Cáp đồng trục

Chia sẻ: Bùi Ngọc Sơn | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:33

Thêm vào BST

Báo xấu

392
lượt xem 111
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngày 8 tháng 12 năm 1931, 2 nhà nghiên cứu Lloyd Espenschied và H.A. Affel từ AT&Tđã nhận được bằng sáng chế đầu tiên số 1835031 cho phát minh mang tên “ hệ dẫn truyền đồng tâm” chính là tiền thân của cap đồng trục ngày nay. Mục đích của viêc phát minh này không phải sử dụng cho việc truyền tải các dạng tín hiệu đơn giản mà cao hơn đó chính là truyền tải các tín hiệu truyền hình đầu tiên, đòi hỏi một băng thông rộng đủ để truyền một dãy những tần số phù hợp với ảnh truyền hình. Phát minh của...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Cáp đồng trục

CHƯƠNG I: CÁP ĐỒNG TRỤC I.1 Giới thiệu Ngày 8 tháng 12 năm 1931, 2 nhà nghiên cứu Lloyd Espenschied và H.A. Affel từ AT&Tđã nhận được bằng sáng chế đầu tiên số 1835031 cho phát minh mang tên “ hệ dẫn truyền đồng tâm” chính là tiền thân của cap đồng trục ngày nay. Mục đích của viêc phát minh này không phải sử dụng cho việc truyền tải các dạng tín hiệu đơn giản mà cao hơn đó chính là truyền tải các tín hiệu truyền hình đầu tiên, đòi hỏi một băng thông rộng đủ để truyền một dãy những tần số phù hợp với ảnh truyền hình. Phát minh của Espenschied và Affel là đặt một chất dẫn (dây dẫn) trung tâm bên trong một cái ống rỗng và giữ nó đúng chỗ với những vòng đệm được để cách nhau bằng nhau dọc theo chiều dài của cái ống. Chất điện môi tiêu hao ít không khí. Vào thời điểm đó truyền thanh và truyền hình đều sử dụng cáp xoắn đôi tuy nhiên truyên thanh chiếm ưu thế vì cáp xoắn đôi tốc độ chậm không phù hợp với truyền hình. Cho tới ngày nay thì cáp đồng trục đã được sủ dụng một cách phổ biến trong truyền hình. Các loại cáp ngắn thì được sử dụng trong kết nối các thiết bị truyền hình trong nhà, trong hệ thống phát thanh làng xã hoặc trong các hệ thống đo lường điện tử. Người ta cung ̃ từng dung̀ để kêt́ nôí trong mang ̣ maý tinh,́ đăc̣ biêṭ là Ethernet, nhưng caṕ xoăń đôi đã thay thế chung ́ trong hâù hêt́ cać ứng dung ̣ ngoaị trừ trong sự phat́ triên̉ cuả thị trường cap ́ modem để truy câp ̣ Internet băng thông rông. ̣ Hình 1: Cáp đồng trục Cáp đông̀ truc̣ dài trong thê ́ ki ̉ XX thì được sử dụng trong viêc kết nối các mạng vô tuyến, mạng truyền hình, tuy nhiên, giờ đây phần lớn đã không được sử dụng nữa do đã có những công nghệ tiên tiến khác (caṕ quang, T1/E1, vệ tinh) thay thê.́ Dù vây, ̣ nó vâñ mang những tín hiệu truyền hình cáp tới phần lớn máy thu hình, và đa số cáp đồng trục được sử dụng cho mục đích này. Ngoài ra cáp đồng trục vẫn được sử dụng trong y tế hay quân đội. 1
I.2 Cấu tạo: Hình 2: Cấu tạo cáp đồng trục  Dây dẫn trung tâm : dây đồng hoặc dây đồng bện.  Một lớp cách điện giữa dây dẫn phía ngoài và dây dẫn phía trong.  Dây dẫn ngoài : bao quanh dây dẫn trung tâm dưới dạng dây đồng bện. Dây này có tác dụng bảo vệ dây dẫn trung tâm khỏi nhiễu điện từ và được nốu đất để thoát nhiễu.  Ngoài cùng là một lớp vỏ bảo vệ cáp. I.3 Đặc điểm: Cáp đồng trục độ suy hao ít hơn với các loai cáp đồng khác ví dụ như cáp xoắn đôi. Do ít bị ảnh hưởng của môi trường, các mạmg cục bộ sử dụng cáp đồng trục có thể có kích thước trong phạm vi vài ngàn mét. Cáp đồng trục thường được sử dụng trong các mạng dạng đường thẳng. Hai loại cáp thường được sử dụng là cáp đồng trục mỏng và cáp đồng trục dày đường kính cáp đồng trục mỏng là 0,25 inch, cáp đồng trục dày là 0,5 inch. Cả hai loại cáp đều làm việc ở cùng tốc độ nhưng cáp đồng trục mỏng có độ hao suy tín hiệu lớn hơn.  Công thức tính trở kháng cáp đồng trục: Zo:trở kháng (Ω) d:Bán kính trong D:Bán kính ngoài εr:Hằng số điện môi Hiện nay có cać loaị cáp đồng trục sau 2
I.4, Phân loại: Theo đường kinh ́ dây ́ đông • Thinet (Cap ̀ truc̣ mỏng): Hình 3: Cáp đồng trục mỏng o Sử dụng cho mạng LAN trong tòa nhà. o Thuộc họ RG58. o Có đường kính khoảng 6mm. o Chiều đài tối đa là 185 m/segment. o Tốc độ truyền 10 Mbps. o Đầu nối BNC, cỗ chữ T (BNC-T). Các loại cáp Thinet: o Cáp RC-58, trở kháng 50 Ω dùng với Ethernet mỏng. o Cáp RC-59, trở kháng 75 Ω dùng cho truyền hình cáp. o Cáp RC-62 : trở kháng 93 Ω dùng cho ARCnet. ́ đông • Thicknet( Cap ̀ truc̣ dày): Hình 4: Cáp đồng trục dày o Sử dụng cho mạng Backbone, WAN. o Thuộc họ RG5. o Đường kính là 13mm. o Chiều dài tối đa là 500m. o Tốc độ truyền tin có thể đạt tới 35 Mbit/s.
