Mạng ngoại vi và truy nhập P3

Chia sẻ: Khinh Kha Kha | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:20

0
82
lượt xem
37
download

Mạng ngoại vi và truy nhập P3

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Để xác định điện dung giữa dây Ring[B] và đất phải nối dây Tip[A] với màn che rồi nối với đất

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Mạng ngoại vi và truy nhập P3

  1. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Chương 2: Cáp và k thu t l p đ t cáp thông tin Tip[A] C2 Ring[B] Tip[A] C3 C3 C2 CT − G = C 2 + C 3 b. Đo đi n dung gi a dây ring và đ t Đ xác đ nh đi n dung gi a dây Ring[B] và đ t, ph i n i dây Tip[A] v i màn che r i n i v i đ t. Theo sơ đ đo thì que đo đen (balck) và que đo xanh (green) c a thi t b đo đư c n i v i nhau. Khi đó đi n dung c a dây Ring[B] đ i v i đ t đư c bi u di n như sau: Tip[A] C2 Ring[B] Ring[B] C1 C2 C1 C R −G = C 1 + C 2 c. Đo đi n dung gi a hai dây Đi n dung gi a hai dây là đi n dung công tác ho c đi n Tip[A] Ring [B] C2 dung tương h gi a hai dây d n c a m t đôi dây khi t t c các đôi dây còn l i đư c n i v i màn che và t t c đư c n i đ t. Khi đó đi n dung công tác đư c tính b ng công th c : C3 C1 C1 × C 3 CM = C2 + Màn che C1 + C 3 2.1.7.4 Các phép đo dùng phương pháp TDR 1) Xác đ nh v trí h m ch hoàn toàn: H m ch là l i làm tăng tr kháng đư ng dây, và s thay đ i tr kháng này r t l n, nên xung ph n x (Peak) khá cao. 2) Xác đ nh v trí h m ch m t ph n: Đi m H m ch cu i cáp m t ph n 3M 965DSP Peak th p Ph n x hơn cu i cáp Cursor 57
  2. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Chương 2: Cáp và k thu t l p đ t cáp thông tin H m ch m t ph n là l i cũng làm tăng tr kháng, nhưng s thay đ i này không l n b ng h m ch hoàn toàn nên xung ph x (Peak) bé hơn. 3) Xác đ nh v trí ng n m ch: Ng n m ch là l i làm gi m tr kháng đư ng dây. Do đó l i này s t o ra m t xung ph n x (Dip) khá sâu. Đi m Ng n m ch cu i cáp 100 3M 965DSP Dip Ph n x Cursor cu i cáp 4) Xác đ nh v trí nhánh r : Nhánh r t o ra đi n dung. Đi n dung này s c ng thêm vào đi n dung c a đư ng dây, làm gia tăng đi n dung t ng c ng c a đư ng dây. Đi n dung c ng thêm c a nhánh r s h p thu năng lư ng xung tín hi u đo ki m, t c là làm gi m tr kháng đư ng dây t i ch r . Vì v y, t i đ u nhánh r s t o ra m t Dip trên màn hình TDR. Cũng t i đ u nhánh r , tín hi u chia ra theo hai hư ng : m t- truy n d c theo nhánh r đ n cu i nhánh và m t- truy n d c theo cáp chính đ n đ u xa c a đôi dây. Do s tách đôi tín hi u này, hai xung ph n x (Peak) đư c t o ra trên màn hình TDR, m t- t i đi m cu i c a nhánh r , m t- t i đi m k t thúc c a cáp chính. Lưu ý: D u hi u c a nhánh r trên màn hình TDR là s k t h p c a c xung ph n x dương (Peak) và ph n x âm (Dip). Cu i nhánh r C C C C Ph n x Đi n dung cu i 3M c ng thêm nhánh r 965DSP Đ u nhánh r Ph n x Cursor cu i cáp chính Dip 58
  3. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Chương 2: Cáp và k thu t l p đ t cáp thông tin 5) Xác đ nh v trí cu n t i: Cu n t i th c ra là m t b l c, ch cho phép các t n s dư i 3000 Hz đi qua nó. B t c tín hi u nào có t n s ngoài d i t n trên đ u b ch n l i. Xung đo ki m TDR có t n s cao hơn 3000 Hz, vì th xung b ch n l i ngay ch cu n t i, t c tr kháng đư ng dây tăng lên r t l n t i đây. Do đó, cu n t i t o ra m t xung ph n x dương (Peak) r t cao t i v trí c a nó trên đư ng dây. Load Coil Cu i đư ng dây 3M 965DSP Peak Peak đôi khi cu n Ph n x cu i Cursor t i g n máy đo đư ng dây Xung ph n x Peak do cu n t i gây ra khác v i các Peak do nh ng nguyên nhân khác t o nên. Peak c a cu n t i là xung trơn và tròn đ u. M t khác, do Peak c a cu n t i t o ra r t cao, nó có th che khu t các xung ph n x (Peak ho c Dip) c a các l i cáp xu t hi n sau nó. Đi u này có nghĩa là các l i cáp (gây ra s thay đ i tr kháng c a đư ng dây) phía sau cu n t i có th không th xu t hi n đư c trên màn hình TDR. 6) Xác đ nh v trí cáp b tách đôi: Khi hai dây d n c a đôi cáp b tách ra, đi n dung c a nó gi m xu ng ch b tách nên làm gia tăng tr kháng c a đư ng dây nơi cáp b tách đôi và do đó t o nên m t xung ph n x (Peak) trên màn hình TDR. Đi n dung Ring [B] bình Tip [A] Split Đi n dung gi m b t Tip [A] Ring [B] 3M 965DSP Ph n x Cursor Peak cu i cáp Tr c hoành 7) Xác đ nh v trí m i n i cáp b th m nư c: M t m i n i không t t b th m nư c s t o đi n dung c ng thêm vào đi n dung s n có c a đư ng dây. Do đó s làm thay đ i tr kháng c a đư ng dây xu ng m c giá tr th p hơn. K t qu t o ra m t xung ph n x (Dip) trên màn hình TDR. 59
