Cáp quang đã trở thành một thành phần không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại của chúng ta, đặc biệt là đối với những người thường xuyên sử dụng các thiết bị công nghệ như điện thoại di động, laptop hay máy tính bảng. Tuy nhiên, bạn đã hiểu rõ về cáp quang là gì không? Bạn có biết có những loại cáp quang nào và điểm khác biệt giữa cáp quang và cáp đồng? Hãy cùng Viettel Hồ Chí Minh khám phá sâu hơn về chủ đề này!
Cáp quang là gì?
Định nghĩa
Cáp quang là một loại cáp viễn thông rất phổ biến và được sử dụng rộng rãi ngày nay. Cáp quang được tạo thành từ chất liệu thủy tinh hoặc nhựa với kích thước rất nhỏ.
Bên trong cáp, có một sợi dẫn trung tâm được làm từ thủy tinh hoặc nhựa cao cấp, được tinh chế để truyền tải các tín hiệu ánh sáng một cách tối đa.
Sợi quang này được phủ một lớp lót để tăng khả năng phản xạ của tín hiệu. Cáp quang hoạt động bằng cách truyền tải và truyền mạng thông qua ánh sáng.
Nhờ cơ chế hoạt động này, tín hiệu truyền qua cáp quang ít bị nhiễu, có tốc độ truyền cao hơn và có thể truyền đi xa hơn.
Cấu tạo
Cáp quang là một loại cáp truyền thông được sử dụng để truyền tín hiệu ánh sáng. Nó bao gồm các thành phần chính sau:
- Lõi cáp:
Lõi cáp quang là phần chính chứa các sợi quang. Mỗi sợi quang là một sợi mảnh và dẹp được làm từ thủy tinh hoặc nhựa đặc biệt, có khả năng truyền tín hiệu ánh sáng dọc theo chiều dài của sợi.
- Vỏ bảo vệ:
Vỏ bảo vệ bao quanh lõi cáp và có nhiệm vụ bảo vệ các sợi quang khỏi các tác động vật lý bên ngoài như va đập, uốn cong, nhiệt độ cao, và ẩm ướt.
- Lớp truyền dẫn:
Lớp truyền dẫn là một lớp bọc bên trong vỏ bảo vệ, được sử dụng để giữ các sợi quang ở vị trí chính xác và đảm bảo sự truyền tải tín hiệu ánh sáng hiệu quả.
- Vỏ bọc ngoài:
Vỏ bọc ngoài là lớp bảo vệ cuối cùng của cáp quang. Nó bảo vệ toàn bộ cáp khỏi các yếu tố môi trường bên ngoài như ẩm, bụi bẩn và tác động cơ học.
- Sợi bù:
Một số cáp quang có cấu trúc bổ sung với các sợi quang bù phục vụ cho mục đích sao lưu hoặc truyền tải dữ liệu đồng thời trên nhiều bước sóng khác nhau.
Phân loại
Dưới đây là các phân loại của cáp quang khi đã tìm hiểu định nghĩa “cáp quang là gì”:
Cáp quang được phân thành hai loại chính: Multimode và Singlemode.
- Cáp quang Multimode:
Đây là loại cáp quang có lõi lớn, cho phép các tia ánh sáng đi qua lõi theo nhiều đường khác nhau.
Điều này có nghĩa là tín hiệu ánh sáng sẽ lan truyền qua cáp quang Multimode trong nhiều chế độ khác nhau.
Tuy nhiên, do đường đi khác nhau, tín hiệu sẽ bị suy hao nhanh chóng khi truyền đi xa hơn.
- Cáp quang Singlemode:
Loại cáp quang này có lõi nhỏ hơn so với Multimode và hệ số thay đổi khúc xạ từ lõi sang lớp cladding ít hơn.
Điều này làm cho tín hiệu ánh sáng truyền qua cáp quang Singlemode chỉ đi theo một đường duy nhất.
Vì đường đi thẳng này, tín hiệu có thể truyền đi xa hơn và suy hao ít hơn so với cáp quang Multimode.
Cáp quang được làm bằng chất liệu gì?
Cáp quang được làm bằng chất liệu gì? Hãy cùng theo dõi nội dung dưới đây nhé!