I.5, Ưu, nhược điểm cáp đồng trục: I.5.1, Ưu điểm: • Các thiết bị mạng đơn giản, giá thành thấp. • Rẻ tiền, nhẹ, mềm và dễ kéo dây. I.5.2, Nhược điểm: • Cáp đồng trục có mức suy hao lớn. • Chi phí cho các thiết bị kèm theo cao. • Điện năng tiêu thụ của mạng cao. • Càng xa trung tâm chất lượng tín hiệu càng giảm. • Độ ổn định của mạng kém. • Có thể bị nghe trộm trên đường truyền. • Khó bảo trì làm ảnh hưởng đến chất lượng phục vụ khách hàng. I.6, Giới thiêu ̣ về 1 số cap ́ đông ̀ truc̣ phổ biên ́ ́ đông  Cap ̀ truc̣ cao tân ̀ RG-213U, RG-58/U Cáp đồng trục lúc đầu được sử dụng để truyền dẫn sóng vô tuyến. Ngày nay, nó coǹ được sử dụng cho việc truyền số liệu trong mạng nội bộ (LAN). Ứng dụng chủ yếu bao gồm đường anten vô tuyến, TV, truyền dẫn tín hiệu Video, mạng di động, đường trung kế vô tuyến .v.v... . Sự lựa chọn loại cáp tuỳ thuộc vào khoảng cách và suy giảm mong muốn. THÔNG SỐ KỸ THUẬT RG-58 C/U RG-213/U Kiêủ caṕ MIL-C-17 MIL-C-17 Trở khang ́ Ω 50 Dây đông̀ mạ thiêć ̀ trân Dây đông ̀ Vâṭ liêụ Dây dâñ trong bêṇ bêṇ Mâṭ độ (số sợi * mm) 19 * 0,18 7 * 0,75 Vâṭ liêụ Nhựa PE Chât́ điêṇ môi Đường kinh ́ (mm) 2,95 7,25 Dây đông ̀ maị ̀ trân Dây đông ̀ Vâṭ liêụ Lưới boc̣ kim thiêć đan cheó đan cheó Độ phủ kin ́ 95% 95%
Vâṭ liêụ PVC Vỏ boc̣ ngoaì Đường kinh ́ (mm) 4,95 10,03 Điêṇ dung pF/100m 100 200 100MHz 16 7 Suy hao 200MHz 23 9 (dB/100m) 400MHz 33 14 ́ đông  Cap ̀ truc̣ RG-6 Hình 6: Cáp đồng trục RG6 RG-6 là loại cáp nhỏ nhất dùng trong truyền hình cáp. Nó dùng để đưa tín hiệu từ các bộ Tap-off hoặc Splitter đến từng hộ gia đình thuê bao. Đặc tính suy hao của nó là 21 dB/100m không thể dùng để truyền tính hiệu đi xa được, người ta chỉ dùng cáp này để dẫn tín hiệu vào TV của hộ gia đình. o Dây lõi được làm bằng thép mạ đồng 18 AWG, đường kính 1.02mm. o Có nhiều lớp bọc Nhôm chống nhiễu. o Vỏ bọc làm bằng nhựa PVC. o Điện trở: 75 +/-3 Ohm. o Vận tốc truyền: 85%. o Điện dung: 54 +/-3pF/m. o Sự suy hao: 20dB min (5-2300MHz). o Đạt tiêu chuẩn ISO9001, UL, CUL, CSA, ROHS.
