Cáp quang là gì? Trong thời đại kỹ thuật số ngày nay, cáp quang đang trở thành một công nghệ quan trọng trong việc truyền tải dữ liệu internet tốc độ cao. Với khả năng truyền tải dữ liệu với tốc độ nhanh và độ tin cậy cao, cáp quang đã thay đổi cách thức chúng ta truyền tải thông tin. Bài viết sau đây, Viettuans.vn sẽ cung cấp cho bạn đọc cái nhìn chi tiết về công nghệ cáp quang và tầm quan trọng của mạng cáp quang trong cuộc sống hiện nay.
1. Cáp quang là gì? Mạng cáp quang là gì?
1.1 Cáp quang là gì?
Cáp quang là một loại cáp viễn thông sử dụng ánh sáng để truyền tín hiệu. Chắc hẳn bạn đọc đã từng nghe khái niệm Tốc độ ánh sáng. Tức cáp quang là loại cáp sở hữu những ưu điểm vượt trội hơn hẳn cáp đồng truyền thống về tốc độ truyền tải nhanh, độ tin cậy cao, không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ và khả năng truyền tải tín hiệu qua khoảng cách rất xa.
1.2 Mạng cáp quang là gì?
Mạng cáp quang là việc sử dụng cáp quang để nâng cao chất lượng đường truyền Internet thông qua Router cân bằng tải và Modem. Khách hàng hay doanh nghiệp có thể truy cập internet tốc độ cao để trải nghiệm giải trí chất lượng cao hay đảm bảo độ ổn định của công việc hay việc chia sẻ, cộng tác qua mạng.
Tìm hiểu thêm: Switch quang là gì? | Phân loại - Ứng dụng - Ưu điểm
2. Cấu tạo của cáp quang
Cáp quang có 5 thành phần chính trong cấu tạo, bao gồm:
- Lõi (Core): Lõi cáp quang đóng vai trò chính trong việc truyền dẫn ánh sáng. Được chế tạo từ các sợi thủy tinh hoặc plastic, Lõi là phần trung tâm phản chiếu của sợi quang.
- Lớp phản xạ ánh sáng (Cladding): Lớp này bao bọc lớp core, đóng vai trò bảo vệ và phản xạ ánh sáng hướng về lõi core.
- Lớp phủ (coating): Đây là lớp phủ nhựa PVC bên ngoài, mục đích bảo vệ phần Core và lớp cladding bên trong. Lớp phủ sẽ ngăn bụi bẩn, hơi nước có thể xâm nhập vào bên trong; tăng độ bền bằng cách giảm thiểu sự gãy gập hay uốn cong của sợi cáp.
- Thành phần gia cường (Strength member): Lớp gia cường thường được làm từ sợi tơ Aramit (Kevlar), dập gợn sóng thành hình sin. Lớp gia cường bằng Aramit cũng cải thiện khả năng chịu nhiệt, chịu kéo căng của cáp.
- Lớp vỏ ngoài (Outer Jacket): Đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ phần lõi và các lớp phủ bảo vệ trên khỏi những tác động trực tiếp từ môi trường bên ngoài như các tác động vật lý (Va đập), khí hậu, động vật…
3. Ưu/ nhược điểm của mạng cáp quang là gì?
Việc sử dụng cáp quang trong việc truyền dẫn internet sở hữu những ưu điểm đáng chú ý như:
- Kích thước và trọng lượng của cáp quang nhỏ hơn rất nhiều so với cáp đồng thông thường, dễ dàng lắp đặt.
- Dung lượng tải cao hơn vì sợi quang mỏng hơn cáp đồng, cho phép nhiều kênh truyền tải đi qua.
- Tốc độ internet vượt trội so với cáp đồng.
- Độ ổn định cao, không bị nhiễu bởi các tín hiện điện từ, điện, bức xạ ánh sáng.
- Cực kỳ an toàn với người sử dụng do đường truyền bằng ánh sáng, hoàn toàn không có điện.
- Độ bền cao, sử dụng lâu dài trong nhiều điều kiện khắc nghiệt của môi trường và thời tiết.
- Dễ dàng nâng cấp tốc độ đường truyền.
- Bảo mật thông tin tốt.
- Sử dụng nguồn điện cấp thấp hơn cáp đồng.
