Buzz
Cáp quang là loại cáp viễn thông làm từ thủy tinh hoặc nhựa, sử dụng ánh sáng để truyền tải tín hiệu và kết nối mạng.
Cáp quang mảnh dài, thành phần là thủy tinh trong suốt có đường kính nhỏ như sợi tóc. Chúng được bó lại thành cáp quang và dùng để truyền tín hiệu đi xa. Không như cáp đồng truyền tín hiệu điện, cáp quang ít bị nhiễu, tốc độ truyền dữ liệu cao và khoảng cách truyền xa hơn.
Cấu tạo chi tiết
Cáp quang có dây dẫn trung tâm là sợi thủy tinh hoặc nhựa đã qua tinh chế để tối đa hóa truyền tải tín hiệu ánh sáng. Sợi quang được phủ lớp lót để phản xạ tốt tín hiệu.
Cấu tạo của cáp quang bao gồm:
- Core: Phần lõi trung tâm của sợi quang, nơi ánh sáng truyền qua
- Cladding: Lớp vật chất quang bên ngoài bao quanh lõi, giúp phản xạ ánh sáng trở lại vào lõi.
- Buffer coating: Lớp phủ bảo vệ bên ngoài, giúp chống ẩm và bảo vệ sợi quang không bị hư hỏng.
- Jacket: Hàng trăm hoặc hàng ngàn sợi quang được bó lại trong lớp áo bảo vệ bên ngoài, gọi là jacket.
Cách thức hoạt động
Cáp quang là công nghệ truyền dẫn thông tin sử dụng ánh sáng dẫn qua sợi quang học làm từ thủy tinh hoặc polyme trong suốt. Cơ chế hoạt động dựa trên hiện tượng phản xạ toàn phần, giúp ánh sáng truyền đi xa mà không mất năng lượng đáng kể. Ánh sáng được phát ra từ nguồn như LED hoặc laser, đi qua lõi sợi quang được bao quanh bởi lớp vỏ có chỉ số khúc xạ thấp hơn, tạo điều kiện cho ánh sáng phản xạ toàn phần tại biên giới giữa lõi và vỏ, duy trì quá trình dẫn truyền ánh sáng.
Đặc tính này cho phép cáp quang truyền dữ liệu với tốc độ cao và khoảng cách xa mà ít suy hao và nhiễu từ bên ngoài, hơn hẳn cáp đồng. Dữ liệu được mã hóa thành chuỗi xung ánh sáng, mỗi xung đại diện cho bit 0 hoặc 1, cho phép truyền thông tin số qua khoảng cách lớn với độ chính xác cao. Công nghệ cáp quang tiên tiến, bao gồm phát triển sợi quang mới và kỹ thuật đa kênh qua phân cực và bước sóng, đã mở rộng đáng kể khả năng và hiệu quả của truyền dẫn quang học, là nền tảng cho mạng truyền thông hiện đại.
Phân chia loại
Các loại cáp quang: Chủ yếu có hai loại chính:
Đa mode (Multimode)
- Đa mode bước chiết suất (stepped index): Lõi lớn (100 micron), các tia sáng có thể đi theo nhiều đường khác nhau trong lõi: thẳng, zig-zag… khi đến điểm cuối sẽ nhận các chùm tia riêng lẻ, vì vậy xung ánh sáng dễ bị biến dạng.
- Đa mode chiết suất liên tục (graded index): Lõi có chỉ số khúc xạ giảm dần từ trong ra ngoài vỏ bọc. Các tia gần trục truyền chậm hơn các tia gần vỏ bọc. Các tia di chuyển theo đường cong thay vì zig-zag. Tại điểm hội tụ, các chùm tia gặp nhau, do đó xung ít bị biến dạng.
Đơn mode (Single mode)
Lõi nhỏ (8 micron hoặc ít hơn), sự thay đổi hệ số khúc xạ từ lõi ra lớp vỏ ít hơn so với multimode. Các tia sáng truyền theo hướng song song với trục. Xung nhận được hội tụ tốt, ít bị méo dạng.
Đặc điểm
- Phát: Sử dụng LED hoặc laser để truyền xung ánh sáng vào cáp quang.
- Nhận: Cảm biến quang chuyển xung ánh sáng thành dữ liệu.
- Cáp quang chỉ truyền sóng ánh sáng (không truyền tín hiệu điện) nên nhanh, không bị nhiễu và không bị nghe lén.
- Độ suy hao thấp hơn cáp đồng, có thể truyền tín hiệu xa hàng trăm km.
- Cần có chuyên môn nhất định để lắp đặt.
- Cáp quang và thiết bị đi kèm đắt tiền hơn cáp đồng.
Ứng dụng
Multimode
Thường dùng cho truyền tín hiệu trong khoảng cách ngắn, bao gồm:
- Step index: sử dụng cho khoảng cách ngắn, phổ biến trong các thiết bị chiếu sáng nội soi.
- Graded index: thường được dùng trong các mạng LAN.
Single mode
Dùng cho khoảng cách xa lên đến hàng nghìn km, phổ biến trong mạng điện thoại và truyền hình cáp. Đường kính 8 micron, truyền xa hàng trăm km mà không cần khuếch đại.
- Cáp điện Việt Nam
- Tập đoàn Điện lực Việt Nam
- Điện lực
- Mạng lưới
Liên kết ngoài
Tài liệu liên quan đến sợi quang tại Wikimedia Commons