CHƯƠNG II: CÁP XOẮN ĐÔI II.1, Giới thiêu ̣ Năm 1881 Alexander Graham Bell là người đầu tiên đưa cáp xoắn đôi vào sử dụng điện thoại và đến năm 1900 loại cáp này đã được sử dụng phổ biến, rộng rãi trên toàn nước Mỹ. Ngày nay hàng triệu Km cáp xoắn đôi đang được sử dụng bên ngòai bởi các công ty điện thoại , phục vụ cho truyền tải âm thanh và phần lớn các mạng thông tin, internet cũng sử dụng các loai cáp này. Chẳng bao lâu sau phát minh ra điện thoại, các đường dây cáp đã được sử dụng trong công nghệ truyền tải .Hai dây được căng ra ở 2 phía của thanh chéo trên các cực, truyền tải chung tuyến đường với dây điện. Ban đầu các nhà nghiên cứu nhận ra rằng dây điện đã làm giảm đi khoảng cách truyền tải của tín hiệu điện thoại và một giải pháp mới được đưa ra gọi là sự chuyển vị dây, để giảm bớt sự giao thoa, tại các cực, 2 dây lại được vắt chéo qua nhau. Như vậy mỗi dây sẽ chịu ít ảnh hưởng của sự phát xạ nhiễu điện từ từ dòng điện hơn. Ngày nay, những đường dây trần với sự chuyển vị tuần hoàn như vậy vẫn có thể còn được bắt gặp ở các vùng nông thôn. Điều này đại diện cho một sự thi hành sớm của sự xoắn với nhịp xoắn là 4 lần trên 1 Km. Dựa trên những thành quả nghiên cứu đó năm 1881 Alexander Graham Bell (nhà bác học Thụy sĩ người đã phát minh ra chiếc máy điện thoại vào năm 1876) đã đưa cáp xoắn đôi vào sử dụng cho hệ thống điện thoại của chính công ty truyền thông Bell của ông. ̉ chât́ cap II.2, Ban ́ xoăn ́ đôi Cáp xoắn đôi(Twisted pair) là loại cáp gồm nhiều cặp dây đồng xoắn lại với nhau nhằm chống phát xạ nhiễu điện từ (Electromagnetic Interference-EMI) từ bên ngoài,từ sự phát xạ của loại cáp UTP và sự xuyên âm(Crosstalk) giữa những cặp cáp liền kề. (Trong thông tin vô tuyến, sự xuyên âm thường được biểu thị giao thoa đồng kênh, và liên quan đến giao thoa kênh- kề bên. )
Cáp xoắn có thể làm giảm nhiễu vì hai dây chỉ truyền một đường dữ liệu, biễu diễn bằng hiệu điện thế giữa hai dây này. Khi nhiễu đánh vào, hai dây xoắn vào nhau nên sẽ xem như bị nhiễu giống nhau, cùng tăng hoặc cùng giảm một điện áp nhất định.Hiệu điện thế giữa hai dây vẫn giữ nguyên nên dữ liệu truyền vẫn đúng. Do giá thành thấp nên cáp xoắn được dùng rất rộng rãi đặc biệt là làm cáp điện thoại và sử dụng cho các loại máy tính trong công nghệ truyền thông Internet.Các loại cáp xắn đôi có tốc độ truyền tối đa có thể lên đến hàng chục Gigabit/giây (Gbps) với tần số dao động có thể đạt tới 600MHz. II.3, Phân loaị ́ xoăn II.3.1, Cap ́ đôi không có vỏ boc̣ UTP (Unshielded Twisted Pair): Hình 7: Cáp xoắn đôi không có vỏ bọc chông ́ nhiêu ̃ UTP Là loại cáp không có vỏ bọc chống nhiễu. Nhưng bù lại nó lại có tính linh động
và độ bền cao. Cũng gồm nhiều cặp xoắn như STP nhưng không có lớp vỏ bọc đồng chống nhiễu. Cáp xoắn đôi trần sử dụng chuẩn 10BaseT hoặc 100BaseT. Do giá rẻ nên đã nhanh chóng trở thành loại cáp mạng cục bộ được ưa chuộng nhất và đựoc sử dụn rộng khắp mọi nơi. Độ dài tối đa của một đoạn cáp là 100m. Không có vỏ bọc chống nhiều nên dễ bị nhiễu khi đặt gần các thiết bị và cáp khác do đó thông thường dùng để đi dây trong nhà. Đầu nối dùng là RJ45. Cáp UTP có 5 loại: Loại 1: truyền âm thanh, tốc độ < 4Mbps Loai 2: gồm 4 dây xoắn, tốc độ 4Mbps Loại 3: truyền dữ liệu với tốc độ lên đến 10Mbps. Cái này gồm 4 dây xoắn đôi với 3 mắt xoắn trên mỗi foot Loại 4: truyền dữ liệu, 4 cặp xoắn đôi, tốc độ đạt được 16 Mbps Loại 5: truyền dữ liệu, 4 cặp xoắn đôi, tốc độ 100Mbp Là một dạng cáp xoắn đôi,cáp UTP đã được sử dụng hơn 100 năm bởi các hệ thống điện thoại,mạng máy tính.Nó còn có một tên gọi khác là cáp Ethernet,theo tên của mạng Erthernet,loại mạng sử dụng cáp UTP nhiều nhất trên thế giới.Và tính đến hiện nay thì cáp UTP được phân loại làm 7 loại, từ cat 1 có tốc độ và khả năng chống nhiễu thấp nhất thường dùng để truyền tín hiệu thoại trong ngành bưu điện đến cat 7 có tốc độ và khả năng chống nhiễu cao nhất. II.3.2 Cáp xoắn đôi có vỏ bọc baỏ vệ II..3.2.1 Cáp xoắn đôi có vỏ bọc chống nhiễu STP hay STP-A(Shielded Twisted Pair).
