Giới Thiệu Về Cáp Quang Treo,Ngầm Và Các Loại Cáp Quang Khác

Hình 5: Cáp Quang

Cáp Quang :

Là một loại cáp viễn thông làm bằng thuỷ tinh hoặc nhưa, sử dụng ánh sang để truyền tín hiệu. Cáp quang dài, mỏng thành phần của thuỷ tinh trong suốt bằng đường kính của một sợi tóc, chúng được sắp xếp trogn bó được gọi là cáp quang và được sử dụng để tuyền tín hiệu trogn khoảng cách xa. Không giống như cáp đồng truyền tín hiệu bằng điện, cáp quang ít bị nhiễu, tốc độ cao và truyền xa hơn

Cấu tạo cáp quang:

Cáp quang cổ cấu tạo gồm dây dẫn trung tâm là sợi thủy tinh hoặc plastic đã được tinh ché nhằm cho phép truyền đi tối đa các tín hiệu ánh sáng .Sợi quang được tráng một lóp lót nhằm phản chiếu tốt các tín hiệu.

Sợi quang là những dây nhỏ và dẻo truyền ánh sang nhìn thấy được và các tia hồng ngoại. Chúng có lõi ở giữa và bao bọc xung quanh lõi. Để ánh sang có thể phản xạ một cách toàn phần trong lõi thi chiết xuất của lối phải lớn hơn chiết xấut của cáo một chút

Vở bọc ở phía ngoài áo bảo vệ sợi quang khỏi bị ẩm và khỏi bị ăn mòn, đồng thời chống xuyên âm với các sợi đi bên cạnh làm cho sợi quang dễ sử lý. Để bọc ngoài người ta sử dụng các nguyên liệu mềm và đỡ tổn thất năng lượng quang lớn lõi và áo được làm bằng thuỷ tinh hay chất dẻo ( SILICA) , chất dẻo kim loại, ílủo, sợi quang kết tình. Ngoài ra chúng được phân loại sợi quang đơn mode hay đa mode tương ứng với số lượng các mode của ánh sang truyền qua sợi quang. Ngoài ra chúng còn được phân loại thành sợi quang có chỉ số lóp tuỳ theo hình dạng và chiết suất của các phần của lõi sọi quang,cáp quang bao gồm các phần sau:

• core: Trung tâm phản chiếu của sợi quang nơi ánh sang đi
• Cladding: Vật chất quang bên ngoài bao bọc lõi mà phản xạ ánh sang trở lại vào lõi
• Buff coating: Lớp phủ dẻo bên ngoài bảo vệ sợi không bị hỏng ẩm ướt
• Jacket: Hàng trăm hay hang ngàn sợi quang được đặt ứong bó gọi là cáp quang những bó này được bảo vệ bởi lóp phủ bên ngoài của cáp được gọi là Jacket.

Các tên thường gọỉ của cáp quang

Tuỳ thuộc vào yêu cầu cụ thể và dựa vào môi trường lắp đặt mà cáp quang cũng có các tên gọi như cáp kim loại là: cáp chôn trực tiếp dưới đất, cáp quang ngầm, cáp quang treo ngoài trời, cáp trogng nhà, cáp nối giữa các thiết bị, cáp ngập nước, cáp thả biển... Đối với tổng loại cáp khác nhau sẽ có thiết kế cụ thể khác nhau.

 Các phần tử của cáp ❖ Lõỉ cáp

các sợi trong cáp đẵ được bọc chặt nằm trong cấu trúc lỏng, cả sợi và cấu trúc long hoặc rãnh kết hợp với nhau tạo thành lõi cáp. Lõỉ cáp thường bao
quanh phần tử gỉa cường của cáp. Các thành phần tạo rãnh hoặc các ống bọc thường làm bằng chất dẻo. Các chất dẻo này có đặc tính cơ học

❖ Thành phần gia cường

Thành phần gia cường của cáp là các phần tử tạo cho cáp co lực cơ học cần thiết để chịu được súc căng và co, đặc biệt là đảm bảo tính ổn định cho cáp. Các vật liệu cổ modun young cao thường được sủ dụng làm thành phần gia cường cho cáp. Ngoài ra yêu cầu vật liệu gia cường là phải nhẹ. Đây là các đặc tính rất quan trọng trong quá trình kéo cáp trong cống. Thành phần gia cường có thể là kim loại hoặc là phỉ kim loại. Nó có thể được đặt ở tâm cáp hoặc phân bố ở các lórp ngoài đồng tâm với cáp như hình sau:

Các thành phần kim loại thường là thép vì thép có mo-dun Yuong cao, hệ số giãn nở nhiệt thấp. Thép là vật lieu không đắt nhưng cần phảỉ bảo vệ chống ăn mòn và chống phóng điện khi có điện áp trên nó. Dùng thép làm thành phần ia cường sẽ không phù hợp vớỉ các loạỉ cáp có yêu cầu tính mềm doẻ cao. Các thành phần phi kim loại thường là các sợi dẻo pha thuỷ tỉnh hoặc sợi aramỉd vì có hiệu qủa trong việc chống hiệu ứng co, vì vậy thường được đặt ở phần ngoài của cáp. Mô-dun Young của sợi cáp rết cao, trọng lượng rất thấp cho nên nó cạnh chanh với cả thép. Các loại cáp sợi quang chỉ sử dụng các thành phần gia cường là chất dẻo hoặc sợi aramid gọi là cáp phi kim loại, cáp này có trọng lượng nhỏ va không nhạy cảm với trường điện.

❖ Vỏ cáp

Vỏ cáp quang có chức năng cơ bản là bảo vệ cáp và có tính chất quyết định tuổi thọ của cáp. vỏ cáp cổ thể được bọc đệm để bảo vệ lõi cáp khỏi các tác động của ứng suất cơ học và môi trường bên ngoài, vỏ chất dẻo được bọc bên ngoài cáp. Vật liệu chế tạo vỏ cáp thường là PVC vì nó cổ đặc tính cơ học tốt, rất mềm dẻo và chậm bắt lửa, nhưng dễ hút ẩm.

Phân loạỉ

Phân loạỉ Cáp quang: gồm hai loại chính

Multimode (đa mode)

Multimode stepped index (chiết xuất bước): Lõi lớn (100 micron), các tia tạo xung ánh sáng có thể đi theo nhiều đường khác nhau trong lõi: thẳng, zig-zag... tại điểm đến sẽ nhận 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 theo đường cong thay vì zig-zag. Các chùm tia tại điểm hội tụ, vì vậy xung ít bị méo dạng.

Single mode (đơn mode)

Lõi nhỏ (8 mocron hay nhỏ hơn), hệ số thay đổi khúc xạ thay đổi từ lõi ra cladding ít hơn multimode. Các tia truyền theo phương song song trục. Xung nhận được hội tụ ít méo dạng.

Đặc điểm

Phát: Một điốt phát sáng (LED) hoặc laser truyền dữ liệu xung ánh sáng vào cáp quang.

Nhận: sử dụng cảm ứng quang chuyển xung ánh sáng ngược thành data.

Cáp quang chỉ truyền sóng ánh sáng (không truyền tín hiệu điện) nên nhanh, không bị nhiễu và bị nghe trộm.

Độ suy dần thấp hơn các loại cáp đồng nên có thể tải các tín hiệu đi xa hàng ngàn km.

Cài đặt đòi hỏi phải có chuyên môn nhất định

Cáp quang và các thiết bị đi kèm rất đắt tiền so với các loại cáp đồng

Ưu điểm

Mỏng hon - Cáp quang được thiết kế có đường kính nhỏ hon cáp đồng.

Dung lượng tải cao hon - Bởi vì sợi quang mỏng hon cáp đồng, nhiều sợi quang có thể được bó vào với đường kính đã cho hơn cáp đồng. Điều này cho phép nhiều kênh đi qua cáp của bạn.

Suy giảm tín hiệu ít - Tín hiệu bị mất trong cáp quang ít hon trong cáp đồng.

Tín hiệu ánh sáng - Không giống tín hiệu điện trong cáp đồng, tín hiệu ánh sáng từ sợi quang không bị nhiễu với những sợi khác trong cùng cáp. Điều này làm cho chất lượng tín hiệu tốt hơn.

Sử dụng điện nguồn ít hơn - Bởi vì tín hiệu trong cáp quang giảm ít, máy phát có thể sử dụng nguồn thấp hon thay vì máy phát với điện thế cao được dùng trong cáp đồng.

Tín hiệu số - Cáp quang lý tưởng thích họp để tải thông tin dạng số mà đặc biệt hữu dụng trong mạng máy tính.

Không cháy - Vì không có điện xuyên qua Cáp quang, vì vậy không có nguy cơ hỏa hạn xảy ra.

Nhược điểm

Nối cáp khó khăn, dây cáp dẫn càng thẳng càng tốt.