Lõi cáp quang
Lõi cáp quang là trung tâm phản chiếu của sợi quang, nơi ánh sáng truyền qua. Có hai loại lõi cáp quang phổ biến là cáp quang thủy tinh GOF và cáp quang nhựa POF.
Với đường kính lõi khoảng 1mm, cáp quang POF thường được sử dụng cho mạng tốc độ thấp và truyền tín hiệu ở khoảng cách ngắn.
Cáp quang GOF có các thông số đường kính lõi/cladding là 9/125µm, 50/125µm hoặc 62,5/125µm, và đường kính phủ bọc ban đầu là 250µm.
Lớp bọc lõi cáp quang
Lớp bọc lõi cáp quang là lớp thứ hai bao quanh lõi, có chỉ số khúc xạ nhỏ hơn. Chức năng của lớp này là phản xạ lại ánh sáng hướng trở lại lõi.
Ánh sáng truyền qua cáp quang bằng cách phản xạ toàn phần tại mặt tiếp xúc giữa lõi và lớp bọc.
Lớp phủ và thành phần gia cường
Lớp phủ bọc bên ngoài lõi có chức năng loại bỏ các tia khúc xạ. Nó giúp bảo vệ sợi quang khỏi trầy xước, chống thẩm thấu hơi nước, và giảm tác động gập gãy và uốn cong của cáp quang. Lớp phủ này thường được nhuộm các màu sắc khác nhau theo quy định của ngành viễn thông.
Thành phần gia cường là lớp chịu nhiệt và chịu kéo căng. Nó được làm từ các sợi tơ Aramid kim loại hoặc lớp băng thép mỏng có dạng gợn sóng hình sin.
Jacket
Jacket là lớp bảo vệ bên ngoài cùng của cáp quang khi hàng trăm hoặc hàng ngàn sợi quang được nhóm lại trong bó gọi là cáp quang. Lớp jacket bảo vệ cáp khỏi các tác động như nhiệt độ, va đập và mài mòn.
Tùy thuộc vào loại cáp và yêu cầu sử dụng, có sự lựa chọn jacket phù hợp. Jacket có chức năng chịu nhiệt, chống va đập và mài mòn để bảo vệ thành phần bên trong cáp không bị ảnh hưởng.
Loose tube và ight buffer
Loose tube cho phép chứa nhiều sợi quang bên trong cáp, giúp giãn nở trước sự thay đổi nhiệt độ và co giãn tự nhiên, từ đó tránh tình trạng căng thẳng không mong muốn.
Tight buffer là lớp bọc chặt các sợi cáp quang, giúp dễ dàng lắp đặt và thi công. Tuy nhiên, tight buffer không chịu được tác động của môi trường, nên thường được sử dụng trong các môi trường trong nhà.
Như vậy, cáp quang được cấu tạo từ các thành phần như lõi, lớp bọc lõi, lớp phủ, thành phần gia cường, jacket, loose tube và tight buffer. Các thành phần này đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ sợi quang và đảm bảo truyền tải tín hiệu ánh sáng một cách hiệu quả trong mạng viễn thông.
Đặc điểm của cáp quang
Các đặc điểm của cáp quang bao gồm:
- Phát: Sử dụng một điốt phát sáng (LED) hoặc laser để truyền dữ liệu dưới dạng tia sáng vào cáp quang.
- Nhận: Sử dụng cảm ứng quang để chuyển đổi tia sáng ngược lại thành dữ liệu.
- Cáp quang chỉ truyền tín hiệu ánh sáng (không truyền tín hiệu điện), do đó tốc độ truyền dữ liệu nhanh, không bị nhiễu và an toàn khỏi nguy cơ nghe trộm.
- Độ suy giảm tín hiệu thấp hơn so với các loại cáp đồng, cho phép truyền dữ liệu xa hàng ngàn kilômét mà không mất nhiều hiệu suất.
- Cài đặt cáp quang yêu cầu kiến thức chuyên môn và kỹ năng đặc biệt.
- Cáp quang và các thiết bị kết nối đi kèm thường có giá thành cao hơn so với các loại cáp đồng.
Ưu điểm
Sau khi đã nắm rõ được khái niệm cáp quang là gì thì hãy cùng tìm hiểu các ưu điểm của cáp quang nhé! Các ưu điểm bao gồm:
- Kích thước nhỏ hơn: Cáp quang được thiết kế mỏng hơn so với cáp đồng.