Hình 8: Cáp xoắn đôi có vỏ bọc SPT Pin 1 Cam Pin 5 Xanh dương Pin 2 Cam – trắng Pin 6 Xanh dương – trắng Pin 3 Xanh lá Pin 7 Nâu Pin 4 Xanh lá – trắng Pin 8 Nâu – trắng o Gồm nhiều cặp xoắn lại được phủ bên ngoài mộ lớp vỏ làm bằng dây đồng bện.Lớp vỏ này có tác dùng chống EIM từ ngoài và chống phát xạ nhiễu bên trong. Lớp vỏ bọc chống nhiễu này được nối đất để thoát nhiễu. Cáp xoắn đôi có bọc ít bị tác động bởi nhiễu điện từ và có tốc độ truyền qua khoảng các xa cao hơn cáp xoắn đôi trần. o Giảm được nhiễu điện giữa các đôi dây và nhiễu xuyên âm. o Hạn chế được nhiễu điện tử bên ngoài như: các xuyên nhiễu điện từ trường và xuyên nhiễu tần số radio. o Về mặt lý thuyết thì tốc độ truyền có thể đạt 500Mbps nhưng thục tế thấp hơn rất nhiều chỉ đạt 155MBps với độ dài 100m. o Độ suy hao yếu dần nếu cáp càng dài, thông thường ngắn hơn 100m. o Đầu nối STP sử dụng đầu nối DIN( DB-9). o 150 ohm STP bảo vệ cáp xoắn đôi được xác định bởi các chi tiết kỹ thuật của IBM hệ thống cáp và được sử dụng với vòng mã thông báohoặc mạng FDDI . Đây là loại của che chắn bảo vệ cáp từ bên ngoài EMI vào hoặc thoát khỏi cáp và cũng bảo vệ cặp lân cận từ nhiễu xuyên âm. II.4, Ưu, nhược điêm ̉ II.4.1, Ưu điêm ̉ o Thi công lắp đặt dễ dàng. o Khắc phục lỗi tốt. o Chống được nhiễu xuyên âm giữa các cặp dây lân cận. o Chi phí lắp đặt bảo hành bảo dưỡng thấp. o Ứng dụng rộng rãi trong lắp đặt mạng LAN. o Cáp STP có khả năng chống nhiễu rất tốt kể cả nhiễu bên ngoài và nhiễu xuyên âm bên trong.
o Là loại cáp mỏng, mềm dẻo nên dễ dàng để kéo dài thành dây giữa những tường. o Cáp UTP nhỏ, nó không nhanh đổ đầy tràn những ống nối dây. o UTP chi phí ít hơn so với mọi cáp kiểu LAN khác o Nó là một cáp linh hoạt mỏng là dễ dàng để chuỗi giữa các bức tường. o Dòng có thể được chạy qua các ống dẫn dây điện cùng. o UTP chi phí ít hơn một mét / chân hơn bất kỳ loại khác của cáp mạng LAN. o Tiếng ồn điện hoặc đến từ cáp có thể được ngăn chặn. II.4.2, Nhược điêm ̉ o Khoảng cách tối đa cho phép tín hiệu truyền thấp (100 m). o Tính cảm ứng của cáp xoắn tới phát xạ nhiễu điện từ phụ thuộc nhiều vào những sơ đồ Xoắn cặp (thông thường được cấp bằng sáng chế bởi những nhà sản xuất) và không được sứt mẻ trong thời gian sự cài đặt. Do đó, những cáp xoắn đôi thông thường có những yêu cầu khó khăn cho việc sắp đặt bán kính uống cong cực tiểu hoặc cực đại. Tính dễ vỡ tương đối này của những cáp xoắn đôi làm cho việc thực hiện việc cài đặt trở thành một yếu tố quan trọng đảm bảo cho sự hoạt động của cáp. o Trong các ứng dụng video gửi thông tin qua nhiều dây tín hiệu song song, xoắn cặp cáp có thể giới thiệu sự chậm trễ truyền tín hiệu được biết đến như nghiêng mà kết quả trong các khuyết tật màu sắc tinh tế và bóng mờ do các thành phần hình ảnh không sắp xếp một cách chính xác khi kết hợp lại trong các thiết bị hiển thị. Nghiêng xảy ra bởi vì các cặp xoắn trong cùng một cáp thường sử dụng một số lượng khác nhau của xoắn trên mét để ngăn chặn phổ biến chế độ nhiễu xuyên âm giữa các cặp trùng số, trùng xoắn. Nghiêng có thể được bồi thường bằng cách thay đổi chiều dài của các cặp trong hộp chấm dứt, để giới thiệu các dòng chậm trễ mất slack giữa các cặp ngắn hơn và dài hơn, mặc dù chiều dài chính xác cần thiết là khó khăn để tính toán và thay đổi tùy thuộc vào chiều dài cáp tổng thể . II.5, Giới thiêu ̣ môṭ số loaị cap ́ xoăn ́ đôi  Giới thiệu về cáp xoắn đôi Cable Golden Japan - 4 pair UTP Cat 5e