Tuy nhiên cáp quang vẫn tồn tại những điểm yếu như:
- Quá trình nối cáp quang khó khăn hơn so với cáp đồng, dây cáp dẫn cần phải càng thẳng càng tốt.
- Sửa chữa hỏng hóc trên đường truyền khá phức tạp do kích thước sợi quang nhỏ. Đòi hỏi kinh nghiệm, tay nghề cao và dụng cụ chuyên dụng đối với người thợ kỹ thuật.
Tìm hiểu thêm: Cáp quang OPGW là gì? Đặc tính của cáp quang OPGW
4. Cách thức hoạt động của mạng cáp quang
Một hệ thống cáp quang chi tiết sẽ bao gồm các thành phần sau:
- Máy phát: Tạo ra các tín hiệu ánh sáng và mã hóa chúng cho công đoạn truyền tải.
- Sợi quang: Đường truyền xung ánh sáng (tín hiệu).
- Bộ thu quang: Thu nhận xung ánh sáng và giải mã chúng.
- Bộ tái tạo quang: Hỗ trợ việc truyền dữ liệu đường dài.
Cáp quang hoạt động trên cơ chế phản xạ toàn phần (Total internal reflection), cho phép truyền tải số lượng lớn dữ liệu thông qua các tia sáng. Các sợi quang được thiết kế để có thể uốn cong và giữ cho các tia sáng bên trong chúng, sử dụng lý thuyết của phản xạ toàn phần.
Tia sáng lần lượt được truyền đi, bật ra khỏi các vách sợi quang và truyền tải dữ liệu từ đầu nguồn đến điểm đích. Tín hiệu ánh sáng có thể bị suy giảm do khoảng cách song khả năng truyền tải dữ liệu của cáp quang vẫn tốt hơn rất nhiều so với các loại cáp kim loại.
Tìm hiểu chủ đề liên quan: Profinet là gì? Phân biệt Profinet và Ethernet
5. Phân loại các dòng cáp quang hiện nay
5.1 Phân loại cáp quang dựa trên đường kính lõi
Dựa vào đường kính lõi, cáp quang có 2 dạng chính là: Cáp quang Single Mode và Cáp quang Multimode.
- Cáp quang Single Mode: Đường kính lõi của dòng Single mode rất nhỏ (khoảng 9 micro), truyền được một bước sóng và không xảy ra hiện tượng tán sắc. Cáp quang Single Mode sử dụng nguồn sáng laser truyền tia sáng xuyên suốt, theo phương song song trục. Vì vậy tốc độ truyền tín hiệu luôn ở mức cao nhất và tín hiệu rất ít khi bị suy giảm. Cáp quang Single Mode là lựa chọn hàng đầu cho khoảng cách kết nối xa hàng nghìn km, không cần khuếch đại.
- Cáp quang Multimode: Cáp quang Multimode có đường kính lõi lớn gấp 6 - 8 lần so với cáp quang SM. Vì vậy cáp quang MM có thể truyền được nhiều bước sóng trong lõi bao gồm: 1300nm, 850nm. Cáp quang Multimode có hai kiểu truyền chính là: chiết xuất bước và chiết xuất liên tục. Cáp quang Multimode được sử dụng cho truyền tải tín hiệu trong khoảng cách ngắn, tối thiểu < 5Km.
Đọc thêm: Bộ chuyển đổi quang điện là gì? Phân loại các bộ chuyển đổi quang điện phổ biến hiện nay
5.2 Phân loại cáp quang dựa trên cách kết nối nhà mạng cung cấp
Dựa trên cách kết nối mà nhà mạng cung cấp cho người dùng cá nhân hay tổ chức, có thể phân loại cáp quang với 3 dòng chính FTTH, FTTB và FTTC.
FTTH (Fiber to the Home)
FTTH hay Fiber to the Home là dạng kết nối cáp quang thông dụng nhất, kết nối trực tiếp từ nhà mạng cung cấp (ISP) đến hộ gia đình hoặc doanh nghiệp sử dụng.
Để nhận biết một hộ gia đình hay doanh nghiệp có sử dụng kết nối cáp quang FTTH hay không khá đơn giản. Bạn chỉ cần chú ý vị trí đặt Router có xuất hiện 2 sợi quang FTTH (Như hình) được nối vào bộ Converter Quang (Tên gọi khác như Optical Converter hay Media Converter) trước khi được kết nối vào Router người dùng. Hiện nay một số dòng thiết bị hiện đại không cần sử dụng bộ converter mà nối thẳng vào thiết bị mạng luôn.
FTTB (Fiber to the Building)
FTTB là cách kết nối sử dụng cáp quang để nối từ nhà mạng đến một thùng tín hiệu, còn từ thùng này đến từng căn hộ thì sử dụng cáp đồng. Chi phí của dạng kết nối này rẻ hơn khá nhiều so với loại hình FTTH, được các nhà mạng lựa chọn để giảm giá các gói cước xuống thấp hơn giúp tiếp cận nhiều khách hàng.
FTTB được tích hợp công nghệ gọi là DLM (Dynamic line management) - Hệ thống tự động đảm bảo sự ổn định của kết nối và tốc độ truyền tải.
FTTC (Fiber to the Cabinet)
FTTC hay Fiber to the Cabinet cũng có đặc điểm tương đồng với FTTB, điểm khác biệt của hai dòng này nằm ở độ dài của cáp đồng được sử dụng để kết nối với các hộ gia đình tính từ thùng tín hiệu. Thông thường FTTC sẽ sử dụng đoạn cáp đồng dài tối đa 300m.
FTTN (Fiber to the Node)
FTTN là viết tắt của Fiber to the Node (Cáp quang đến Nút mạng) cũng cùng chung đặc điểm với hai dòng FTTB và FTTC. Điểm khác biệt ở đây nằm ở đoạn cáp đồng được sử dụng có thể dài hơn 300m.
5.3 So sánh tốc độ truyền dẫn internet giữa FTTH - FTTB - FTTC - FTTN
Bạn đọc có thể tham khảo hình minh họa trên để so sánh tốc độ giữa 4 dòng cáp quang. Để so sánh tốc độ truyền dẫn internet của 4 dạng cáp quang trên, ta chỉ cần quan tâm đến độ dài của đoạn cáp đồng. Đoạn cáp đồng sẽ ảnh hưởng khá nhiều tới tốc độ truyền tải tín hiệu: Cáp đồng càng dài đồng nghĩa với điện trở càng lớn, vì vậy tín hiệu kết nối sẽ bị giảm đi.
Vì vậy dựa trên sơ đồ trên, chắc hẳn bạn đọc có thể dễ dàng sắp xếp tốc độ truyền internet của 4 dạng cáp quang theo chiều từ cao đến thấp: FTTH > FTTB > FTTC > FTTN.
Tìm hiểu cách kiểm tra tốc độ mạng: Top 7 phần mềm test tốc độ mạng tốt nhất
6. So sánh cáp quang và cáp đồng thông thường
Tiêu chí |
Cáp quang FTTH |
Cáp đồng ADSL |
Môi trường truyền tín hiệu |
Ánh sáng. |
Tín hiệu điện. |
Tốc độ truyền dẫn |
Tối đa là 10 Gbps, tốc độ Download = Tốc độ Upload. |
Tối đa 20 Mbps, tốc độ Download > Tốc độ Upload. |
Tốc độ truyền ra quốc tế được cam kết |
Lớn hơn hoặc bằng 256Kbps. |
Không có cam kết. |
Độ bảo mật, - Độ an toàn |
|
|
Chiều dài cáp |
Lên đến 10km. |
Tối đa 500m. |
Độ ổn định |
|
|
Khả năng download và upload |
|
|
7. Ứng dụng thực tế của cáp quang hiện nay
Hiện nay cáp quang đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong:
- Ứng dụng trong kết nối internet tốc độ cao.
- Ứng dụng trong truyền hình cáp.
- Ứng dụng trong điện thoại.
- Ứng dụng trong phẫu thuật và nha khoa.
- Ứng dụng trong chiếu sáng và trang trí.
- Ứng dụng trong kiểm tra cơ khí.
- Ứng dụng trong quân sự và hàng không vũ trụ.
- Ứng dụng trong công nghiệp ô tô.
Tổng kết
Trên đây là toàn bộ thông tin được Viettuans.vn biên soạn về chủ đề Cáp quang là gì?. Hi vọng rằng bạn đọc đã có đầy đủ những kiến thức cần thiết để hiểu rõ khái niệm trên. Nếu còn bất kỳ thắc mắc nào - Liên hệ ngay cho chúng tôi để được hỗ trợ giải đáp tốt nhất.
Bài viết hay, rất hữu ích.