Cáp quang là gì? Cấu tạo và cách hoạt động của cáp quang

1257
18-05-2020
Cáp quang là gì? Cấu tạo và cách hoạt động của cáp quang

Công nghệ ngày càng hiện đại và phát triển hơn, kéo theo sự phát triển vượt bậc của internet tốc độ cao cùng truyền hình TV HD… phục vụ nhu cầu làm việc, giải trí của con người. Từ đó kéo theo nhu cầu về băng thông mạng cũng tăng theo, các thuật ngữ về cáp quang, mạng cáp quang, internet cáp quang hay công nghệ truyền dẫn bằng cáp quang... được xuất hiện phổ biến hơn. Vậy cáp quang là gì? Cùng Bizfly Cloud tìm hiểu tổng quan về cáp quang, cũng như cấu tạo và ứng dụng của cáp quang trong công nghệ.

Cáp quang là gì?

Cáp quang được biết đến  là những sợi quang dài mỏng, tiết diện nhỏ, có đường kính chỉ bằng khoảng 1 sợi tóc. Sử dụng với mục đích chính là truyền tải dữ liệu bằng những xung ánh sáng, truyền được ở trên một dây dài làm bằng nhựa hoặc thủy tinh. Tín hiệu trong cáp quang không hề giống với cáp đồng có tín hiệu được truyền bằng điện, cáp quang ít bị nhiễu, truyền với tốc độ cao hơn và xa hơn. 

Cáp quang là gì? Cơ chế hoạt động và cấu tạo của cáp quang - Ảnh 1.

Tìm hiểu những thông tin chi tiết về cáp quang

Sợi quang không bị ảnh hưởng bởi vấn đề nhiễu điện từ. Cáp quang có ứng dụng được trong hiện tượng phản xạ ánh sáng. Được biết các sợi single mode sử dụng trong đường truyền dài còn sợi multimode dùng cho các khoảng cách ngắn hơn. Phần lớp bọc ở bên ngoài của loại sợi dây này cần được bảo vệ tốt hơn với dây kim loại. 

Sợi single mode được sử dụng để truyền đường dài còn sợi multimode được sử dụng cho khoảng cách ngắn hơn. Lớp bọc bên ngoài của loại sợi này cần có bảo vệ tốt hơn so với dây kim loại.

Cấu tạo của cáp quang

Cấu tạo của cáp quang bao gồm dây dẫn trung tâm chính là sợi thủy tinh hoặc plastic đã được tinh chế giúp cho phép truyền đi tối đa các tín hiệu ánh sáng. Sợi quang đã được tráng một lớp lót giúp phản chiếu tốt những tín hiệu.

Cáp quang là gì? Cơ chế hoạt động và cấu tạo của cáp quang - Ảnh 2

Cấu tạo chi tiết của cáp quang

  • Core: Trung tâm phản chiếu của sợi quang nơi ánh sáng đi qua
  • Cladding: Vật chất quang ở bên ngoài bao bọc lõi, phản xạ ánh sáng trở lại vào trong lõi.
  • Coating: Lớp phủ dẻo bên ngoài giúp bảo vệ sợi không bị ẩm, không bị hỏng từ môi trường.
  • Srength member (tạm dịch: thành phần gia cường): là lớp chịu nhiệt, chịu kéo căng, thường được làm từ những sợi tơ Aramit (Kevlar) kim loại có dạng sợi, hoặc một lớp băng thép mỏng đã dập gợn sóng thành hình sin.
  • Jacket: Với hàng trăm hay hàng ngàn sợi quang đã được đặt trong bó gọi là Cáp quang. Những bó này được bảo vệ bởi lớp phủ bên ngoài của cáp được gọi là jacket.

Các loại cáp quang phổ biến hiện nay

Các loại cáp quang khác nhau phụ thuộc vào chỉ số khúc xạ, vật liệu được sử dụng và phương thức truyền ánh sáng.

Phân loại dựa trên chỉ số khúc xạ:

  • Step Index: Loại này bao gồm một lõi được bao quanh bởi lớp bọc có chỉ số khúc xạ nhất định.
  • Graded Index: Chỉ số khúc xạ của sợi quang giảm khi khoảng cách xuyên tâm từ trục sợi tăng.

Phân loại dựa trên các vật liệu được sử dụng:

  • Sợi quang nhựa: polymethyl methacrylate là chất liệu cốt lõi để truyền ánh sáng.
  • Sợi thủy tinh: loại này bao gồm các sợi thủy tinh cực kỳ mịn.

Phân loại dựa trên chế độ truyền ánh sáng:

  • Single Mode: Những sợi này được sử dụng để truyền tín hiệu đường dài.
  • Multimode: Các sợi này được sử dụng để truyền tín hiệu khoảng cách ngắn.

Phân loại dựa trên sự kết hợp của các loại trên:

  • Step index-single mode
  • Graded index-Single mode 
  • Step index-Multimode
  • Graded index-Multimode
Cáp quang là gì? Cơ chế hoạt động và cấu tạo của cáp quang - Ảnh 3

Những loại cáp quang được dùng phổ biến hiện nay

Cơ chế hoạt động của cáp quang

Sợi quang hoạt động theo nguyên tắc phản xạ toàn phần (total internal reflection - TIR). Các tia sáng có thể được sử dụng để truyền một lượng dữ liệu khổng lồ. Các dây cáp quang được thiết kế sao cho chúng uốn cong tất cả các tia sáng vào bên trong (sử dụng TIR). Các tia sáng được truyền đi liên tục, bật ra khỏi các bức tường sợi quang và truyền dữ liệu từ điểm đầu đến điểm cuối. Cho dù tín hiệu ánh sáng cũng có khả năng bị suy giảm đi bởi khoảng cách (tùy thuộc vào độ tinh khiết của vật liệu được sử dụng), nhưng nó vẫn truyền tín hiệu tốt hơn so với cáp kim loại. 

Cáp quang là gì? Cơ chế hoạt động và cấu tạo của cáp quang - Ảnh 4

Cơ chế hoạt động của cáp quang

Một hệ thống cáp quang bao gồm các thành phần sau:

  • Máy phát: tạo ra các tín hiệu ánh sáng và mã hóa chúng phục vụ cho việc truyền tải.
  • Sợi quang: phương tiện để truyền xung ánh sáng (tín hiệu).
  • Bộ thu quang: nhận xung ánh sáng truyền (tín hiệu) và giải mã chúng.
  • Bộ tái tạo quang: cần thiết cho việc truyền dữ liệu đường dài.

Ưu điểm của cáp quang

  • Tiết kiệm chi phí
  • Mỏng và khó cháy
  • Tiêu thụ ít năng lượng hơn
  • Ít bị suy giảm tín hiệu
  • Nhẹ, linh hoạt

Nhược điểm của cáp quang

  • Nối cáp sẽ mất nhiều công đoạn, bắt buộc cáp phải thẳng không được gập.
  • Chi phí triển khia hàn, nối và thiết bị đầu cuối sẽ cao hơn so với cáp đồng. Tuy nhiên, công nghệ bấm rệp được triển khai nên tiết kiệm được nhiều chi phí và thời gian bảo dưỡng cũng nhanh hơn. 

Ứng dụng của cáp quang

Hiện nay cáp quang bao gồm 2 loại chính là Singlemode và Multimode và ứng dụng của mỗi loại này là hoàn toàn khác nhau. 

  • Singlemode: Với loại cáp quang này, người sử dụng có thể dùng với khoảng cách xa lên tới hàng nghìn km. Singlemode được dùng phổ biến trong các mạng điện thoại, mạng truyền hình cáp. Bởi vậy mà loại mạng cáp quang này được nhà cung cấp internet sử dụng trong nước và cả quốc tế. 
  • Multimode: Sử dụng khuếch đại trong khoảng cách ngắn (< 5km). Vì vậy mạng cáp quang này thường được sử dụng cho các doanh nghiệp, cơ quan, tổ chức, trường học...

Qua bài viết trên, các bạn đã có thể nắm rõ những thông tin về cấu tạo, ưu điểm, nhược điểm và ứng dụng của cáp quang. Hy vọng rằng sau bài viết này bạn đọc có thể tìm được cho mình một mạng cáp quang phù hợp nhất với doanh nghiệp của mình.

Tham khảo: https://byjus.com/physics/what-is-optical-fiber/

Những nỗ lực chuyển đổi từ mô hình truyền thống sang mô hình online để ứng phó kịp thời với dịch Covid-19 có thể sẽ thất bại nếu không thể đảm bảo NHANH VÀ NGAY. Áp dụng ngay các giải pháp tự động, đồng bộ, tích hợp sẵn sàng, việc triển khai có thể chỉ tính bằng PHÚT, sử dụng vài THAO TÁC đơn giản. Các giải pháp được VCCorp khuyên dùng:

1. Giải pháp Máy chủ ảo Cloud Server lưu trữ ứng dụng, phần mềm, website... khởi tạo chỉ 45 giây, giá chỉ từ 3000đ/ngày

2. Giải pháp Tăng tốc độ website tới 16 lần, không còn tình trạng trang tải chậm khi quá tải truy cập: CDN chỉ từ 800đ/GB

3. Các giải pháp mở rộng hệ thống, tăng giảm máy chủ, băng thông tự động: Load Balancer, Auto-scaling....

4. Tích hợp sẵn sàng với các công cụ quản lý, bán hàng tự động: chatbot, CRM, botbanhang, Ticket...

>>> Tìm hiểu ngay tại đây

SHARE