gây ra tổn thất và thiệt hại. 
• cáp thử nghiệm tham khảo - Cáp vá ngắn để kết nối thiết bị kiểm tra với hệ thống cáp được kiểm tra. Cáp tham chiếu phải có chất lượng cao để tránh gây nhiễu cho các phép đo.
• Công cụ kiểm tra trực quan - Đèn pin, kính soi, gương kiểm tra dùng để kiểm tra các bộ phận và lắp đặt cáp quang xem có hư hỏng hay sự cố nào không. 

 

Cần phải kiểm tra nghiêm ngặt các liên kết và mạng cáp quang để duy trì hiệu suất phù hợp và tuân thủ các tiêu chuẩn ngành. Việc thử nghiệm, kiểm tra và làm sạch phải được thực hiện trong quá trình cài đặt ban đầu, khi thực hiện các thay đổi hoặc nếu phát sinh vấn đề mất mát hoặc băng thông. Cáp quang vượt qua tất cả các thử nghiệm sẽ cung cấp dịch vụ nhanh chóng, đáng tin cậy trong nhiều năm.

Tính toán ngân sách suy hao liên kết và lựa chọn cáp

Khi thiết kế mạng cáp quang, điều quan trọng là phải tính toán tổng tổn thất liên kết để đảm bảo có đủ năng lượng cho ánh sáng được phát hiện ở đầu nhận. Ngân sách suy hao liên kết tính đến tất cả suy hao trong liên kết, bao gồm suy hao cáp quang, suy hao đầu nối, suy hao mối nối và bất kỳ suy hao thành phần nào khác. Tổng tổn thất liên kết phải nhỏ hơn tổn thất có thể chịu được trong khi vẫn duy trì đủ cường độ tín hiệu, được gọi là "ngân sách năng lượng".

 

Suy hao liên kết được đo bằng decibel trên kilômét (dB/km) đối với bước sóng nguồn sáng và sợi quang cụ thể được sử dụng. Các giá trị suy hao điển hình cho các loại sợi quang và bước sóng phổ biến là: 

 

• Sợi đơn mode (SM) @ 1310 nm - 0.32-0.4 dB/km      
• Sợi đơn mode (SM) @ 1550 nm - 0.25 dB/km 
• Sợi đa chế độ (MM) @ 850 nm - 2.5-3.5 dB/km 

 

Suy hao đầu nối và mối nối là một giá trị cố định cho tất cả các liên kết, khoảng -0.5 dB trên mỗi cặp đầu nối được ghép nối hoặc khớp nối. Số lượng đầu nối phụ thuộc vào độ dài liên kết vì các liên kết dài hơn có thể yêu cầu nối nhiều đoạn sợi quang.  

 

Ngân sách năng lượng liên kết phải tính đến phạm vi công suất của máy phát và máy thu, giới hạn an toàn năng lượng và bất kỳ tổn thất bổ sung nào từ cáp vá, bộ suy giảm sợi quang hoặc các thành phần hoạt động. Phải có đủ công suất máy phát và độ nhạy máy thu để liên kết hoạt động hiệu quả với một số giới hạn an toàn, thường là khoảng 10% tổng ngân sách.

 

Dựa trên ngân sách suy hao liên kết và các yêu cầu về công suất, phải chọn loại sợi quang và bộ phát/bộ thu thích hợp. Cáp quang đơn mode nên được sử dụng cho khoảng cách xa hoặc băng thông cao do suy hao thấp hơn, trong khi cáp quang đa chế độ có thể hoạt động cho các liên kết ngắn hơn khi ưu tiên chi phí thấp hơn. Nguồn sáng và máy thu sẽ chỉ định kích thước và bước sóng lõi sợi quang tương thích. 

 

Cáp ngoài trời cũng có thông số kỹ thuật suy hao cao hơn, do đó phải điều chỉnh ngân sách suy hao liên kết để bù đắp khi sử dụng các đoạn cáp ngoài trời. Chọn thiết bị và đầu nối hoạt động được xếp hạng ngoài trời để tránh hư hỏng do độ ẩm và thời tiết trong các liên kết này. 