  4. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Chương 2: Cáp và k thu t l p đ t cáp thông tin Sau m i n i th m nư c cáp v n t t (không b th m nư c) nên đi n dung tr l i giá tr bình thư ng c a đi n dung đôi dây. Vì th trên màn hình TDR s xu t hi n m t Peak. Tóm l i m i n i th m nư c s t o ra đ ng th i m t Dip và ngay sau nó là m t Peak trên màn hình TDR. M i n i th m nư c Đi n dung Đi n dung nh hơn C C C nh hơn 3M Đi n dung 965DSP l n hơn Peak Ph n x Cursor cu i cáp Tr c hoành caùp Dip 8) Xác đ nh đo n cáp b th m nư c: Trư ng h p cáp có đo n b th m nư c t o nên d u hi u trên TDR tương t như cáp có m i n i th m nư c, cũng là m t Dip và theo sau là m t Peak. S khác bi t chính là kho ng cách gi a Dip và Peak. Do đo n cáp b th m nư c có chi u dài l n hơn nhi u so v i m i n i th m nư c nên kho ng cách gi a Dip và Peak c a đo n cáp b th m nư c r ng hơn nhi u l n. Đi n dung bình Đi n dung tr l i thư ng Water bình thư ng C C C C Đi n dung 3M tăng lên Wet Đi m cu i đo n b 965DSP Section th m nư c (Peak) Ph n x Cursor cu i cáp Tr c hoành Đi m b t đ u b th m nư c (Dip) 2.2 CÁP Đ NG TR C 2.2.1 C u trúc Cáp đ ng tr c bao g m dây d n trong và dây d n ngoài (l p b o v ) đư c bao b ng l p v bên ngoài. Dây d n trong có th là dây đơn ho c dây b n. Dây đơn s cho đi n tr nh hơn dây b n nhưng kém m m d o hơn dây b n. M t s lo i cáp đ ng tr c đư c c u trúc có dây gia cư ng. Dây gia cư ng có d ng s i, kích thư c nh ho c làm b ng ch t d o qu n quanh dây d n trong. 60
  5. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Chương 2: Cáp và k thu t l p đ t cáp thông tin Cáp đ ng tr c thông thư ng có c u trúc như sau: Dây d n ngoài V b c bên Dây d n trong ngoài Ch t cách đi n Hình 2.6 C u trúc cáp đ ng tr c thông thư ng. V b c bên ngoài Là l p v bao bên ngoài s i cáp làm b ng ch t cách đi n (polyethylene, PVC, …) đ b o v dây d n ngoài. Dây d n ngoài ( l p b o v ) Có d ng là l p bao đư c làm b ng đ ng ho c nhôm. L p bao này có hai ch c năng: - Đư ng quay v c a tín hi u truy n. - L p b o v cho dây d n trong, ch ng l i xuyên nhi u. Ngoài ra còn đ gi i h n b c x tín hi u t dây d n trong. Ch t cách đi n Cách ly gi a dây d n trong và ngoài, đư c làm b ng ch t Polyethylene, không khí, …. Ch t cách đi n đư c g i là ch t đi n môi. Dây d n trong Có th là dây đơn ho c b n l i v i nhau. V i lo i dây đơn s có đi n tr nh hơn lo i dây b n nhưng không m m d o b ng. Cáp đ ng tr c cũng có th đư c c u trúc có hai s i bên trong như hình 2.7. Hai s i cáp đ ng tr c cách ly v i nhau. Cáp có c u trúc như v y g i là cáp đ ng tr c đôi (Twinaxial). Hình 2.7: Cáp đ ng tr c đôi (Twinaxial) Các cáp đ ng tr c có c u trúc t ng quát như nhau, ch khác nhau m t vài đi m v đ c tính đi n. Có hai lo i cơ b n có c u trúc như sau: dây d n ngoài (l p b o v ) b ng kim lo i c ng, và b n l i. 2.2.2 Các công th c tính toán 7,36.ε pf Đi n dung: C= D ft log  d 61
  6. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Chương 2: Cáp và k thu t l p đ t cáp thông tin D µH Đ t c m: L = 0,14. log  d ft L 138 D Tr kháng: Z0 = = . log  Ω C ε d 100 V n t c truy n: = %c (v n t c ánh sáng trong chân không) ε 7,5 T n s c t: = GHz ε .(D + d ) Z r − Z 0 VSWR − 1 1+ Γ H s ph n x : Γ= = , VSWR = Z r + Z 0 VSWR + 1 1− Γ D 1150 × S × d × log  Đi n áp đ nh: =  d  (V ) K Trong đó: d = đư ng kính ngoài c a dây d n trong (inch) D = đư ng kính trong c a dây d n ngoài (inch) S = gradient đi n áp c c đ i c a v cách đi n (volt/mil) ε = h ng s đi n môi K = H s an toàn f = t n s (MHz) Suy hao cáp là t ng các suy hao dây d n và suy hao đi n môi, tính theo công th c: 11,39 ρ rd ρ rD  dB  α conductors = α c = × f × +   Z d D  m  dB  α dielectric = α diel = 90,96 × f × ε r × tan (δ )    m ρ r = 1 đ i v i đ ng, ρ r = 10 đ i v i thép Trong đó: d = đư ng kính ngoài c a dây d n trong (inch) D = đư ng kính trong c a dây d n ngoài (inch) εr = h ng s đi n môi 62