Chi phí - Chi phí hàn nối và thiết bị đầu cuối cao hon so với cáp đồng

Ung dụng cáp quang

Hiện nay, ở trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, cáp quang được ứng dụng và triển khai rất rộng rãi. Ở Việt Nam hiện nay, cáp quang đã được ứng dụng như sau:

- Sử dụng trong các tuyến truyền dẫn quốc tế, kết nối Việt Nam với các nước khác trên thế giới. Cụ thể có các tuyến chính như sau như sau: TVH (kết nối Thái Lan, Việt Nam và Hồng Kông); SEA-ME-WE 3 (nối các nước Đông Nam Á, Trung Đông và Tây Âu); tuyến cáp quang liên Á...

• Sử dụng trong các tuyến truyền dẫn liên tỉnh, và nội tỉnh để kết nối thông tin giữa các tổng đài với nhau. Cụ thể như các tuyến cáp quang quốc lộ 1A, tuyến cáp quang trên đường 500 KV (điện lực), tuyến cáp quang đường Hồ Chí Minh, đường 5...
• Sử dụng trong mạng truy nhập để cung cấp đường truyền tốc độ các tới các cơ quan, doanh nghiệp và các cá nhân có nhu cầu. Ví dụ, cung cấp đường truyền số liệu tốc độ cao, hoặc kết họp với cáp đồng trong các mạng truyền hình cáp.

Trong tương hệ thống truyền dẫn Việt Nam sẽ phát triển theo xu hướng chung của thể giới là cáp quang hoả. Cáp quang sẽ được triển khai tối đa để thay thế các hệ thống vi ba (vô tuyến) hiện còn lại (chủ yếu ở những nơi chưa triển khai được cáp quang do điều kiện địa hình).

Trong tương lai gần, VNPT sẽ triển khai thêm tuyến cáp quang biển phục vụ cho mạng đường trục. Cáp quang cũng sẽ được triển khai rộng rãi hơn trong mạng truy nhập để cung cấp các dịch vụ yêu cầu tốc độ cao như truyền số liệu và hình ảnh bên cạnh dịch vụ thoại truyền thống.

Phần 2 các loại cáp quang

1: Cáp Quang Ngầm (FOCAL)

Cấu trúc cáp

Số sợi: 6, 8, 12, 24, 36, 48, 60, 72, 96, 144 ..... sợi quang đơn mode.

Bước sóng hoạt động chính của sợi quang: 1310nm - 1550nm.

Phần tử chịu lực phi kim loại trung tâm.

Ống đệm chứa và bảo vệ sợi quang được làm theo công nghệ ống đệm lỏng.

Ống đệm có chứa sợi quang được bện theo phương pháp SZ chung quanh phần tử chịu lực trung tâm.

Các khoảng trống giữa sợi và bề mặt trong của lòng ống đệm được điền đầy bằng một hợp chất đặc biệt chống sự thâm nhập của nước.

Vật liệu chống thấm nước.

Lớp nhựa HDPE chất lượng cao bảo vệ ngoài.

Được dùng như loại cáp luồn ống phi kim loại (DU).

Xung quanh phần tử chịu lực trung tâm FRP (Fiber Reinforce Plastic), những ống đệm chứa sợi quang và phần tử độn nếu có được bện xung quanh phần tử chịu lực trung tâm tạo thành lõi cáp.

Phần tử chịu lực trung tâm dùng chủ yếu như nguyên tố chống xoắn sẽ được bọc lớp nhựa PE nếu cần thiết, nhằm đạt được bán kính lõi yêu cầu. Một dây chống thấm được quấn dọc thành phần chịu lực trung tâm để tăng khả năng chống thấm cho cáp.

Ống đệm có thể chứa tối đa 12 sợi quang đơn mốt và được điền đầy bằng một hợp chất đặc biệt.

2. Cáp Quang Treo (Focal)

CẤU TRÚC CÁP

Số sợi: 8, 12, 24, 36, 48, 60, 72, 96, 144 ... sợi quang đơn mode.

Bước sóng hoạt động chính của sợi quang: 1310nm - 1550nm. Phần tử chịu lực phi kim loại trung tâm.

Ống đệm chứa và bảo vệ sợi quang được làm theo công nghệ ống đệm lỏng.

Ống đệm có chứa sợi quang được bện theo phương pháp SZ chung quanh phần tử chịu lực trung tâm.

Các khoảng trống giữa sợi và bề mặt trong của lòng ống đệm được điền đầy bằng một hợp chất đặc biệt chống sự thâm nhập của nước.

Lớp băng chống thấm nước.

Lớp nhựa HDPE chất lượng cao bảo vệ ngoài. Dây treo cáp bằng thép bện.

Được dùng như loại cáp treo hình số 8 (FE).