- Dung lượng tải cao hơn: Do sợi quang mỏng hơn cáp đồng, nhiều sợi quang có thể được bó lại với đường kính đã cho, cho phép truyền nhiều kênh dữ liệu qua cáp.
- Suy giảm tín hiệu ít: Cáp quang có suy hao tín hiệu thấp hơn so với cáp đồng.
- Tín hiệu ánh sáng: Tín hiệu ánh sáng trong cáp quang không bị nhiễu từ các sợi khác trong cùng cáp, đảm bảo chất lượng tín hiệu cao.
- Tiêu thụ điện năng thấp: Với suy hao tín hiệu ít, máy phát trong cáp quang có thể sử dụng nguồn điện thấp hơn so với cáp đồng.
- Truyền tín hiệu số: Cáp quang lý tưởng cho việc truyền dữ liệu số, đặc biệt hữu ích trong mạng máy tính.
- Không cháy: Do không có dòng điện chạy qua, cáp quang không có nguy cơ gây cháy.
Nhược điểm
Các nhược điểm của cáp quang:
- Nối cáp khó khăn: Việc nối cáp quang yêu cầu cáp phải được định hình thẳng, không gập.
- Chi phí: Chi phí cho thiết bị đầu cuối và hàn nối cáp quang cao hơn so với cáp đồng. Tuy nhiên, hiện nay có công nghệ bấm rệp giúp giảm chi phí và thời gian bảo trì cũng nhanh hơn.
Các loại cáp quang phổ biến
- Cáp quang FTTH: Đây là loại cáp quang phổ biến, hay còn được gọi là cáp quang thuê bao. Cáp quang FTTH (Fiber To The Home) được sử dụng để truyền tải mạng internet đến các hộ gia đình và mạng LAN nhỏ.
- Cáp quang luồn cống: Loại cáp này có dạng hình tròn, vỏ cứng và thường được kéo dưới cống. Nhờ công nghệ ống đệm lỏng, sợi quang có khả năng di chuyển linh hoạt và không bị gãy hoặc hư hỏng do tác động bên ngoài.
- Cáp quang treo: Tương tự cáp quang luồn cống, loại cáp này có cấu trúc với sợi dây thép gia cường tạo thành hình số 8. Điều này tăng tính linh hoạt và thường được sử dụng trên các cột điện.
- Cáp chôn trực tiếp: Còn được gọi là cáp quang cống kim loại, loại cáp này có lớp vỏ bọc kim loại bổ sung. Thường được chôn trực tiếp dưới đất hoặc kéo dưới cống và không bị tổn hại do tác động bên ngoài.
- Cáp quang dã chiến: Loại cáp đặc biệt này được sử dụng trong quân sự hoặc các điểm truyền hình trực tiếp. Thiết kế mềm dẻo và cơ động, loại cáp này tránh được tác động bên ngoài và có khả năng cuộn tròn để vận chuyển và triển khai linh hoạt.
Mạng cáp quang là gì?
Mạng cáp quang hay còn gọi là Internet cáp quang (FTTH), là dịch vụ viễn thông sử dụng cáp quang để kết nối các địa điểm với nhu cầu sử dụng Internet.
Điều đặc biệt của cáp quang so với cáp đồng truyền thống là khả năng cung cấp tốc độ truyền dữ liệu cao và hỗ trợ nhiều ứng dụng khác nhau như điện thoại, truyền hình, game,..
FTTH là viết tắt của “Fiber To The Home,” tức là việc triển khai cáp quang trực tiếp từ nhà cung cấp dịch vụ Internet đến hộ gia đình và doanh nghiệp.
Để xác định xem kết nối của bạn có thuộc loại FTTH hay không, bạn có thể kiểm tra router. Nếu router có một hoặc hai sợi cáp quang dài, kết nối qua một bộ nhận và sau đó đi vào router của bạn, thì đó chính là loại cáp quang FTTH.
Tuy nhiên, hiện nay cũng có một số thiết bị mới không yêu cầu bộ nhận hoặc bộ chuyển đổi, mà có thể trực tiếp kết nối vào thiết bị mạng của người dùng.
- Xem thêm: Lắp đặt mạng cáp quang Viettel như thế nào?