o Loại : chống nhiễu bên trong o Dài đúng 100m (có số mét trên dây) o Lõi lớn 0.5mm. o Tín hiệu nhận được > 100 m. o Cấu tạo : 4 cặp dây đồng xoắn đôi + dây gân chịu lực o Băng thông : 100 - 350 MHz. o Đi âm tường tốt cùng các dòng điện mà không bị nhiễu. o Hỗ trợ Gigabit Ethernet(10/100/1000Base-T). o Vỏ màu cam công nghệ chống cháy bảo vệ môi trường.  Giới thiêu ̣ về cap ́ xoăn ́ đôi UTP CAT 5 E  Cấu tạo sợi cáp Jacket: Lớp vỏ bảo vệ ngaòi cùng (PVC) Insulation: Lớp vỏ bọc lõi Conductor: Lõi đồng Zipcord: Sơi dây dùng để tách lkớp vỏ bọc ngoài cùng Cáp UTP CAT5 e được chế tạo theo tiêu chuẩn TIA/EIA-568 Sử dung phù hợp với các công nghệ mạng như:10BASE -T, 100BASE –T, Gigabit Ethernet, Tokenring, 155Mbps ATM . Vỏ bọc cáp bao gồm các màu lựa chọn theo part number  Thông số kỹ thuật: 1. Part Number  Loại cáp Kiếu đóng gói Part Number  Maù săc: ́ Trắng, Xám, Xanh, Vàng  4- Pair Non-Plenum RB 57826-2 57826-4 57826-6 57826-8 WR 57826-1 57826-3 57826-5 57826-7 PB 6-57826-2 6-57826-4 6-57826-6 6-57826-8  4- Pair Plenum RB 57825-2 57825-4 57825-6 57825-8 WR 57825-1 57825-3 57825-5 57825-7 PB 6-57825-2 6-57825-4 6-57825-6 6-57825-8
2. Đặc điểm kỹ thuật Tần số(MHz)Mức suy hao NEXT,dB (dB/100m) Max/Typical 10 6.5 72/81 20 9.3 51/60 25 10.4 49/58 62.5 17.0 43/52 100 22.0 40/49 155 28.1 37/46 250 36.9 34/43 300 41.0 33/42 350 44.9 32/41 3. Băng thông: Có dải băng thông rộng (lên đến 350MHz) phù hợp tất cả mọi loại dịch vụ . 4. Vỏ bọc bảo vệ bên ngoài: -Đối với loại cáp có Part Number 57825-X la: Polymer alloy -Đối với loại cáp có Part Number 57825-X là: FR PVC 5. Dải nhiệt độ: - Dải nhiệt độ bảo quản: -200C tới +800C - Dải nhiệt độ sử dụng: -200C tới +600C
CHƯƠNG III: CÁP QUANG III.1 Giới thiệu Năm 1966 nhà vật lý học người Mỹ gốc Hoa Charles Kuen Kao và đồng nghiệp phát minh ra sợi quang, sợi quang đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của khoa học trong đó có ứng dụng trong truyền dẫn viễn thông Sợi cáp quang truyền ánh sáng có mang thông tin nhờ vào hiện tượng phản xạ toàn phần của ánh sáng trong môi trường lưỡng chiết (chiết xuất của môi trường). III.2, Cấu tạo  Sợi cáp quang được cấu tạo từ ba thành phần chính: lõi (core), lớp phản xạ ánh sáng (cladding), lớp vỏ bảo vệ chính (primary coating hay còn gọi coating, primary buffer).  Hình9: Cấu tạo sợi cáp quang  Core được làm bằng sợi thủy tinh hoặc plastic dùng truyền dẫn áng sáng. Để ánh sáng có thể phản xạ một cách hoàn toàn trong lõi thì chiết suất của lõi lớn hơn chiết suất của áo một chút.  Cladding Bao bọc core là lớp vâṭ chât́ quang,thủy tinh hay plastic nhằm bảo vệ và phản xạ ánh sáng trở lại core. Lõi và áo được làm bằng thuỷ tinh hay chất dẻo (Silica), chất dẻo, kim loại, fluor, sợi quang kết tinh. Thành phần lõi và vỏ có chiếc suất khác nhau  Primary coating là lớp vỏ nhựa PVC giúp bảo vệ core và cladding không bị bụi, ẩm, trầy xước. Vỏ bọc ở phía ngoài áo bảo vệ sợi quang khỏi bị ẩm và ăn mòn, đồng thời chống xuyên âm với các sợi đi bên cạnh.  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 1mm, sử dụng cho truyền dẫn tín hiệu