  7. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Chương 2: Cáp và k thu t l p đ t cáp thông tin f = t n s (GHz) ρ rd = đi n tr su t c a dây d n trong ρ rD = đi n tr su t c a dây d n ngoài δ = skin depth 2.2.3 Các đ c tính k thu t Propagation Time Delay Dielectric Type Velocity (ns/ft) (% of c) Solid Polyethylene (PE) 1.54 65.9 Foam Polyethylene (FE) 1.27 80.0 Foam Polystyrene (FS) 1.12 91.0 Air Space Polyethylene (ASP) 1.15-1.21 84-88 Solid Teflon (ST) 1.46 69.4 Air Space Teflon (AST) 1.13-1.20 85 Dielectric Capacitance O.D. dB/100 ft Vmax Type (/U) MIL-W-17 Z0(Ω) Type (pF/ft) (in.) @400 MHz (rms) Shield RG-4 50.0 PE 30.8 0.226 11.7 1,900 Braid RG-5 52.5 PE 28.5 0.332 7.0 3,000 Braid RG-5A/B 50.0 PE 30.8 0.328 6.5 3,000 Braid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . RG-216 /77-RG216 75.0 PE 20.6 0.425 5.2 5,000 Braid RG-217 /78-RG217 50.0 PE 30.8 0.545 4.3 7,000 Braid RG-218 /79-RG218 50.0 PE 30.8 0.870 2.5 11,000 Braid RG-219 /79-RG219 50.0 PE 30.8 0.928 2.5 11,000 Braid RG-223 /84-RG223 50.0 PE 19.8 0.211 8.8 1,900 Dbl Braid O.D. Outside Diameter (Dielectric Diameter) 2.2.4 Đ u n i cáp đ ng tr c Các đ u n i cáp đ ng tr c thư ng đư c g i là các đ u n i RF. Có th s d ng đ u n i male ho c female đ k t cu i vào cáp đ ng tr c, nhưng thông thư ng thì dùng đ u n i male đ k t cu i cáp. Đ u n i cáp đ ng tr c bao g m hai thành ph n d n đi n có hình d ng hai vòng tròn đ ng tâm g i là sreen. Gi a hai thành ph n d n đi n là ch t đi n môi cách đi n. M t trong s các tính ch t c a cáp đ ng tr c là tr kháng đ c tính. Đ năng lư ng tín hi u có th truy n t i đa t ngu n đ n t i, các tr kháng đ c tính ph i có s ph i h p v i nhau. Trong đó tr kháng đ c tính c a cáp feeder là quan tr ng nh t. N u không có s ph i h p tr kháng, s gây ra s ph n x tín hi u tr v ngu n. Đi u này cũng r t quan tr ng, đ i v i các đ u n i cáp đ ng tr c ph i có tr kháng đ c tính ph i h p v i tr kháng đ c tính c a cáp đ không gây ra ph n x tín hi u tr v ngu n . 63
  8. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Chương 2: Cáp và k thu t l p đ t cáp thông tin Có m t s lo i đ u n i đư c ng d ng cho RF. Tr kháng đ c tính, t m t n s , kích thư c v t lý, … là cơ s đ l a ch n đ u n i t t nh t cho m t ng d ng. F series coaxial connector Các đ u n i lo i F không có chân c m cho dây d n trong, mà nó s d ng dây d n trong c a cáp làm chân c m. Do đó, đ u n i lo i F không th dùng đ k t cu i cáp đ ng tr c có dây d n trong là lo i b n. Lo i này có m t s đ c đi m sau: F series coaxial connector § Kinh t . § Dùng k t cu i các lo i cáp đ ng tr c RG-59 và RG-6 cho video, CATV, và các camera b o v . § S d ng r ng rãi cho các d ch v t i tư gia, khu dân cư. N series coaxial connector Các đ u n i lo i N đư c dùng cho các ng d ng d li u và video như RG-8, Thicknet coaxial cable, và RG-11U coaxial cable, các đ u n i này s d ng cho video backbone distribution. Các đ u n i lo i N có m t chân c m cho dây d n trong. Đ u n i male s d ng m t đai răng v n đ k t ch t v i đ u n i female. N series coaxial connector Đ u n i lo i N do Paul Neill thu c phòng thí nghi m Bell thi t k vào th p niên 1940. Lúc đ u, đ u n i đư c thi t k đ truy n tín hi u đ n t n s 1 GHz cho các ng d ng trong quân đ i, nhưng sau này đư c thi t k có th truy n tín hi u đ n 11 GHz và s d ng r ng rãi hơn. G n đây, Botka thu c Hewlett Packart đã thi t k c i thi n đ chính xác nên có th truy n tín hi u đ n 18 GHz. Đ u n i lo i N tuân theo chu n MIL-C-39012, và có phiên b n 50 , 75 . Đ u n i cũng đư c s d ng trong ngành công nghi p truy n hình. BNC coaxial connector Đư c đ t tên t hai nhà thi t k (Bayonet Neill-Concelment). Đ u n i đã đư c s d ng t Th chi n II. Đ u n i có m t ch u c m gi a dùng đ n i dây d n trong c a cáp đ ng tr c và s d ng cho các lo i cáp RG-6 (75 ), RG-58A/U thinnet coaxial (50 ), và RG-62 (93 ). Đ u n i BNC s d ng cho các k t n i video chuyên nghi p, các tín hi u tương t và s n i ti p, các k t n i antenna trong vô tuy n nghi p dư, và trong các thi t b đo. Có ba lo i đ u n i BNC: Crimp, Three-piece, Screw-on. Crimping c n ph i có công c đ c bi t đ b m nhưng không c n hàn. Còn lo i Three-piece có th b m ho c hàn đ k t ch t dây d n vào ch u c m gi a. BNC connector 64