Đặc điểm của mạng cáp quang
Khi sử dụng mạng cáp quang, người dùng sẽ được trải nghiệm một số đặc điểm vượt trội, trong đó có ba ưu điểm chính sau:
- Tốc độ cao:
Mạng cáp quang hoạt động dựa trên tín hiệu ánh sáng, cho phép truyền dữ liệu với tốc độ cao hơn đáng kể so với các loại cáp truyền thống trước đây.
- Băng thông rộng:
Sử dụng mạng cáp quang với băng thông rộng giúp người dùng trải nghiệm mượt mà hơn khi sử dụng các ứng dụng và trang web có yêu cầu đường truyền quốc tế, chẳng hạn như Facebook, Youtube, v.v.
- Ổn định cao:
Khi sử dụng mạng cáp quang, người dùng cũng được hưởng lợi từ độ ổn định cao hơn đáng kể, giúp đảm bảo kết nối liên tục và trải nghiệm mạng mà không gặp phải sự gián đoạn hay mất kết nối đột ngột.
So sánh cáp quang FTTH và cáp đồng ADSL
| Yếu tố so sánh | Cáp đồng ADSL | Cáp quang FTTH |
| Môi trường truyền tín hiệu | Cáp đồng, tín hiệu điện | Cáp quang – thủy tinh, tín hiệu ánh
sáng |
| Tốc độ dẫn truyền | Không cân bằng (Download <
Upload) tối đa là 20Mbps |
Cho phép cân bằng (Download
=Upload) băng thông tối đa 10Gbps |
| Tốc độ cam kết quốc tế | Thường không cam kết | >=512 Kbps |
| Bảo mật | Thấp, do là tín hiệu đồng nên
có thể bị đánh cắp tín hiệu trên đường dây, mặt. |
Cao, do cáp được chế tạo là lõi thủy tinh, tín hiệu truyền là ánh sáng hầu như không |
| Chiều dài cáp | Tối đa là 500m để đạt sự ổn
định cần thiết |
Có thể lên tới 100km mà vẫn đảm bảo được sự ổn định |
| Độ ổn định | Bị ảnh hưởng nhiều của môi
trường, điện từ,… tín hiệu bị suy hao theo thời gian nên nó chỉ đạt được 80% tốc độ cam kết |
Cao (không bị ảnh hưởng do thời tiết, điện từ, xung điện, sét,…)
Không bị suy hao tín hiệu trong quá trình truyền dẫn và sử dụng theo thời gian nên có thể đạt tới tốc độ tối đa. |
| Khả năng ứng dụng các dịch vụ đòi hỏi download và upload cao như: hosting. Server riêng, VNP, video,… | Không phù hợp do tốc độ thấp và tốc độ Upload không quá 1Mbps nên không thể đáp ứng được những ứng dụng cao cấp | Rất phù hợp do tốc độ cao có cùng sự ổn định của đường truyền nên có thể đáp ứng được yêu cầu về tốc độ của các ứng dụng |
Nguyên nhân đường truyền cáp quang bị gián đoạn
Trong quá trình sử dụng cáp quang, một số nguyên nhân có thể gây gián đoạn trên đường truyền. Một trong những nguyên nhân phổ biến là tuyến cáp quang biển bị đứt, gây ảnh hưởng đến lưu lượng và băng thông của đường truyền Internet giữa Việt Nam và quốc tế, cũng như ngược lại.
Khi tuyến cáp quang biển bị hỏng, sự truyền tải dữ liệu và tín hiệu thông qua cáp quang sẽ bị gián đoạn, dẫn đến mất kết nối hoặc giảm tốc độ truyền dữ liệu.
Các yếu tố tự nhiên như thiên tai cũng có thể gây hủy hoại tuyến cáp quang biển, ví dụ như động đất, sóng thần, bão lớn hoặc sự va chạm với các vật thể nguy hiểm trong môi trường biển.
Ngoài ra, hoạt động của con người như công trình xây dựng, đào đường, thi công hạ tầng cũng có thể gây chấn thương hoặc đứt đoạn tuyến cáp quang.
Bài viết đã cung cấp cho bạn đọc những thông tin cơ bản về cáp quang. Hy vọng từ bài viết này, các bạn sẽ biết được khái niệm “Cáp quang là gì” và so sánh cáp quang FTTH và cáp đồng ADSL. Hãy chia sẻ những thông tin hữu ích này đến nhiều người hơn bạn nhé!