khoảng cách ngắn, mạng tốc độ thấp  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 loại thiết kế khác nhau để bảo vệ sợi cáp quang là ống đệm không chặt (close- tube) và ống đệm chặt (tight buffer). Để ánh sáng có thể phản xạ một cách hoàn toàn trong lõi thì chiết suất của lõi lớn hơn chiết suất của áo một chút. Vỏ bọc ở phía ngoài áo bảo vệ sợi quang khỏi bị ẩm và ăn mòn, đồng thời chống xuyên âm với các sợi đi bên cạnh. Core và Cladding được làm bằng thuỷ tinh hay, chất dẻo (Silica), kim loại, fluor, sợi quang kết tinh). Chúng được phân loại thành các loại sợi quang đơn mode Single Mode (SM) và đa mode Multimode (MM) tương ứng với số lượng mode của ánh sáng truyền qua sợi quang. Mode sóng là một trạng thái truyền ổn định của sóng ánh sáng (cũng có thể hiểu một mode là một tia). Cấu tạo bên trong Theo Mode thì có: SM và MM (MM có 2 loại: 62.5 và 50). Theo môi trường lắp đặt thì có Outdoor và Indoor. Outdoor lại chia ra thành các loại: F8 và Underground Single Mode và Multi Mode
Sợi SM chỉ truyền được một mode sóng do đường kính lõi rất nhỏ (khoảng 10 micromet). Do chỉ truyền một mode sóng nên SM không bị ảnh hưởng bởi hiện tượng tán sắc và thực tế SM thường ít được sử dụng hơn so với MM. Sợi MM có đường kính lõi lớn hơn SM (khoảng 6-8 lần), có thể truyền được nhiều mode sóng trong lõi. Ngoài ra chúng còn được phân loại thành sợi quang có chỉ số bước và chỉ số lớp tuỳ theo hình dạng và chiết suất của các phần của lõi sợi quang. Khoảng cách giữa 2 thiết bị đấu nối bằng cáp quang không quy định cụ thể là bao nhiêu KM. Khoảng cách giữa 2 thiết bị căn cứ vào tính toán suy hao toàn tuyến, công suất phát, độ nhạy thu và công suất dự phòng của thiết bị. Thông thường mỗi thiết bị đều có khuyến cáo chạy ở cự ly nhất định, tuy nhiên đó chỉ là tính tương đối thôi. Chuẩn bước sóng cho thiết bị chạy SM và MM có khác nhau: MM có các bước sóng chuẩn là: 780, 850 và 1300. Hiện nay các thiết bị ít dùng bước sóng 780. SM có các bước sóng: 1310, 1550, 1627. Hiện nay các thiết bị SM dùng công nghệ DWM thì còn có thể sử dụng nhiều bước sóng khác nữa. Đa phần cáp quang single mode chỉ dùng cho đường trục, ngoài việc giá thành, công nghệ của cáp single mode rất khắc khe, và rất khó trong việc thi công cũng như sử dụng. Lý do: lớp lõi của cáp single mode rất nhỏ (khoảng 27 Micromet), còn của multi mode thi lớn hơn rất nhiều (khoảng 130 Micromet). Ngoài ra, do kết cấu lõi single mode cho ánh sáng đi theo đường thẳng, mà giá thành chế tạo, cũng như độ chính xác trong thi công, thiết bị công nghệ cao... làm cho cáp Single Mode khó thực hiện trong các công trình dân sự. • Còn việc phân biệt: chủ yếu là do đường đi của ánh sáng truyền trong lõi Trong Single mode, ánh sáng đi theo gần như một đường thẳng trùng với trục cáp, còn trong Multi Mode, ánh sáng đi theo một chùm tia sáng có dạng đồ hình Sin đồng trục (vì thế mà ta có thể ghép thêm nhiều ánh sáng có các bước sóng khác nhau). Về thông số vật lý: Đường kính lõi sợi ( phần truyền tin): Core. SM: 9/125; MM: 50/125 và 62.5/125. Đường kính vỏ phản xạ: Cladding thì cả SM và MM đều như nhau là 125um.