  9. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Chương 2: Cáp và k thu t l p đ t cáp thông tin TNC coaxial connector TNC connector Đ u n i TNC r t gi ng v i đ u n i BNC. Đi m khác nhau ch y u là nó có m t đai v n thay th cho đai ghim (bayonet). Đ u n i TNC đư c phát tri n trên nh ng s c rung đ ng. Khi đó bayonet trư t nh t o ra s thay đ i nh v đi n tr c a đ u n i gây ra nhi u. Đ kh c ph c như c đi m này, m t BNC connector đai v n c đ nh đư c thay th cho bayonet. 2.2.5 K t cu i cáp 2.2.5.1 Các bư c th c hi n chung Bư c 1: Xác đ nh phương pháp thích h p và đ dài ph n v c n bóc b : • Vu t th ng ph n đ u cáp. • Tròng vòng s t đ m đ u n i vào s i cáp. • Đi u ch nh hai bư c công c c t (striper) đ phù h p v i kích thư c cáp và các lo i đ u n i. • Đ t cáp vào striper. • Xoay striper hai chi u t 3 đ n 5 l n. • Tháo cáp ra kh i striper. • Bóc b ph n v , l p bao che, và l p đi n môi b c t. • Ki m tra ch t lư ng các v t c t, và đ m b o r ng dây d n trong và l p cách đi n không b tr y xư c, và dây d n ngoài không ch m vào dây d n trong. Bư c 2: K t cu i cáp: • G n dây d n trong c a cáp vào chân đ u n i vào. • S d ng m t công c b m đ b m ch t dây d n trong v i chân gi a c a đ u n i. Bư c 3: L p đ t ng bao ngoài và đ u n i vào s i cáp: • Đ t thân đ u n i vào cáp sao cho v a v n v i dây d n trong và t i v trí gi a l p đi n môi và dây d n ngoài. • Đ y nh ng bao ngoài c a đ u n i trùm lên ph n dây d n ngoài phơi ra. • S d ng công c b m phù h p đ b m ng bao ngoài đ u n i cho ch t. • Ki m tra k đ u n i đ đ t đ n đ tinh x o. 2.2.5.2 M t ví d k t cu i cáp đ ng tr c vào đ u n i lo i F Bư c 1: C t b ph n cu i cáp b ng m t công c c t th t s c. 65
  10. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Chương 2: Cáp và k thu t l p đ t cáp thông tin Bư c 2: Đ t đ u cáp vào strip sao cho th ng góc v i strip. Xoay strip vòng quanh s i cáp cho đ n khi strip c t h t ph n v cáp (kho ng ch ng 5 đ n 10 vòng). Bư c 3: Bóc b ph n v b c t. G p ngư c ph n dây ngoài (braid-dây b n) lòi ra, ch gi l i l p kim lo i (foild) ép sát vào l p đi n môi màu tr ng. Bư c 4: Tháo r i vòng màu đen t đ u n i lo i F r i tròng vào đ u cáp. G n đ u cáp vào đ u n i. Bư c 5: G n th t sát đ u cáp vào đ u n i sao cho l p đi n môi màu tr ng th ng góc v i mép c nh kim lo i. Bư c 6: g n vòng màu đen vào đ u n i và đ t toàn b vào trong công c b m. Bóp c n b m cho đ n khi vòng màu đen ép sát vào đ u n i và ti ng ‘click’ phát ra. 66
  11. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Chương 2: Cáp và k thu t l p đ t cáp thông tin 2.2.6 Đo th cáp đ ng tr c 50-Ohm và 75 -Ohm Đo th liên t c Đo th này c n có đ ng h v n năng (multimeter) và đ u n i ng n m ch. Đ u n i ng n m ch có th t ch t o t m t đ u n i lo i BNC b ng cách n i t t ch u c m gi a v i vòng đai bên ngoài. C n tuân th qui trình đo th như sau: • Tháo r i t t c các thi t b và k t cu i 50 m i đ u s i cáp c n đo th . • Cài đ t đ ng h đo v ch đ đo ac r i dc đ ki m tra cáp nh m lo i tr trư ng h p có các đi n áp không mong mu n làm nh hư ng đ n thi t b đo khi đo đi n tr . • Tháo r i b t kỳ thi t b nào có th t o ra tín hi u không mong mu n. • Cài đ t đ ng h v ch đ đo ohm. • Ch nh đ ng h v zero ohm. • V i đ ng h v n năng, đ m b o không h m ch đ u xa. • L p đ t đ u n i ng n m ch vào m t đ u đo n cáp c n đo. • Đ c tr s đi n tr dc trên đ ng h v n năng. Xác đ nh đ dài Ki m tra đ u cu i • Đo đi n tr dc gi a ch u c m gi a và vòng đai ngoài (ground). Đi n tr dc này ph i b ng 50 ±1%. • Ch n đoán và xác đ nh đo n cáp và đ u n i b l i. • L p b ng các k t qu đo th . S d ng các k t qu đo đi n tr dc trên đây, đ dài c a đo n cáp có th đư c tính toán như sau: • Căn c vào chu n IEEE 802.3, đi n tr vòng t i đa c a m t đo n cáp không vư t quá 10 . Đ xác đ nh đi n tr vòng t i đa trên m t foot (=0,3048 m), chia đi n tr vòng t i đa (10 ) cho đ dài t i đa c a m t đo n (185 m=606 ft). Giá tr đi n tr vòng vào kho ng 0,054 /m (0,016 /ft). • Không gi ng như UTP, các giá tr đi n tr c a dây d n trong và dây d n ngoài không gi ng nhau. S d ng s li u c a nhà máy s n xu t, c ng giá tr đi n tr danh đ nh c a dây d n trong và đi n tr danh đ nh c a dây d n ngoài (c ng theo n i ti p) ta có đi n tr vòng danh đ nh. • V i đi n tr danh đ nh có đư c trên đo n cáp dài 1000-foot ho c 1 Km, chia đi n tr vòng danh đ nh này cho 1000 đ có đư c đi n tr vòng trên m t foot ho c m t mét. • Vi c chia đi n tr vòng dc trong phép đo liên t c cho đi n tr vòng danh đ nh trên m t foot ho c m t mét (n u trong phép đo liên t c có m t đ u k t cu i thì ph i tr đi đi n tr dc c a đ u k t cu i này). • K t qu s cho bi t đ dài c a đo n cáp c n đo. 67
