H i:
1. Cho em h i v s khác nhau gi a cáp quang SM và MM?
2. Các thi t b đ u cu i đ hàn s i cáp quang tr c khi g n nó vào switch. Trên m t sế ướ
switch, em th y có giao ti p FX; đôi khi em th y giao ti p cáp quang là SX ho c LX. ế ế
V y ttrong ttr ng h p nào thì mình s dùng fx, và trong tr ng h p nào mình dùng ườ ườ
sx. S i cáp patch-cable đ dùng cho fx là st/sc. Tuy nhiên em không phân bi t đ c ượ
trong tr ng h p nào em dùnng st/st ho c sc/sc. Các anh có th gi i thích cho em đ cườ ượ
không?
3. Các b n th lý gi i t i sao s i đ n mode c n đ n các b suy hao 5dB, 10dB ơ ế
kho ng cách g n?
Tr l i:
1. S i quang là nh ng dây nh và d o truy n các ánh sáng nhìn th y đ c và các tia ượ
h ng ngo i. Chúng có 3 l p: lõi (core), áo (cladding) và v b c (coating). Đ ánh sáng
có th ph n x m t cách hoàn toàn trong lõi thì chi t su t c a lõi l n h n chi t su t ế ơ ế
c a áo m t chút. V b c phía ngoài áo b o v s i quang kh i b m và ăn mòn,
đ ng th i ch ng xuyên âm v i các s i đi bên c nh. Lõi và áo đ c làm b ng thu tinh ượ
hay ch t d o (Silica), ch t d o, kim lo i, fluor, s i quang k t tinh). ế
Thành ph n lõi và v có chi c su t khác nhau. Chi t su t c a nh ng l p này nh th ế ế ư ế
này s quy t đ nh tính ch t c a s i quang. Chúng đ c phân lo i thành các lo i s i ế ượ
quang đ n mode (Single Mode - SM) và đa mode (Multimode -MM) t ng ng v i sơ ươ
l ng mode c a ánh sáng truy n qua s i quang. Mode sóng là m t tr ng thái truy n nượ
đ nh c a sóng ánh sáng (cũng có th hi u m t mode là m t tia).
S i quang đ n mode hay s i quang đa mode đ u ch truy n m t tín hi u (là d li u mà ơ
ta c n truy n). Mu n truy n nhi u d li u t các kênh khác nhau, ta ph i dùng đ n ế
công ngh WDM (truy n nhi u b c sóng trên cùng m t s i quang). S i đa mode có ướ
th truy n cùng lúc nhi u ánh sáng v i góc anpha khác nhau, còn s i đ n mode ch ế ơ
th truy n 1 ánh sáng v i 1 b c sóng nh t đ nh. Do s i quang là v t li u truy n ướ
thông tin d a trên đ nh lu t ph n x ánh sáng. Tia sáng khi đi t môi tr ng có chi t ườ ế
su t cao qua môi tr ng chi t su t th p thì không đi th ng (hay còn g i là tán x ) mà ườ ế
s ph n x l i. Do đó, khi ánh sáng mang thông tin, s đ c truy n đi mà không b suy ượ
hao gì c (vì nó c ch y lòng vòng trong đó, ph n x bên này, r i ph n x bên kia. S i
quang đ n mode thì lõi có chi t su t là m t h ng s và chi t su t c a v cũng là 1ơ ế ế
h ng s . Khi đó ánh sáng s truy n đi theo đ ng ziczac trong s i quang (đ l nh pha ườ
c a tín hi u khi đó s đáng k ). S i đa mode là công ngh tiên ti n h n, chi t su t t ế ơ ế
lõi ra đ n v s gi m t t (nh ng v n đ m b o m t t s chi t su t đ ánh sáng chế ư ế
ph n x ch không tán x ), khi đó thì ánh sáng s đi theo đ ng cong, đ l nh pha s ườ
ít h n nhi u so v i hình ziczac c a lo i đ n mode. ơ ơ Đa mode còn chia làm 2 lo i, đó là
step mode và grade mode. Step mode thì chi t su t t lõi đ n v giàm d n, nh ng theoế ế ư
t ng n c, còn grade mode thì giàm liên t c và dĩ nhiên là grade mode s t t h n step ơ
mode. Dĩ nhiên là vi c dùng đa mode thì còn ph thu c nhi u y u t n a nh là giá ế ư
thành, các thi t b đ u cu i (ghép kênh quang). S i SM ch truy n đ c m t modeế ượ
sóng do đ ng kính lõi r t nh (kho ng 10 micromet). Do ch truy n m t mode sóngườ
nên SM không b nh h ng b i hi n t ng tán s c và th c t SM th ng đ c s ưở ượ ế ườ ượ
d ng h n so v i MM. S i MM có đ ng kính lõi l n h n SM (kho ng 6-8 l n), có th ơ ườ ơ
truy n đ c nhi u mode sóng trong lõi. ượ
Thông s v t lý c a hai lo i cáp này:
Đ ng kính lõi s i (ph n truy n tin): ườ
Core.
SM: 9/125;
MM: 50/125 và 62.5/125.
Đ ng kính v ph n x : Cladding thì c SM và MM đ u nh nhau là 125um.ườ ư
Hi n nay, cáp quang single mode ch dùng cho đ ng tr c, ngoài vi c giá thành ra, ườ
công ngh c a cáp single mode r t kh c khe, và r t khó trong vi c thi công cũng nh ư
s d ng. Lý do chính là do l p lõi c a cáp single mode rát nh (khoang 27 Micromet)
còn c a multi mode thi l n h n r t nhi u (kho ng 130 Micromet). Ngoài ra, do k t c u ơ ế
lõi single mode cho ánh sáng đi theo đ ng th ng, mà giá thành ch t o, cũng nh đườ ế ư
chính xác trong thi công, thi t b công ngh cao... làm cho cáp SM khó th c hi n trongế
các công trình dân s .
V Coating thì tùy thu c vào d c tính c n b o v mà ng i ta làm l p này, tuy nhiên ườ
thông th ng đ i v i cáp out door thì nó là 250, v i cáp indoor thì nó là 900, đi u nàyườ
không ph thu c vào cáp SM hay MM. V s d ng thì tùy thu c vào công su t phát,
đ nh y thu, kho ng cách truy n d n, t c đ yêu c u và giá thành mà ng i ta quy t ườ ế
đ nh dùng SM ho c MM.
Minh h a hình đ ng đi c a ánh sáng truy n trong lõi (mà nguyên nhân là do k t c u ườ ế
c a lõi Single Mode Multi Mode:
===================
- - - - - - >- - - - - - - - >- - - đ ng ánh sángườ
===================
Single Mode
===================
/ \ / \ / \ / \ / \ / \ / \ / \ / \
- - - - - - - - - - - - - - - - - - đ ng ánh sángườ
\ / \ / \ / \ / \ / \ / \ / \ / \ /
===================
Multi mode
Ti p c n theo quang h c tia (ray optic), mode c a s i quang đ c hi u là m t tia sóngế ượ
ánh sáng đ n s c. S i quang đa mode là s i quang truy n nhi u tia sáng cùng m t lúc,ơ
trong khi s i quang đ n mode ch truy n duy nh t m t mode d c tr c. Ti p c n theo ơ ế
quang h c l ng t , ánh sáng là m t lo i sóng đi n t (hai thành ph n E, H) và truy n ượ
d n c a nó trong s i quang ph i tuân th các ph ng trình c a đ nh lu t Maxoen. ươ
Ng i ta nh n th y r ng thành ph n đi n (véc t E) và thành ph n t (véc t H) t iườ ơ ơ
lõi và v c a s i quang không đ c l p v i nhau mà có m i liên h thông qua đi u ki n
biên lõi-v . B t c c p nghi m nào c a h ph ng trình Maxoen lõi và v tho mãn ươ
đi u ki n biên đ c g i là m t mode truy n sóng. ượ
Ngoài cách phân lo i nh trên, còn vài cách phân lo i cáp quang khác. Theo Mode thì ư
có: SM và MM (MM có 2 lo i: 62.5 và 50). Theo môi tr ng l p đ t thì có Outdoor và ườ
In door. Outdoor l i chia ra thành các lo i: F8 và Underground.
2. T i sao s i quang đ n mode có kh năng truy n t t h n s i đa mode? ơ ơ
S i đ n mode truy n xa và t t h n s i đa mode.Trong Single mode, ánh sáng đi theo ơ ơ
g n nh m t đ ng th ng trùng v i tr c cáp, còn trong Multi Mode, ánh sáng đi theo ư ườ
m t chùm tia sáng có d ng đ hình sin đ ng tr c (vì th mà ta có th ghép thêm nhi u ế
ánh sáng có các b c sóng khác nhau). S i quang đa mode s g p hi n t ng tán s cướ ượ
trong s i quang gi a các mode truy n d n. Đây là y u đi m chính c a đa mode so v i ế
đ n mode. Do đó mà tín hi u trong s i quang đa mode d b tán x h n, t c đ truy nơ ơ
kém h n và kho ng cách truy n g n h n. ơ ơ
S i quang có ch s b c và ch s l p tuỳ theo hình d ng và chi t su t c a các ph n ướ ế
c a lõi s i. S i quang đ n mode hay đa mode ph thu c vào b c sóng c a ánh sáng ơ ướ
truy n trong đó. Cùng m t s i quang nh ng nó có th là s i đ n mode v i b c sóng ư ơ ướ
nay và là s i đa mode v i b c sóng khác. Tuy nhiên trong s i quang, ng i ta ch ướ ườ
truy n m t s b c sóng nh t đ nh. Nh ng b c sóng này g i là các c a s quang. Ba ướ ướ
b c sóng đó là 850nm, 1330nm, 1550nm. Th ng thì b c sóng 850nm ít đ c dùng.ướ ườ ướ ượ
MM có các b c sóng chu n là: 780, 850 và 1300. Hi n nay các thi t b ít dùng b cướ ế ướ
sóng 780. SM có các b c sóng: 1310, 1550, 1627. Các thi t b SM dùng công nghướ ế
DWM thì còn có th s d ng nhi u b c sóng khác n a. Do đó khái ni m s i đa mode ướ
và đ n mode ph i g n li n v i b c sóng truy n. Kho ng cách truy n (theo khuy nơ ướ ế
cáo) c a cáp đa mode là 500m. Kho ng cách truy n (theo khuy n cáo) c a cáp đ n ế ơ
mode là 3000m. S i quang đ n mode đ c dùng ch y u do ko có hi n t ng tán s c ơ ượ ế ượ
gi a các mode là nguyên nhân ch y u gây nhi u s i quang. S i đ n mode đ c ế ơ ượ
dùng đ làm m ng backbone còn s i đa mode ch dùng truy n gi a các m ng trong
vùng. Thêm n a c đ n mode và đa mode đ u dùng ánh sáng laser ho c led đ c, còn ơ ượ
s d ng cái nào là tuỳ vào t ng tr ng h p c th do nhu c u và yêu c u c a m ng. ườ
Khi truy n trong s i quang, sóng ánh sáng b chi ph i b i m t s hi n t ng sau: ượ
(*) Suy gi m (attenuation): Suy gi m trong s i quang do hai nguyên nhân chính, là h p
th c a v t li u và tán x ReyLeng. H p th v t li u nh h n tán x ReyLeng nên có ơ
th b qua. Tán x ReyLeng do các thăng giáng vi sai trong c u trúc v t li u, và gi m
khi b c sóng tăng. Đ th t ng h p c a các nguyên nhân suy gi m giúp tìm ra ba c aướ
s truy n sóng s d ng r ng rãi ngày nay (800nm, 1300nm và 1550nm)
(*) Tán s c (dispersion): Tán s c là hi n t ng các thành ph n khác nhau c a tín hi u ượ
c n truy n truy n đi v i các t c đ khác nhau trong s i quang. Tán s c do đó gây ra
hi n t ng giãn xung ánh sáng đ u ra, gây ra nhi u ch ng ph và là nguyên nhân ượ
chính d n đ n h n ch c a kho ng cách truy n trong s i quang ngày nay. Có m t s ế ế
lo i tán s c khác nhau, g m tán s c mode (s i quang đa mode m i có), tán s c phân
c c và tán s c đ n s c (g m tán s c v t li u + tán s c ng d n sóng), m i lo i có ơ
m t nh h ng khác nhau đ n quá trình truy n c a tín hi u. Các lo i s i quang d ch ưở ế
tán s c h n ch đ c m t ph n v n đ này nên có kho ng cách truy n xa (longhaul). ế ượ
(*) Các hi u ng phi tuy n: Khi truy n nhi u mode trong s i quang, hi n t ng phi ế ượ
tuy n gây ra hi n t ng sinh ra các hài t các mode truy n c b n, d n đ n nhi u t iế ượ ơ ế
đ u thu và gi m công su t tín hi u truy n.
Các hi n t ng này có nh h ng càng rõ r t kho ng cách càng l n, và kho ng cách ượ ưở
cũng không ph i là tham s duy nh t. Chúng làm nh h ng tiêu c c đ n biên đ , t n ưở ế
s , các tham s khác v xung truy n, và do đó nh h ng đ n kh năng nh n d ng ưở ế
c a đ u thu. H n n a, các nh h ng này l i không gi ng nhau, ví d b khuy ch đ i ơ ưở ế
có th dùng đ h n ch v n đ attenuation, nh ng vô hi u v i giãn xung, và các b tái ế ư
t o xung không th đ m b o công su t ng ng c a đ u thu...gây ra nhi u khó khăn ưỡ
trong kh c ph c
Trong s các nh h ng thì tán s c là nghiêm tr ng nh t, và trong s các lo i tán s c ưở
thì tán s c mode là đáng k nh t. Hãy t ng t ng hai mode sóng lõi và ngoài ưở ượ
nh t. Kho ng cách v th i gian khi đ n đích c a chúng là y u t quy t đ nh đ n ế ế ế ế
kho ng cách truy n. Thông th ng kho ng cách này không đ c v t quá 1/2 chu kỳ ườ ượ ượ
xung c n truy n đ b thu có kh năng h i ph c tín hi u nh cũ. Đó là lý do chính đ ư
s i đ n mode truy n t t h n s i đa mode trên các tham s k thu t chung. Ngoài ra, ơ ơ
còn r t nhi u v n đ n u mu n th c s hi u đ c v n đ mode và phân bi t gi a ế ượ
chúng. Truy n d n quang v i power budget là bài toán c n ph i c n th n khi tính toán
thi t k . Ngày nay, công ngh WDM và các phát hi n m i trong k thu t quang đã vàế ế
đang h ng th h m ng đ n m t k nguyên m i, k nguyên c a Optical Internet.ướ ế ế
Đ ng kính lõi c a s i quang đ n mode nh h n đ ng kính lõi c a s i quang đaườ ơ ơ ườ
mode. Đi u này xu t phát t đi u ki n đ m b o tính đ n mode c a s i quang cho b i ơ
công th c sau:
(2*PI/lamda)*a*sqr(n1*n1-n2*n2) <2.405
Trong đó lamda là b c sóng, a là đ ng kính lõi s i quang và n1, n2 l n l t là chi tướ ườ ượ ế
su t lõi v . Trên đ th bi u di n s mode và diameter, b n c n kéo dài a đ có thêm
s mode truy n sóng.
Rõ ràng v i m t b c sóng đ n mode t i h n lamda, chi t su t lõi v xác đ nh, thì ướ ơ ế
đ ng kính s i quang b h n ch b i công th c trên.ườ ế
Th c t ánh sáng có l ng tính sóng h t, và đó đã tr thành m t cu c tranh cãi l n ế ưỡ
nh t trong l ch s V t lý nh ng năm cu i th k 19. ế Ti p c n theo quang h c tia vàế
quang h c l ng t đ u c n thi t đ lý gi i các hi n t ng truy n sóng ánh sáng ượ ế ượ
trong s i quang, tuy nhiên, b n ch t đi n t c a sóng ánh sáng giúp gi i quy t các v n ế
đ sáng t và d hi u h n nhi u so v i các lý gi i trong quang h c tia. Đ n c v i ơ ơ
mode sóng, ti p c n theo quang h c l ng t giúp b n có th hi u đ c v n đ tánế ượ ượ
s c phân c c (trong ch đ đ n mode v b n ch t v t lý v n là d n xu t c a hai ế ơ
nghi m đ c l p nh ng cùng h ng s truy n sóng, t c v n "đa mode"), v n đ tán s c ư
ng d n sóng (phân b năng l ng c a mode khi truy n trong s i quang lõi và v , ượ
phân b này không gi ng nhau v i các mode khác nhau, d n đ n năng l ng c a sóng ế ượ
đi trong các vùng có chi t su t n thay đ i, và là nguyên nhân c a tán s c). Chúng taế
không c n hi u sâu s c đ n đ h Maxoen gi i ntn, nh ng n m đ c ph ng pháp ế ư ượ ươ
ti p c n này giúp chúng ta hi u t t h n v s i quang và các v n đ truy n d n trênế ơ
s i quang. Ngoài ra, đ a 2 s i quang tr n thì không th phân bi t đ c SM và MM ư ượ
đâu. Đ phân bi t đ c thì b n ph i có Microscope ho c Fusion Splicer. ượ
3. V ph n g n thi t b đ u cu i, hàn và đ u n i cáp quang ế
Thông th ng có hai k thu t đ u n i cáp quang: mài đ u Connector và hàn h quang.ườ
3.1. K thu t mài đ u Connector cáp quang:
L y đ u Connector g n vào s i quang r i mài cho ph ng đ u. Có nhi u lo i đ u
connector c a các hãng khác nhau nhung VN thì ch y u là đ u connector AMP. ế
Lo i đ u này không c n dùng keo g n mà nó có khoá s i trong. Thi công theo k
thu t này thì đ n gi n nh ng suy hao cao do làm th công và chi phí s a ch a và x ơ ư
s c cáp b ng chi phí làm ban đ u do các đ u Connector ch dùng đ c 1 l n duy ượ
nh t.
3.2. K thu t hàn n i b ng h quang:
Dùng máy hàn cáp quang chuyên d ng hàn m t s i dây n i vào cáp (dây n i là lo i dây
đã có 1 đ u Connector g n s n r i). K thu t này có nh c đi m là ít ng i làm vì chi ượ ườ
phí đ u t máy khá cao (kho ng 12K USD) nh ng u đi m c a nó là chi phí s a ch a ư ư ư
và x lý s c khá r do dây n i có th s d ng nhi u l n (m i s i dây n i dài trung
bình 2,5 mét. M i l n x lý ph i c t đi 3 cm).B n kéo cáp quang t i n i s d ng, hàn ơ
vào pittel, t pittel g n vào converter.
Có 2 cách hàn:
+ Hàn b ng máy : $20/m i
+ Hàn b ng tay (b m) : $8/m i
M t m i hàn cáp quang kho ng $12 (tùy b n xa hay g n, s l ng m i hàn....), ượ
pigtail FC 1.5m kho ng $8/ 1 s i simplex, patch cord FC-SC 5m kho ng $12/ s i