Về Coating thì tùy thuộc vào dặc tính cần bảo vệ mà người ta làm lớp này, tuy nhiên thông thường đối với cáp Outdoor thì nó là 250, với cáp Indoor thì nó là 900, điều này không phụ thuộc vào nó la cáp SM hay MM. Về sử dụng thì tùy thuộc vào công suất phát, độ nhạy thu, khoảng cách truyền dẫn, tốc đọ yêu cầu và giá thành mà người ta quyết định dùng SM hoặc MM. III.3, Các loại cáp quang Người ta phân loại cáp quang dựa vào đường kính của lõi • Lõi 8,3 micron, lớp lót 125 micron, chế độ đơn mode • Lõi 50 micron, lớp lót 125 micron, chế độ đa mode • Lõi 62,5 micron, lớp lót 125 micron, chế độ đa mode • Lõi 100 micron, lớp lót140 micron, chế độ đa mode  Cáp quang Single mode ( đơn mode) Cáp quang Single mode có đường kính core khá nhỏ (khoảng 9µm), sử dụng nguồn phát laser truyền tia sáng xuyên suốt vì vậy tín hiệu ít bị suy hao và có tốc độ khá lớn. SM thường hoạt động ở 2 bước sóng (wavelength) 1310nm, 1550nm. Sợi đơn mode (single mode) chỉ truyền được một mode sóng do đường kính lõi rất nhỏ (khoảng 10 micromet). Do chỉ truyền một mode sóng nên đơn mode (single mode) không bị ảnh hưởng bởi hiện tượng tán sắc và thực tế đơn mode (single mode) thường được sử dụng hơn so với đa mode (multi mode).  Ứng dụng của cáp quang Single mode Single mode có thể truyền tín hiệu với khoảng cách xa hàng nghìn Km. Được dùng phổ biến trong các mạng điện thoại, mạng truyền hình cáp, mạng Internet… được lắp đặt dưới biển, trên đát liền để nối thông tin liên lạc giữa các châu lục.
 Cáp quang Multimode (đa mode) Cáp quang Multimode (MM) có đường kính core lớn hơn SM (khoảng 50µm, 62.5µm). MM sử dụng nguồn sáng LED (Light Emitting Diode) hoặc laser để truyền tia sáng và thường hoạt động ở 2 bước sóng 850nm, 1300nm; MM có khoảng cách kết nối và tốc độ truyền dẫn nhỏ hơn SM. Sợi đa mode (multi mode) có thể truyền cùng lúc nhiếu ánh sáng với góc anpha khác nhau Multimode steped index (chiết xuất bước): lõi lớn 100 µm, các tia tạo xung ánh sáng có thể đi theo nhiều đường khác nhau trong lõi : thẳng, zig-zag,… tại điểm đến sẽ nhận được các chùm tia riêng lẻ vì vậy xung dễ bị méo dạng. Multimode graded index (chiết xuất liên tục) : lõi có chỉ số khúc xạ giảm dần từ trong ra ngoài cladding. Các tia gần trục truyền chậm hơn các tia gần cladding. Các tia đi theo đường cong thay vì đường zig-zag. Các chùm tia tại điểm hội tụ, vì vậy xung ít bị méo dạng.  Ứng dụng của Multimode Step index: dùng cho khoảng cách ngắn, phổ biến trong các đèn soi trong Građe index: thường dùng trong các mạng LAN  Đây là cach ́ phân loaị phổ biêń nhât, ́ ngoaì ra coǹ có cach ́ phân loaị theo ́ chât́ cuả từng loaị cap tinh ́ quang như la:̀ o OFC: sợi quang học, dẫn điện (Optical fiber, conductive) ̃ điêṇ (Optical fiber, nonconductive) o OFN: sợi quang học, không dân o OFCG: sợi quang học, dẫn điện, sử dụng chung (Optical fiber, conductive, general use) ̃ điên, o OFNG: sợi quang học, không dân ̣ sử dụng chung (Optical fiber, nonconductive, general use) ̀ đủ (Optical fiber, conductive, plenum) o OFCP: sợi quang học, dẫn điện, đây ̃ điên, o OFNP: sợi quang học, không dân ̣ đâỳ đủ (Optical fiber, nonconductive, plenum) o OFCR: sợi quang, dẫn điện, tăng lên (Optical fiber, conductive, riser) ̃ điên, o OFNR: sợi quang, không dân ̣ tăng lên (Optical fiber, nonconductive, riser) o OPGW: sợi quang tổng hợp trên không dây mặt đất (Optical fiber composite overhead ground wire) o ADSS: Tất cả các điện môi hỗ trợ (All-Dielectric Self-Supporting)
III.4 Nguyên lý truyền ánh sáng trong sợi quang Ánh sáng truyền trong lõi sợi quang bằng cách phản xạ toàn phần qua lại mặt tiếp giáp giữa lõi và lớp bọc.  Ánh sáng có thể truyền được trong sợi quang bị uốn với một độ cong giới hạn ̃ điều kiện phản xạ toàn phần). (thỏa man III.5 Ưu, nhược điểm của cáp quang III.5.1, Ưu điêm ̉ o Tốc độ đường truyền lớn lên tới Gbps , băng thông rộng o Không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện. Suy hao tín hiệu rất nhỏ o Độ an toàn cao vì có tính cách điện, tính bảo mật o Độ tin cậy cao, dễ bảo dưỡng o Chi phí về nguyên vật liệu rẻ o Dung lượng lớn. Các sợi quang có khả năng truyền những lượng lớn thông tin. Với công nghệ hiện nay trên hai sợi quang có thể truyền được đồng thời 60.000 cuộc đàm thoại. Một cáp sợi quang (có đường kính ngoài 2 cm) có thể chứa được khoảng 200 sợi quang, sẽ tăng được dung lượng đường truyền lên 6.O0O.OOO cuộc đàm thoại. So với các phương tiện truyền dẫn bằng dây thông thường, một cáp lớn gồm nhiều đôi dây có thể truyền được 500 cuộc đàm thoại. một cáp đồng trục có khả năng với 10.000 cuộc đàm thoại và một tuyến viba hay vệ tinh có thể mang được 2000 cuộc gọi đ ồng thời. o Kích thước và trọng lượng nhỏ. So với một cáp đông có cùng dung lượng, cáp sợi quang có đường kính nhỏ hơn và khối lượng nhẹ hơn nhiều. Do đó dễ lắp đặt chúng hơn, đặc biệt ở những vị trí có sẵn dành cho cáp (như trong các đường ống đứng trong các tòa nhà), ở đó khoảng không là rất ít.