  12. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Chương 2: Cáp và k thu t l p đ t cáp thông tin Ví d : đo th đ dài đo n cáp 50-Ohm. Giá tr đi n tr vòng trong đo th liên t c là 58 . Đo đi n tr dc c a đ u cu i là 50,2 . Xác đ nh đ dài đo n cáp: • L y giá tr đi n tr trong phép đo liên t c tr cho giá tr đi n tr trong phép đo đ u cu i : 58 -50,2 = 7,8 • T s li u c a nhà s n xu t, giá tr đi n tr dc c a dây d n trong là 8,8 /1000foot và c a dây d n ngoài là 5,8 /1000 foot. V y đi n tr vòng là 14,6 /1000 foot. • Chia đi n tr vòng 14,6 cho 1000 foot, có đư c 0,0146 /foot. • Chia đi n tr vòng dc (7,8 ) cho đi n tr vòng dc danh đ nh trên m t foot (0,0146 ). Đ dài c a đo n cáp c n đo vào kho ng 534 feet. 2.3 CÁP QUANG 2.3.1 L ch s Nhà v t lý h c ngư i Ireland là John Tyndall (2/8/1820 - 4/12/1893) đã tìm th y ánh sáng thay đ i hư ng khi đi vào trong môi trư ng nư c b ng vi c ph n x bên trong toàn ph n. Nguyên lý này đã đư c s d ng đ làm sáng các vòi phun nư c m t cách tinh x o. Vào năm 1952 nhà v t lý h c Narinder Singh Kapany đã t p h p t t c nh ng kinh nghiêm, nghiên c u c a minh đ d n đ n s phát minh ra s i quang, d a trên cơ s các nghiên c u trư c đó c a John Tyndall. Năm 1956, Basil Hirschowitz, C.Wilbur Peters, và Lawrence E.Curtiss thu c Đ i h c Michigan đã có b ng sáng ch v ng n i soi b ng s i quang (semi-flexible) đ u tiên. Năm 1965, Charles K. Kao và George A. Hockham thu c Bristish company Standard Telephones and Cables đã phát hi n ra suy hao c a các s i quang th i đó mà nguyên nhân là do có l n các t p ch t. H đã ch ng minh r ng s i quang ph i có suy hao gi m xu ng dư i 20 dB/Km (Hecht,1999,p.114). V i gi i h n này, s i quang th c nghi m đ u tiên cho truy n thông đã đư c phát minh ra vào năm 1970 do các nhà nghiên c u Rober D. Maurer, Donald Keck, Peter Schulz, và Frank Zimar làm vi c cho Corning Glass Works. H đã s n xu t ra s i quang có suy hao 17dB/Km b ng doping silica glass v i titanium. Ngày 22 tháng 4, năm 1977, General Telephone and Electronics đã truy n tr c ti p lưu tho i đ u tiên trên các s i quang t c đ 6 Mbps (Long Beach, California). 2.3.2 C u trúc 2.3.2.1 C u trúc s i quang S i quang đư c c u trúc g m ba thành ph n (Hình 2.8). Lõi trung tâm trong su t, đư ng kính nh thông thư ng trong kho ng t 50 đ n 500 µm. Bao ph xung quanh lõi là l p ít trong su t g i là l p ph . L p ph dùng b o v lõi và h tr quá trình ph n x , tránh ánh sáng dư i m c t n s t i h n thoát ra kh i s i. Lõi và l p ph hình thành nên ng d n quang ho c ng d n ánh sáng. L p v bao bên ngoài là ch t polyme g m m t ho c nhi u l p đ b o v l p ph và lõi đ i v i các tác đ ng c a môi trư ng bên ngoài, như nóng, m, dơ b n, cào xư c, … 68
  13. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Chương 2: Cáp và k thu t l p đ t cáp thông tin Ánh sáng lan truy n d c theo lõi b ng m t quá trình TIR (Total Internal Reflection). Đi u này có đư c là nh vào hai l p th y tinh có chi t su t khác nhau. Lõi th y tinh bên trong có chi t su t l n hơn chi t su t c a l p th y tinh ph bên ngoài. Lõi L p ph L pv Hình 2.8: C u trúc s i quang 2.3.2.2 C u trúc cáp quang Có hai c u trúc cáp quang cơ b n là: Loose-Tube và Tight-Buffered. Loose-Tube Trong thi t k cáp quang s d ng ng đ m x p (Hình 2.9a), các ng đ m có màu ch a và b o v các s i quang. H n h p gel đư c bơm vào trong các ng đ m đ ngăn c n s thâm nh p c a nư c. Do ng đ m không ti p xúc tr c ti p v i s i quang nên giúp cho s i quang tránh đư c các đè nén trong quá trình l p đ t và trong môi trư ng chèn ép. Các ng đ m nh có thành ph n gia cư ng trung tâm ho c l p đi n môi nên cũng tránh đư c b o n. Loose-Tube Cables thông thư ng đư c s d ng l p đ t bên ngoài trong các ng d ng treo, đi trong ng và chôn tr c ti p. Tight Buffered Trong thi t k cáp s d ng đ m ch t (Hình 2.9b), v t li u đ m ti p xúc tr c ti p v i s i quang. Thi t k như v y là phù h p cho các cáp nh y (jumper cables) khi l p đ t bên ngoài n i đ n các thi t b đ u cu i, và cũng phù h p cho vi c n i liên k t m t thi t b phía m ng thuê bao. Thi t k lo i đ m ch t làm cho cáp ch c ch n hơn đ b o v các s i quang trong v n chuy n, đi cáp, n i cáp. Các thành ph n s i gia cư ng gi cho các s i quang không b nh hư ng khi cáp b kéo căng. a) Loose-Tube b) Tight Buffered Hình 2.9: C u trúc cáp quang 2.3.3 Các lo i s i quang S i quang đư c xác đ nh d a vào lo i đư ng đi c a tia sáng trong s i ho c lo i s i đa mode (Hình 2.10). Trong các s i quang có nhi u đư ng d n tia sáng ho c đa mode, các tia sáng truy n trên các đư ng đi khác nhau t ngu n đ n đ u xa c a s i quang. K t qu là v i các đư ng d n có đ dài khác nhau, xung nh n nguyên th y ngu n b giãn r ng ra theo th i gian t i đ u thu. 69
