Từ khóa

Tin Công nghệ - Kỹ thuật


Tìm hiểu về cấu tạo cáp quang

Cáp quang là một loại cáp viễn thông làm bằng thủy tinh hoặc nhựa, sử dụng ánh sáng để truyền tín hiệu. Cáp quang dài, mỏng thành phần của thủy tinh trong suốt bằng đường kính của một sợi tóc. Chúng được sắp xếp trong bó được gọi là cáp quang và được sử dụng để truyền tín hiệu trong khoảng cách rất xa. Không giống như cáp đồng truyền tín hiệu bằng điện, cáp quang ít bị nhiễu, tốc độ cao (đây là tốc độ truyền dữ liệu, phân biệt với tốc độ tín hiệu) và truyền xa hơn.

Cấu tạo cáp quang

Cáp quang có cấu tạo gồm dây dẫn trung tâm là sợi thủy tinh hoặc plastic đã được tinh chế nhằm cho phép truyền đi tối đa các tín hiệu ánh sáng. Sợi quang được tráng một lớp lót nhằm phản chiếu tốt các tín hiệu ánh sáng và hạn chế sự gẫy gập của sợi cáp quang.

cấu tạo cáp quang

Cáp quang gồm các phần sau

- Core: Trung tâm phản chiếu của sợi quang nơi ánh sáng đi

- Cladding: Vật chất quang bên ngoài bao bọc lõi mà phản xạ ánh sáng trở lại vào lõi.

- Buffer coating: Lớp phủ dẻo bên ngoài bảo vệ sợi không bị hỏng và ẩm ướt

- Jacket: Hàng trăm hay hàng ngàn sợi quang được đặt trong bó gọi là Cáp quang. Những bó này được bảo vệ bởi lớp phủ bên ngoài của cáp được gọi là jacket.

cấu tạo cáp quang

Hai loại cáp quang phổ biến là GOF (Glass Optical Fiber) – cáp quang làm bằng thuỷ tinh và POF (Plastic Optical Fiber) – cáp quang làm bằng plastic. POF có đường kính core khá lớn khoảng 1 mm, sử dụng cho truyền dẫn tín hiệu khoảng cách ngắn, mạng tốc độ thấp. Trên các tài liệu kĩ thuật, bạn thường thấy cáp quang GOF ghi các thông số 9/125 µm, 50/125 µm hay 62,5/125 µm, đây là đường kính của core/cladding; còn primary coating có đường kính mặc định là 250 µm.

Bảo vệ sợi cáp quang là lớp vỏ ngoài gồm nhiều lớp khác nhau tùy theo cấu tạo, tính chất của mỗi loại cáp. Nhưng có ba lớp bảo vệ chính là lớp chịu lực kéo (strength member), lớp vỏ bảo vệ ngoài (buffer) và lớp áo giáp (jacket) – tùy theo tài liệu sẽ có tên gọi khác nhau. Strength member là lớp chịu nhiệt, chịu kéo căng, thường làm từ các sợi Kevlar. Buffer thường làm bằng nhựa PVC, bảo vệ tránh va đập, ẩm ướt. Lớp bảo vệ ngoài cùng là Jacket. Mỗi loại cáp, tùy theo yêu cầu sử dụng sẽ có thêm các lớp jacket khác nhau. Jacket có khả năng chịu va đập, nhiệt và chịu mài mòn, bảo vệ phần bên trong tránh ẩm ướt và các ảnh hưởng từ môi trường.

Có hai cách thiết kế khác nhau để bảo vệ sợi cáp quang là ống đệm không chặt (loose-tube) và ống đệm chặt (tight buffer).

Loose-tube thường dùng ngoài trời (outdoor), cho phép chứa nhiều sợi quang bên trong. Loose-tube giúp sợi cáp quang “giãn nở” trước sự thay đổi nhiệt độ, co giãn tự nhiên, không bị căng, bẻ gập ở những chỗ cong.

Tight-buffer thường dùng trong nhà (indoor), bao bọc khít sợi cáp quang (như cáp điện), giúp dễ lắp đặt khi thi công

Cáp quang xuyên đại dương

Đường dây cáp quang đầu tiên xuyên Đại Tây Dương sử dụng loại sợi quang TAT-8, được xây dựng và đi vào hoạt động năm 1988. Do có đường đi rất dài, nên đường dây cáp quang dưới biển được trang bị các bộ lặp tín hiệu đặc biệt, giúp tín hiệu được xuyên suốt. Mỗi một bộ lặp này được trang bị trên các sợi quang học, có một bộ khuếch đại quang học thể rắn, đo lường tín hiệu và điều chỉnh lỗi.

cấu tạo cáp quang
cấu tạo cáp quang

Tính đến năm 2012, các nhà khai thác đã lặp đặt thành công những tuyến cáp quang dưới biển dài tới 6000 km với vận tốc truyền dữ liệu lên tới 100 Gb/s.

Cho đến nay, các tuyến cáp biển đóng vai trò vô cùng quan trọng, liên kết vệ tinh ở nước ngoài chỉ chiếm 1% của lưu lượng truy cập Quốc tế, trong khi phần còn lại được thực hiện bởi cáp ngầm dưới biển. Trong khi liên kết vệ tinh chỉ cung cấp tốc độ vài megabit mỗi giây cùng độ trễ cao, thì tổng hiệu năng của các tuyến cáp biển có thể lên đến vài terabit mỗi giây cùng với độ tin cậy cao, độ trễ thấp.

Những tuyến cáp biển trị giá hàng trăm triệu USD không chỉ được các công ty xây dựng và vận hành chúng quan tâm vì lợi nhuận, mà còn được Chính phủ các Quốc gia xem như một trong những tài sản quốc gia cần được bảo vệ. Ví dụ như Chính phủ Úc xem hệ thống cáp biển của nước mình có tầm quan trọng và ảnh hưởng rất lớn với nền kinh tế quốc gia, do đó Chính phủ đã tạo ra những vùng bảo vệ đặc biệt để hạn chế cac sự cố có thể gây đứt cáp.

( Theo Thông Tin Công Nghệ)