o Không bị nhiễu điện. Truyền dẫn bằng sợi quang không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ (EMI) hay nhiễu tần số vô tuyến (RFI) và nó không tạo ra bất kỳ sự nhiễu nội tại nào. Sợi quang có thể cung cấp một đường truyền “sạch" ở những môi trường khắc nghiệt nhất. Các công ty điện lực sử dụng cáp quang, dọc theo các đường dây điện cao thế để cung cấp đường thông tin rõ ràng giữa các trạm biến áp. Cáp sợi quang cũng không bị xuyên âm. Thậm chí dù ánh sáng bị bức xạ ra từ một sợi quang thì nó không thể thâm nhập vào sợi quang khác được. o Tính cách điện. Sợi quang là một vật cách điện. Sợi thủy tinh này loại bỏ nhu cầu về các dòng điện cho đường thông tin. Cáp sợi quang làm bằng chất điện môi thích hợp không chứa vật dẫn điện và có thể cho phép cách điện hoàn toàn cho nhiều ứng dụng. Nó có thể loại bỏ được nhiễu gây bởi các dòng điện chạy vòng dưới đất hay những trường hợp nguy hiểm gây bởi sự phóng điện trên các đường dây thông tin như sét hay những trục trặc về điện. Đây thực sự là một phương tiện an toàn thường được dùng ở nơi cần cách điện. o Tính bảo mật. Sợi quang cung cấp độ bảo mật thông tin cao. Một sợi quang không thể bị trích để lấy trộm thông tin bằng các phương tiện điện thông thường như sự dẫn điện trên bề mặt hay cảm ứng điện từ, và rất khó trích để lấy thông tin ở dạng tín hiệu quang. Các tia sáng truyền lan ở tâm sợi quang và rất ít hoặc không có tia nào thoát khỏi sợi quang đó. Thậm chí nếu đã trích vào sợi quang được rồi thì nó có thể bị phát hiện nhờ kiểm tra công suất ánh sáng thu được tại đầu cuối. Trong khi các tín hiệu thông tin vệ tinh và viba có thể dễ dàng thu để giải mã được. o Độ tin cậy cao và dễ bảo dưỡng . Sợi quang là một phương tiện truyền dẫn đồng nhất và không gây ra hiện tượng pha-đinh. Những tuyến cáp quang được thiết kế thích hợp có thể chịu đựng được những điều kiện về nhiệt độ và độ ẩm khắc nghiệt và thậm chí có thể hoạt động ở dưới nước. Sợi quang có thời gian hoạt động lâu, ước tính trên 30 năm đối với một số cáp. Yêu cầu về bảo dưỡng đối với một hệ thống cáp quang là ít hơn so với yêu cầu của một hệ thống thông thường do cần ít bộ lặp điện hơn trong một tuyến thông tin; trong cáp không có dây đồng, là yếu tố có thể bị mòn dần và gây ra mất hoặc lúc có lúc không có tín hiệu; và cáp quang cũng không bị ảnh hưởng bởi sự ngắn mạch, sự tăng vọt điện áp nguồn hay tĩnh điện. o Tính linh hoạt. Các hệ thống thông tin quang đều khả dụng cho hầu hết các dạng thông tin số liệu, thoại và video. Các hệ thống này đều có thể tương thích với các chuẩn RS.232, RS422, V.35, Ethernet, Arcnet, FDDI, T1, T2, T3, Sonet, thoại 2/4 dây, tín hiệu E/M, video tổng hợp và còn nhiều nữa. o Tính mở rộng. Các hệ thống sợi quang được thiết kế thích hợp có thể dễ dàng được mở rộng khi cần thiết. Một hệ thống dùng cho tốc độ số liệu thấp, ví dụ T1 (I 544 Mb/s) có thể được nâng cấp trở thành một hệ thống