  14. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Chương 2: Cáp và k thu t l p đ t cáp thông tin Có ba lo i kích c s i quang đư c s d ng trong truy n d li u là 50/125; 62,5/125 và 8,3/125. Trong đó 50/125; 62,5/125 micron là s i đa mode và 8,3/125 micron là s i đơn mode. S khác nhau gi a s i đơn mode và đa mode: Đ i v i cáp kim lo i, n u kích thư c s i càng l n thì đi n tr càng nh và do đó d n đư c dòng đi n càng l n, nhưng đ i v i s i quang thì ngư c l i, s i có kích thư c lõi nh hơn có băng thông l n hơn và truy n kho ng cách xa hơn. (a) (b) (c) Hình 2.10: Các đư ng đi c a ánh sáng và tác s c (a) stepindex, (b) graded index, (c) mono mode S i đa mode S i quang n u có lõi l n hơn 10 m đã đư c xem là s i đa mode. Có hai lo i s i đa mode: Lo i có chi c su t b c (Step index) và lo i có chi t su t thay đ i d n (Graded index). Multimode Step-index Fiber Đ i v i s i đa mode có chi t su t b c (step index) (Hình 2.10a), các tia sáng đư c d nd c theo lõi s i quang b ng s ph n x bên trong t ng c ng. Các tia h p v i đư ng biên c a l p ph và lõi m t góc l n hơn góc t i h n (critical angle) thì đư c ph n x toàn ph n. Các tia h pv i đư ng biên c a l p ph và lõi m t góc bé thì b khúc x vào trong l p ph , và không truy n ánh sáng cũng như tin t c d c theo lõi s i quang. Có 3 tia sáng khác nhau truy n trong Multimode Step-index Fiber. a) Step-index b) Graded-index Hình 2.11: S i quang đa mode 70
  15. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Chương 2: Cáp và k thu t l p đ t cáp thông tin Tia th nh t truy n th ng theo hư ng tr c c a lõi.Tia th hai lan truy n do s ph n x t i m t ti p giáp gi a l p ph và lõi.Tia th ba b khúc x vào trong l p ph . B ng tr c giác, tia th hai có kho ng cách lan truy n dài hơn so v i tia th nh t, như v y s có hai tia sáng khác nhau đ n đ u thu t i nh ng th i đi m khác nhau. S chênh l ch v th i đi m đ n này c a các tia sáng khác nhau đư c bi t như là hi n tư ng tán s c (dispersion). Multimode graded--index Fiber Lo i này có chi t su t gi m d n t tâm c a lõi (Hình 2.10b). S tăng d n c a chi t su t khi vào đ n tâm c a lõi làm ch m đi các tia sáng, cho nên toàn b các tia sáng đ n đ u thu g n như cùng m t lúc, làm gi m đi hi n tư ng tán s c. S i đơn mode S i đơn mode cho phép truy n thông tin t t hơn b i vì nó có th gi đư c đ trung th c c a xung ánh sáng khi truy n nh ng c ly xa. Ngoài ra, nó t ra không b hi n tư ng tán s c b i nguyên nhân gây ra tán s c cho các s i đa mode. S i đơn mode cũng có suy hao ít hơn s i đa modem, do đó, có nhi u thông tin hơn đư c truy n trên đơn v th i gian. Cũng gi ng như s i đa mode, ban đ u s i đơn mode cũng có lo i step-index, graded-index. Các s i đơn mode tiên ti n sau này đã có các thi t k hoàn thi n hơn như là matched clad, depressed clad và các c u trúc exotic khác. Hình 2.12: S i quang đơn mode S i đơn mode có như c đi m kích thư c lõi bé nên vi c n i ghép s i khó khăn hơn. Các dung sai c a các đ u n i, b n i s i đơn mode cũng đòi h i kh t khe hơn. 2.3.4 Tán s c trong s i quang Tán s c màu (Chromatic Dispersion): Tán s c màu nghĩa là có nhi u màu ho c bư c sóng ánh sáng khác nhau truy n trong s i quang nh ng t c đ khác nhau cho dù có cùng mode. Tán s c màu là k t qu c a tán s c v t li u (material dispersion), tán s c ng d n sóng (waveguide dispersion), ho c tán s c profile (profile dispersion). Hình 2.13: Tán s c màu 71