 

Các liên kết sợi quang chỉ có thể hỗ trợ một lượng suy hao hữu hạn trong khi vẫn cung cấp đủ năng lượng để truyền tín hiệu có thể đọc được đến máy thu. Bằng cách tính toán tổng tổn thất liên kết từ tất cả các yếu tố suy giảm và chọn các thành phần có giá trị tổn thất tương thích, mạng cáp quang hiệu quả và đáng tin cậy có thể được thiết kế và triển khai. Mất mát vượt quá ngân sách năng lượng sẽ dẫn đến suy giảm tín hiệu, lỗi bit hoặc lỗi liên kết hoàn toàn. 

Tiêu chuẩn ngành sợi quang 

Tiêu chuẩn cho công nghệ cáp quang được phát triển và duy trì bởi một số tổ chức, bao gồm:

1. Hiệp hội Công nghiệp Viễn thông (TIA)

Tạo tiêu chuẩn cho các sản phẩm kết nối như cáp quang, đầu nối, mối nối và thiết bị kiểm tra. Các tiêu chuẩn TIA xác định các yêu cầu về hiệu suất, độ tin cậy và an toàn. Các tiêu chuẩn sợi chính bao gồm TIA-492, TIA-568, TIA-606 và TIA-942.

 

• TIA-568 - Tiêu chuẩn cáp viễn thông tòa nhà thương mại từ TIA bao gồm các yêu cầu thử nghiệm và lắp đặt đối với cáp đồng và cáp quang trong môi trường doanh nghiệp. TIA-568 chỉ định các loại cáp, khoảng cách, hiệu suất và phân cực cho các liên kết sợi quang. Tham khảo tiêu chuẩn ISO/IEC 11801.
• TIA-604-5-D - Tiêu chuẩn khả năng tương thích của đầu nối sợi quang (FOCIS) chỉ định hình dạng, kích thước vật lý, thông số hiệu suất của đầu nối MPO để đạt được khả năng tương tác giữa các nguồn và cáp. FOCIS-10 tham chiếu MPO 12 sợi quang và FOCIS-5 tham chiếu Đầu nối MPO 24 sợi quang được sử dụng trong cáp quang học song song 40/100G và hệ thống cáp hệ thống MPO.

2. Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế (IEC)

Phát triển các tiêu chuẩn cáp quang quốc tế tập trung vào hiệu suất, độ tin cậy, an toàn và thử nghiệm. IEC 60794 và IEC 61280 đề cập đến thông số kỹ thuật của cáp quang và đầu nối.

 

• ISO / IEC 11801 - Hệ thống cáp chung quốc tế cho tiêu chuẩn cơ sở của khách hàng. Xác định thông số kỹ thuật hiệu suất cho các loại sợi khác nhau (đa chế độ OM1 đến OM5, chế độ đơn OS1 đến OS2). thông số kỹ thuật trong 11801 được thông qua trên toàn cầu và được tham chiếu bởi TIA-568.
• IEC 61753-1 - Các thiết bị kết nối cáp quang và tiêu chuẩn hoạt động của các thành phần thụ động. Chỉ định các thử nghiệm và quy trình thử nghiệm để đánh giá hiệu suất quang của đầu nối sợi quang, bộ điều hợp, bộ bảo vệ mối nối và kết nối thụ động khác được sử dụng trong các liên kết sợi quang. Được tham chiếu bởi Telcordia GR-20-CORE và các tiêu chuẩn cáp.

3. Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU)

Một cơ quan của Liên Hợp Quốc thiết lập các tiêu chuẩn cho công nghệ viễn thông, bao gồm cả cáp quang. ITU-T G.651-G.657 cung cấp thông số kỹ thuật cho các loại và đặc tính của sợi quang đơn mode.

  

4. Viện Kỹ sư Điện và Điện tử (IEEE)

Ban hành các tiêu chuẩn cho công nghệ cáp quang liên quan đến trung tâm dữ liệu, thiết bị mạng và hệ thống giao thông. IEEE 802.3 định nghĩa các tiêu chuẩn cho mạng ethernet sợi quang.

 

• IEEE 802.3 - Tiêu chuẩn Ethernet của IEEE sử dụng cáp quang và giao diện. Thông số kỹ thuật phương tiện sợi quang cho 10GBASE-SR, 10GBASE-LRM, 10GBASE-LR, 40GBASE-SR4, 100GBASE-SR10 và 100GBASE-LR4 được phác thảo dựa trên các loại sợi quang OM3, OM4 và OS2. Kết nối MPO/MTP được chỉ định cho một số phương tiện sợi quang. 

5. Hiệp hội Công nghiệp Điện tử (EIA)

Làm việc với TIA để phát triển các tiêu chuẩn cho các sản phẩm kết nối, với EIA-455 và EIA/TIA-598 tập trung vào đầu nối sợi quang và nối đất. 

6. Telcordia/Bellcore

Tạo ra các tiêu chuẩn cho thiết bị mạng, hệ thống cáp bên ngoài nhà máy và cáp quang văn phòng trung tâm tại Hoa Kỳ. GR-20 cung cấp các tiêu chuẩn về độ tin cậy cho cáp quang. 

 

• Telcordia GR-20-CORE - Tiêu chuẩn Telcordia (trước đây là Bellcore) quy định các yêu cầu đối với hệ thống cáp quang được sử dụng trong mạng của nhà cung cấp dịch vụ, văn phòng trung tâm và nhà máy bên ngoài. Tham khảo các tiêu chuẩn TIA và ISO/IEC nhưng bao gồm các tiêu chuẩn bổ sung về phạm vi nhiệt độ, tuổi thọ, kết cấu cáp thả và kiểm tra hiệu suất. Cung cấp cho các nhà sản xuất thiết bị mạng và nhà mạng các hướng dẫn chung cho cơ sở hạ tầng cáp quang có độ tin cậy cao.

7. Bản tin RUS

• Bản tin RUS 1715E-810 - Thông số kỹ thuật cáp quang từ Dịch vụ tiện ích nông thôn (RUS) cung cấp hướng dẫn thiết kế, lắp đặt và thử nghiệm hệ thống cáp quang cho các tiện ích. Dựa trên các tiêu chuẩn ngành nhưng bao gồm các yêu cầu bổ sung xung quanh vỏ hộp nối, phần cứng gắn, ghi nhãn, liên kết/nối đất cho môi trường mạng tiện ích

 

Các tiêu chuẩn rất quan trọng đối với mạng cáp quang vì một số lý do: 

 

• Khả năng cộng tác - Các linh kiện đạt tiêu chuẩn giống nhau thì có thể hoạt động tương thích với nhau, không phụ thuộc vào nhà sản xuất. Các tiêu chuẩn đảm bảo máy phát, cáp và máy thu sẽ hoạt động như một hệ thống tích hợp.
• Độ tin cậy - Các tiêu chuẩn xác định các tiêu chí hiệu suất, phương pháp kiểm tra và các yếu tố an toàn để cung cấp mức độ tin cậy cho các thành phần và mạng cáp quang. Các sản phẩm phải đáp ứng bán kính uốn tối thiểu, độ căng kéo, phạm vi nhiệt độ và các thông số kỹ thuật khác để tuân thủ tiêu chuẩn. 
• Chất lượng - Các nhà sản xuất phải tuân thủ các tiêu chuẩn thiết kế, vật liệu và sản xuất để tạo ra các sản phẩm phù hợp. Điều này dẫn đến chất lượng sản phẩm sợi quang cao hơn, nhất quán hơn. 
• HỖ TRỢ - Thiết bị và mạng dựa trên các tiêu chuẩn được áp dụng rộng rãi sẽ có hỗ trợ lâu dài tốt hơn và có sẵn các bộ phận thay thế tương thích. Công nghệ độc quyền hoặc phi tiêu chuẩn có thể trở nên lỗi thời.

 

Khi mạng cáp quang và công nghệ tiếp tục mở rộng trên toàn cầu, các tiêu chuẩn nhằm đẩy nhanh tốc độ tăng trưởng thông qua khả năng tương tác, nâng cao chất lượng, độ tin cậy và hỗ trợ vòng đời. Đối với các mạng quan trọng có nhiệm vụ hiệu suất cao, các thành phần sợi quang dựa trên tiêu chuẩn là rất cần thiết. 

Tùy chọn dự phòng cho mạng cáp quang 

Đối với các mạng quan trọng yêu cầu thời gian hoạt động tối đa, dự phòng là điều cần thiết. Một số tùy chọn để kết hợp dự phòng vào mạng cáp quang bao gồm:

 

1. Nhẫn mạng tự phục hồi - Kết nối các nút mạng theo cấu trúc liên kết vòng với hai đường dẫn sợi quang độc lập giữa mỗi nút. Nếu một đường cáp quang bị cắt hoặc bị hỏng, lưu lượng sẽ tự động định tuyến lại theo hướng ngược lại xung quanh vòng. Phổ biến nhất trong các mạng lưới tàu điện ngầm và trung tâm dữ liệu. 
2. cấu trúc liên kết lưới - Mỗi nút mạng được kết nối với nhiều nút xung quanh tạo nên các đường kết nối dự phòng. Nếu bất kỳ đường dẫn nào bị lỗi, lưu lượng có thể định tuyến lại qua các nút khác. Tốt nhất cho các mạng trong khuôn viên nơi nhu cầu về thời gian ngừng hoạt động cao. 
3. định tuyến đa dạng - Lưu lượng dữ liệu chính và dự phòng đi qua hai đường dẫn vật lý khác nhau từ nguồn đến đích. Nếu đường dẫn chính bị lỗi, lưu lượng sẽ nhanh chóng chuyển sang đường dẫn dự phòng. Các thiết bị khác nhau, tuyến cáp và thậm chí cả đường dẫn địa lý được sử dụng để dự phòng tối đa. 
4. sao chép thiết bị - Thiết bị mạng quan trọng như bộ chuyển mạch và bộ định tuyến được triển khai theo bộ song song với cấu hình nhân đôi. Nếu một thiết bị bị lỗi hoặc cần bảo trì, thiết bị trùng lặp sẽ tiếp quản ngay lập tức để duy trì hoạt động của mạng. Yêu cầu nguồn điện kép và quản lý cấu hình cẩn thận. 
5. Đa dạng đường dẫn sợi quang - Nếu có thể, cáp quang cho các tuyến chính và tuyến dự phòng đi theo các tuyến cáp riêng biệt giữa các địa điểm. Điều này bảo vệ chống lại một điểm lỗi duy nhất trong bất kỳ đường dẫn nào do hư hỏng hoặc các vấn đề môi trường. Các cơ sở lối vào riêng biệt vào các tòa nhà và định tuyến cáp ở các phần khác nhau của khuôn viên được sử dụng. 
6. sao chép bộ phát đáp - Đối với các mạng cáp quang bao phủ khoảng cách xa, các bộ phát đáp hoặc bộ tái tạo khuếch đại được đặt khoảng 50-100 km một lần để duy trì cường độ tín hiệu. Các bộ tiếp sóng dự phòng (bảo vệ 1+1) hoặc các tuyến song song với các bộ tiếp sóng riêng biệt trên mỗi đường dẫn sẽ bảo vệ liên kết chống lại các lỗi bộ khuếch đại có thể làm gián đoạn lưu lượng. 

 

Với bất kỳ thiết kế dự phòng nào, việc chuyển đổi dự phòng tự động thành các thành phần dự phòng là cần thiết để khôi phục dịch vụ nhanh chóng trong trường hợp xảy ra lỗi. Phần mềm quản lý mạng chủ động giám sát các đường dẫn và thiết bị chính, ngay lập tức kích hoạt tài nguyên dự phòng nếu phát hiện lỗi. Dự phòng yêu cầu đầu tư bổ sung nhưng cung cấp thời gian hoạt động và khả năng phục hồi tối đa cho các mạng cáp quang quan trọng vận chuyển thoại, dữ liệu và video. 

 

Đối với hầu hết các mạng, sự kết hợp của các chiến lược dư thừa hoạt động tốt. Một vòng cáp quang có thể bị tắt các kết nối lưới, với các bộ định tuyến và công tắc trùng lặp trên các nguồn điện khác nhau. Bộ phát đáp có thể cung cấp dự phòng cho các liên kết đường dài giữa các thành phố. Với khả năng dự phòng toàn diện tại các điểm chiến lược trong mạng, độ tin cậy tổng thể và thời gian hoạt động được tối ưu hóa để đáp ứng các yêu cầu khắt khe. 

Ước tính chi phí cho mạng cáp quang 

Mặc dù mạng cáp quang yêu cầu đầu tư trả trước cao hơn so với cáp đồng, nhưng cáp quang mang lại giá trị lâu dài đáng kể thông qua hiệu suất, độ tin cậy và tuổi thọ cao hơn. Chi phí cho mạng cáp quang bao gồm:

 

• Chi phí vật liệu - Các loại cáp, đầu nối, vỏ mối nối, thiết bị mạng và các thành phần cần thiết cho một mạng cáp quang. Cáp quang đắt hơn trên mỗi foot so với cáp đồng, dao động từ 0.15 đô la đến hơn 5 đô la cho mỗi foot tùy thuộc vào loại. Các bảng vá lỗi, bộ chuyển mạch và bộ định tuyến được thiết kế cho cáp quang thường có giá gấp 2-3 lần so với các đơn vị đồng tương đương. 
• Chi phí lắp đặt - Nhân công và dịch vụ lắp đặt hạ tầng cáp quang bao gồm kéo, nối, đầu cáp, kiểm tra và xử lý sự cố. Chi phí lắp đặt dao động từ $150-500 cho mỗi đầu sợi quang, $750-$2000 cho mỗi mối nối cáp và $15,000 cho mỗi dặm lắp đặt cáp ngoài trời. Mạng phức tạp trong khu vực tắc nghẽn hoặc lắp đặt trên không làm tăng chi phí. 
• Chi phí liên tục - Chi phí vận hành, quản lý và bảo trì mạng cáp quang bao gồm điện năng, yêu cầu làm mát cho thiết bị đang hoạt động, thuê quyền ưu tiên truy cập và chi phí cho hệ thống giám sát/quản lý mạng. Hợp đồng bảo trì hàng năm để hỗ trợ cơ sở hạ tầng quan trọng dao động từ 10-15% chi phí thiết bị ban đầu. 

 

Mặc dù chi phí vật liệu và lắp đặt cho cáp quang cao hơn nhưng vòng đời của hệ thống cáp quang lại dài hơn đáng kể. Cáp quang có thể hoạt động trong 25-40 năm mà không cần thay thế so với chỉ 10-15 năm đối với cáp đồng và ít yêu cầu bảo trì tổng thể hơn. Nhu cầu băng thông cũng tăng gấp đôi sau mỗi 2-3 năm, nghĩa là bất kỳ mạng dựa trên đồng nào cũng sẽ yêu cầu thay thế hoàn toàn để nâng cấp dung lượng trong vòng đời có thể sử dụng của nó. 

 

Bảng dưới đây cung cấp so sánh chi phí cho các loại mạng cáp quang doanh nghiệp khác nhau:

 

Dạng kết nối	Chi phí vật liệu/Ft	Chi phí lắp đặt/Ft	Lifetime dự kiến
OS2 chế độ đơn	$ 0.50- $ 2	$5	25-40 năm
OM3 Đa chế độ	$ 0.15- $ 0.75	$ 1- $ 3	10-15 năm
OS2 với sợi 12 sợi	$ 1.50- $ 5	$ 10- $ 20	25-40 năm
mạng dự phòng	tiêu chuẩn 2-3 lần	tiêu chuẩn 2-3 lần	25-40 năm

 

Mặc dù hệ thống cáp quang đòi hỏi vốn ban đầu lớn hơn, nhưng lợi ích lâu dài về hiệu suất, tính ổn định và hiệu quả chi phí khiến cáp quang trở thành lựa chọn ưu việt cho các tổ chức trong tương lai 10-20 năm. Để có khả năng kết nối chắc chắn trong tương lai, thời gian hoạt động tối đa và tránh lỗi thời sớm, cáp quang cho thấy tổng chi phí sở hữu thấp hơn và lợi tức đầu tư cao khi mạng tăng quy mô về tốc độ và dung lượng theo thời gian.

Tương lai của cáp quang 

Công nghệ sợi quang tiếp tục phát triển nhanh chóng, cho phép các thành phần và ứng dụng mới. Các xu hướng hiện tại bao gồm việc mở rộng mạng không dây 5G, sử dụng rộng rãi hơn kết nối cáp quang đến tận nhà (FTTH) và sự phát triển của cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu. Những xu hướng này dựa trên các mạng cáp quang tốc độ cao, dung lượng lớn và sẽ thúc đẩy sự đổi mới hơn nữa trong các thành phần và mô-đun sợi quang để đáp ứng nhu cầu băng thông ngày càng tăng.

 

Các đầu nối, bộ chuyển mạch, bộ phát và bộ thu sợi quang mới đang được phát triển để xử lý tốc độ dữ liệu cao hơn và mật độ kết nối lớn hơn. Bộ khuếch đại quang học và các nguồn laser thay thế đang được tối ưu hóa để tăng cường tín hiệu trên khoảng cách xa hơn mà không cần bộ lặp. Sợi hẹp hơn và sợi đa lõi trong một sợi cáp sẽ tăng băng thông và dung lượng dữ liệu. Những tiến bộ trong kỹ thuật nối, kiểm tra và làm sạch sợi quang nhằm mục đích giảm hơn nữa tình trạng mất tín hiệu để có hiệu suất đáng tin cậy hơn.  

 

Các ứng dụng tiềm năng trong tương lai của công nghệ sợi quang rất thú vị và đa dạng. Cảm biến sợi quang tích hợp có thể cho phép theo dõi sức khỏe liên tục, điều hướng chính xác và tự động hóa nhà thông minh. Công nghệ Li-Fi sử dụng ánh sáng từ sợi quang học và đèn LED để truyền dữ liệu không dây với tốc độ cao. Các thiết bị y sinh mới có thể sử dụng sợi quang để tiếp cận các khu vực khó tiếp cận trong cơ thể hoặc kích thích các dây thần kinh và mô. Điện toán lượng tử cũng có thể tận dụng các liên kết sợi quang giữa các nút.

 

Xe tự lái có thể sử dụng con quay hồi chuyển sợi quang và cảm biến để điều hướng đường. Những tiến bộ trong công nghệ laser sợi quang có thể cải thiện các kỹ thuật sản xuất khác nhau như cắt, hàn, đánh dấu cũng như vũ khí laser. Công nghệ thiết bị đeo được và hệ thống thực tế ảo/tăng cường có thể kết hợp màn hình sợi quang và thiết bị đầu vào để mang lại trải nghiệm nhập vai trọn vẹn. Nói một cách đơn giản, khả năng của cáp quang đang giúp thúc đẩy sự đổi mới trong hầu hết mọi lĩnh vực công nghệ.

 

Khi các mạng cáp quang ngày càng được kết nối và tích hợp vào cơ sở hạ tầng trên toàn thế giới, các khả năng trong tương lai vừa mang tính biến đổi vừa gần như vô hạn. Những cải tiến liên tục về chi phí, hiệu quả và khả năng sẽ cho phép công nghệ sợi quang tiếp tục xúc tác cho sự thay đổi và nâng cao cuộc sống ở cả các khu vực phát triển và đang phát triển trên toàn cầu. Tiềm năng đầy đủ của sợi quang vẫn chưa được nhận ra.

Thông tin chi tiết từ các chuyên gia

Các cuộc phỏng vấn với các chuyên gia về cáp quang cung cấp nhiều kiến ​​thức về xu hướng công nghệ, các phương pháp phổ biến và bài học rút ra từ nhiều năm kinh nghiệm. Các cuộc phỏng vấn sau đây nêu bật lời khuyên cho những người mới tham gia vào ngành cũng như các nhà quản lý công nghệ thiết kế hệ thống kết nối dữ liệu. 

 

Phỏng vấn John Smith, RCDD, Cố vấn cấp cao, Corning

 

Hỏi: Xu hướng công nghệ nào đang tác động đến mạng cáp quang?

Trả lời: Chúng tôi nhận thấy nhu cầu về cáp quang ngày càng tăng trong các trung tâm dữ liệu, cơ sở hạ tầng không dây và thành phố thông minh. Tăng trưởng băng thông với 5G, IoT và video 4K/8K đang thúc đẩy triển khai cáp quang nhiều hơn... 

 

Q: Bạn thường thấy những lỗi nào?

Trả lời: Khả năng hiển thị tài liệu mạng kém là một vấn đề phổ biến. Việc không dán nhãn và theo dõi đúng cách các bảng vá lỗi sợi quang, các kết nối và điểm cuối khiến cho việc di chuyển/thêm/thay đổi tốn nhiều thời gian và rủi ro hơn...  

 

Q: Bạn sẽ đưa ra những lời khuyên nào cho những người mới tham gia vào ngành?

A: Tập trung vào việc học tập liên tục. Kiếm các chứng chỉ vượt quá trình độ đầu vào để nâng cao kỹ năng của bạn. Cố gắng tích lũy kinh nghiệm trong cả việc triển khai sợi thực vật bên trong và bên ngoài nhà máy... Kỹ năng giao tiếp và tài liệu tốt cũng quan trọng không kém đối với sự nghiệp kỹ thuật. Xem xét cả chuyên môn về trung tâm dữ liệu và nhà cung cấp dịch vụ/viễn thông để mang lại nhiều cơ hội nghề nghiệp hơn...

 

H: Tất cả các kỹ thuật viên nên tuân theo những phương pháp hay nhất nào?

Trả lời: Tuân thủ các tiêu chuẩn ngành đối với tất cả các quy trình lắp đặt và thử nghiệm. Duy trì thực hành an toàn thích hợp. Cẩn thận dán nhãn và ghi lại công việc của bạn ở mỗi bước. Sử dụng các công cụ chất lượng cao và thiết bị kiểm tra phù hợp với công việc. Giữ cho các sợi quang và đầu nối luôn sạch sẽ—ngay cả những chất gây ô nhiễm nhỏ cũng gây ra những vấn đề lớn. Xem xét cả nhu cầu hiện tại cũng như khả năng mở rộng trong tương lai khi thiết kế hệ thống...

Kết luận

Cáp quang cung cấp nền tảng vật lý để truyền dữ liệu tốc độ cao cho phép thế giới ngày càng kết nối của chúng ta. Những tiến bộ trong công nghệ cáp quang và thành phần đã tăng băng thông và khả năng mở rộng trong khi giảm chi phí, cho phép triển khai hiệu quả hơn trên các mạng viễn thông đường dài, trung tâm dữ liệu và thành phố thông minh.  

  

Tài nguyên này nhằm mục đích giáo dục người đọc về các yếu tố cần thiết của kết nối cáp quang từ các khái niệm cơ bản đến thực tiễn lắp đặt và xu hướng trong tương lai. Bằng cách giải thích cách thức hoạt động của cáp quang, các tiêu chuẩn và loại có sẵn cũng như các cấu hình cáp phổ biến, những người mới tham gia lĩnh vực này có thể hiểu các tùy chọn cho các nhu cầu kết nối mạng khác nhau. Các cuộc thảo luận về chấm dứt, nối và thiết kế lộ trình cung cấp những cân nhắc thực tế cho việc thực hiện và quản lý.  

 

Các quan điểm của ngành làm nổi bật các ứng dụng mới nổi của cáp quang cho mạng không dây 5G, IoT và video cùng với các kỹ năng và chiến lược để thúc đẩy sự nghiệp của bạn. Mặc dù các mạng cáp quang yêu cầu kiến ​​thức kỹ thuật quan trọng và độ chính xác để thiết kế và triển khai, phần thưởng của việc truy cập nhanh hơn vào nhiều dữ liệu hơn trong khoảng cách xa hơn đảm bảo rằng tầm quan trọng của cáp quang sẽ tiếp tục tăng lên.

 

Để đạt được hiệu suất mạng cáp quang tối ưu, yêu cầu chọn các thành phần phù hợp với nhu cầu về băng thông và khoảng cách của bạn, cài đặt cẩn thận để tránh mất hoặc hỏng tín hiệu, lập tài liệu cơ sở hạ tầng đầy đủ và lập kế hoạch trước để tăng công suất và các tiêu chuẩn cáp mới. Tuy nhiên, đối với những người có đủ kiên nhẫn và năng khiếu để làm chủ sự phức tạp của nó, sự nghiệp tập trung vào kết nối cáp quang có thể mở rộng hoạt động mạng, thiết kế sản phẩm hoặc đào tạo nhân tài mới trong các ngành đang bùng nổ. 

  

Tóm lại, hãy chọn các giải pháp cáp quang phù hợp với yêu cầu kỹ năng và mạng của bạn. Cài đặt, quản lý và mở rộng quy mô các liên kết cáp quang của bạn một cách hợp lý để đạt được những lợi ích đáng kể với sự gián đoạn tối thiểu. Tiếp tục học hỏi về đổi mới công nghệ và ứng dụng để xây dựng giá trị chiến lược. Sợi quang củng cố tương lai của chúng ta, cho phép trao đổi thông tin ngay lập tức giữa nhiều người, nhiều địa điểm và nhiều thứ hơn bao giờ hết. Đối với việc truyền dữ liệu tốc độ cao qua các phương tiện liên lạc toàn cầu, sợi quang chiếm ưu thế tối cao cả hiện tại và trong nhiều thập kỷ tới.