  16. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Chương 2: Cáp và k thu t l p đ t cáp thông tin Trong ví d c a hình v trên cho th y tán s c màu ti n đ n zero khi bư c sóng g n 1550nm. Đây là m t đ c trưng băng thông c a s i quang lo i dispersion-shifted fiber. V i s i quang tiêu chu n đơn mode và đa mode có tán s c màu b ng zero t i bư c sóng 1310 nm. M i laser có m t t m bư c sóng và t c đ ánh sáng đ i v i silica nóng ch y (fiber) thay đ i theo bư c sóng c a ánh sáng. Hình v sau đây cho bi t chi t su t c a silica nóng ch y bi n đ i theo bư c sóng c a ánh sáng. Hình 2.14: Silica nóng ch y bi n đ i theo bư c sóng ánh sáng Khi m t xung ánh sáng laser có m t vài bư c sóng, nh ng bư c sóng này có khuynh hư ng giãn ra theo th i gian sau khi truy n m t s kho ng trong s i quang. Chi t su t c a s i s tăng lên khi bư c sóng gi m xu ng. K t qu là xung nh n đư c đ u thu r ng hơn xung đ u phát, có s trùng l p các xung đ n tr nh ng bư c sóng khác nhau. Tán s c mode phân c c (Polarization Mode Dispersion-PMD): Tán s c mode phân c c là m t hi u ng quang ph c t p khác. Nó x y ra trong s i đơn mode. S i đơn mode h tr lan truy n tín hi u dư i d ng hai phân c c tr c giao. Trong trư ng h p lý tư ng thì hai phân c c tr c giao này lan truy n đi v i cùng v n t c. Nhưng trong các s i quang th c t , thì hai phân c c này lan truy n v i nh ng v n t c khác nhau và như v y chúng đ n đ u cu i khác nhau v th i gian. S khác nhau v th i gian đ n c a hai phân c c tr c giao đư c g i là tán s c mode phân c c (ps/Km0,5). Hình 2.15: Tán s c mode phân c c Cũng gi ng như tán s c màu, PMD là nguyên nhân gây ra cho các xung s n r ng khi truy n đ n đ u cu i trong các mô hình có phân c c. Đ i v i truy n d n t c đ cao, đi u này s d n đ n các l i bit b thu ho c là gi i h n đ nh y c a b thu. 2.3.5 Các tham s s i quang Có hai tham s quan tr ng c a s i quang đó là băng thông và suy hao. Nói chung băng thông thư ng bi u di n t n s theo kho ng cách (MHz-Km). S i quang 300MHz-Km có th truy n t i d li u v i băng thông 300 MHz trong kho ng 1 Km. Các y u t làm gi i h n băng thông là tán s c và suy hao truy n d n. Suy hao trong quá trình truy n d n là làm cho công su t tín hi u quang b gi m và đư c đo 72
  17. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Chương 2: Cáp và k thu t l p đ t cáp thông tin b ng dB/Km. S suy hao này không do các gi i h n băng thông gây ra nhưng nó làm gi i h n băng thông. Có sáu nguyên nhân gây ra suy hao công su t quang là: suy hao s i quang, suy hao do u n cong g t (micorbending), suy hao do đ u n i, suy hao do n i (splicing), và suy hao ghép (coupling). Suy hao s i quang (Optical Fiber Loss) Suy hao s i quang thay đ i theo bư c sóng c a ánh sáng cũng như thành ph n c u t o và đ tinh khi t c a th y tinh ch t o s i quang. Suy hao s i quang có th minh h a qua hình 2.16. Suy hao (dB/km) 0 Suy hao nh nhât 10 20 Suy hao 30 l n nhât 40 500 700 900 1100 1300 1500 Bư c sóng (nm) Hình 2.16: Suy hao công su t quang đ i v i s i quang thông thư ng; đ i v i các s i quang khác có suy hao l n nh t và bé nh t nh ng bư c sóng khác. (Ngu n: Belden Wire and Cable Corp) Suy hao do u n cong g t (Microbengding Loss) Suy hao do u n cong g t xãy ra t i các v trí u n cong 1/60 đ . Vi c l p đ t h p lý và c u t o l p v thích h p s làm gi m các u n cong g t. Các s i quang có chi t su t b c (step index) tránh đư c suy hao do u n cong g t t t hơn s i quang có chi t su t thay đ i d n (graded index). Suy hao do đ u n i (Connector Loss) Suy hao do đ u n i là m t hàm c a x p đ t th ng hàng v v t lý gi a lõi s i này v i lõi s i khác. Có ba lo i s c sau đây: l ch tr c, l c n m ngang, và không li n nhau gi a các s i quang. L ch tr c L ch ngang Không li n nhau Hình 2.17: Ba lo i x p th ng hàng sai, nguyên nhân gây ra suy hao công su t t i b ghép 73
  18. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Chương 2: Cáp và k thu t l p đ t cáp thông tin Thông thư ng các suy hao do đ u n i vào kho ng 0,5dB ÷ 2dB. Suy hao do n i (Splice Loss) Suy hao do n i xãy ra khi hai s i quang n i v i nhau đ thành s i quang dài hơn. N i đư c th c hi n b ng cách làm nóng ch y hai đ u cu i s i r i k t dính l i v i nhau, và sau đó làm ngu i vùng n i (fusion and welding). Các suy hao do n i n m trong kho ng t 01dB ÷ 1dB. Suy hao do ghép (Coupling Loss) Suy hao này gi a s i quang và b ngu n tín hi u quang ho c b dò tín hi u quang nó là hàm c a c thi t b ngu n ho c thi t b thu s d ng và lo i s i quang đư c ch n. 2.3.6 Đ u n i cáp quang Common fiber connectors Short name Long form Coupling type LC Lucent Connector / Local Connector Snap ST Straight Tip Twist SC Subscriber Connector / Standard Connector Snap FC Ferrule Connector Screw Biconic ESCON Enterprise Systems Connection Screw FDDI Fiber distributed data interface Snap MTP Snap MT-RJ Mechanical Transfer Registered Jack Snap MU Snap SMA Screw TOSLINK Toshiba link Snap ST Connector SC Connector LC Connector FC Connector 74
  19. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Chương 2: Cáp và k thu t l p đ t cáp thông tin MTP Connector MT-RJ Connector Biconic Connector ESCON Connector TOSLINK Connector 2.3.7 N i s i quang N i cáp quang có th x y ra gi a hai s i cáp quang: g m các s i quang loose-tube 250 m và các s i quang tight-buffered 900 m. C hai phương pháp n i cơ khí (mechanical) ho c nóng ch y (fusion) có th s d ng đ n i s i 250 m v i s i 250 m, s i 250 m v i s i 900 m, ho c s i 900 m v i s i 900 m. Thông thư ng, các s i đa mode là 50/125 m đ n 62,5/125 m trong khi các s i đơn mode là 6/125 đ n 9/125 m. N i b ng cơ khí ho c nóng ch y có th h tr n i c hai lo i s i đơn và đa mode. Phương pháp n i b ng nóng ch y Trong phương pháp nóng ch y, máy đư c s d ng đ x p hai đ u cu i s i quang c n n i th t th ng hàng r i hàn nóng ch y hai đ u cu i th y tinh l i v i nhau b ng h quang đi n. Phương pháp này t o m t k t n i liên t c gi a hai hai s i quang, cho nên suy hao c a ánh sáng truy n qua m i n i là r t bé, thông thư ng là 0,1 dB. Fujikura FSM 50S Fiber Optic Fusion Splicer Kit Có th tóm t t phương pháp hàn nóng ch y b ng b n bư c cơ b n sau đây: Bư c 1: Chu n b s i - Bóc các l p ph b o v , các l p v , các ng, các thành ph n gia cư ng, … ch đ l i ph n s i th y tinh, chú ý ph i gi ph n th y tinh này th t s ch. Bư c 2: C t s i - S d ng d ng c c t s i th t t t, đây là y u t c n thi t đ m i hàn nóng ch y thành công. Lát c t ph i ph ng như gương và vuông góc v i tr c s i quang đ đ t đư c m i n i hoàn h o. LƯU Ý: tuân th cách th c s d ng d ng c c t đ lát c t đ t đ n đ tinh x o. 75
  20. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Chương 2: Cáp và k thu t l p đ t cáp thông tin Bư c 3: Làm nóng ch y s i - Có hai bư c trong bư c x p th ng hàng và đ t nóng. X p th ng hàng có th đư c th c hi n b ng nhân công ho c t đ ng tùy thu c vào thi t b n i đang s d ng. N u s d ng thi t b n i cao c p đ t ti n thì vi c x p th ng hàng càng hoàn h o. Khi x p th ng hàng đã đ t yêu c u, thi t b n i nóng ch y s d ng h quang đi n đ làm nóng ch y s i, hàn c đ nh hai đ u cu i s i l i v i nhau. Bư c 4: B o v s i - Vi c b o v s i đ i v i u n cong ho c kéo căng s đ m b o cho m i n i không b h ng trong khi v n hành. Thông thư ng m t m i hàn nóng ch y ch u đư c s c căng trong kho ng t 0,5 đ n 1,5 lbs (1 pound = 453,59237 grams) và s không b h ng trong đi u ki n ho t đ ng bình thư ng, nhưng nó v n c n đư c b o v khi b u n cong quá m c và các tác đ ng m nh. Có th s d ng ng nhi t co, silicone gel và/ho c các d ng c b o v cơ khí đ b o v m i n i. Phương pháp n i b ng cơ khí Các b n i cơ khí là các d ng c x p th ng hàng đơn gi n, đư c thi t k đ gi hai đ u cu i s i th ng hàng m t cách c n th n mà không có liên k t c đ nh đ cho phép ánh sáng truy n t s i này qua s i kia, thông thư ng suy hao là 0,3 dB. N i cơ khi cũng đư c th c hi n qua b n bư c sau đây: Bư c 1: chu n b s i - Bóc các l p ph b o v , các l p v , các ng, các thành ph n gia cư ng, … ch đ l i ph n s i th y tinh, chú ý ph i gi ph n th y tinh này th t s ch. Bư c 2: C t s i – Th c hi n như đ i v i n i b ng cách hàn nóng ch y nhưng đ chính xác c a lát c t không đ t đ n hoàn h o. Bư c 3: N i li n cơ khí các s i – Không c n đ t nóng, đơn gi n đ t hai đ u cu i s i vào trong b n i cơ khí. Index matching gel bên trong b n i cơ khí s giúp n i ánh sáng t s i này qua s i kia. Bư c 4: B o v s i – M t b n i cơ khí hoàn ch nh đã b o v t t cho m i n i. 2.3.8 Đo th Đo th cáp quang tuân theo qui trình sau đây: - Đo th trư c khi l p đ t. - Đo th khi ti p nh n. - Đo th b o dư ng ngăn ng a hư h ng. - X lý hư h ng. Đo th trư c khi l p đ t (Preinstallation Testing): Đo th trư c khi l p đ t đư c th c hi n trên cu n cáp quang ngay sau khi nh n t nhà cung c p v t tư và trư c khi đem đi l p đ t. Các l i ích c a đo th trư c khi l p đ t là ki m tra đư c: • cáp b hư h ng hay không trong quá trình v n chuy n. 76

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản