Trang chủ Kiến thức cơ bản

Cáp quang là gì? Cơ chế hoạt động và cấu tạo của cáp quang

Cáp quang là gì? Bài viết sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu tổng quan về cáp quang, cũng như cấu tạo và ứng dụng của cáp quang trong công nghệ.

Công nghệ và kỹ thuật ngày càng hiện đại và tân tiến hơn, kéo theo sự phát triển mạnh mẽ của internet tốc độ cao, truyền hình TV HD… phục vụ nhu cầu làm việc, giải trí của con người. Từ đó mà nhu cầu về băng thông mạng cũng tăng theo, các thuật ngữ về cáp quang, mạng cáp quang, internet cáp quang, công nghệ truyền dẫn bằng cáp quang... xuất hiện phổ biến hơn.

Vậy cáp quang là gì? Bài viết sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu tổng quan về cáp quang, cũng như cấu tạo và ứng dụng của cáp quang trong công nghệ.

Cáp quang là gì?

Sợi quang là công nghệ liên quan đến truyền dữ liệu (data transmission) bằng các xung ánh sáng, truyền trên một dây dài được làm bằng nhựa hoặc thủy tinh. Tín hiệu truyền đi trong cáp quang không giống như cáp đồng truyền tín hiệu bằng điện, cáp quang ít bị nhiễu, truyền với tốc độ cao hơn và xa hơn. 

Sợi quang không bị ảnh hưởng bởi vấn đề nhiễu điện từ. Cáp quang ứng dụng hiện tượng phản xạ ánh sáng. Các sợi được thiết để ánh sáng truyền dọc theo sợi quang đáp ứng yêu cầu về công suất và khoảng cách truyền. Sợi single mode được sử dụng để truyền đường dài, sợi multimode được sử dụng cho khoảng cách ngắn hơn. Lớp bọc bên ngoài của loại sợi này cần được bảo vệ tốt hơn so với dây kim loại.

Các loại cáp quang là gì?

Các loại cáp quang khác nhau phụ thuộc vào chỉ số khúc xạ, vật liệu được sử dụng và phương thức truyền ánh sáng.

- Phân loại dựa trên chỉ số khúc xạ:

Step Index: Loại này bao gồm một lõi được bao quanh bởi lớp bọc có chỉ số khúc xạ nhất định.

Graded Index: Chỉ số khúc xạ của sợi quang giảm khi khoảng cách xuyên tâm từ trục sợi tăng.

- Phân loại dựa trên các vật liệu được sử dụng:

Sợi quang nhựa: polymethyl methacrylate là chất liệu cốt lõi để truyền ánh sáng.

Sợi thủy tinh: loại này bao gồm các sợi thủy tinh cực kỳ mịn.

- Phân loại dựa trên chế độ truyền ánh sáng:

Single Mode: Những sợi này được sử dụng để truyền tín hiệu đường dài.

Multimode: Các sợi này được sử dụng để truyền tín hiệu khoảng cách ngắn.

- Phân loại dựa trên sự kết hợp của các loại trên:

Step index-single mode

Graded index-Single mode 

Step index-Multimode

Graded index-Multimode

Cơ chế hoạt động của cáp quang là gì?

Sợi quang hoạt động theo nguyên tắc phản xạ toàn phần (total internal reflection - TIR). Các tia sáng có thể được sử dụng để truyền một lượng dữ liệu khổng lồ. Các dây cáp quang được thiết kế sao cho chúng uốn cong tất cả các tia sáng vào bên trong (sử dụng TIR). Các tia sáng được truyền đi liên tục, bật ra khỏi các bức tường sợi quang và truyền dữ liệu từ điểm đầu đến điểm cuối. Cho dù tín hiệu ánh sáng cũng có khả năng bị suy giảm đi bởi khoảng cách (tùy thuộc vào độ tinh khiết của vật liệu được sử dụng), nhưng nó vẫn truyền tín hiệu tốt hơn so với cáp kim loại. 

Một hệ thống cáp quang bao gồm các thành phần sau:

- Máy phát: tạo ra các tín hiệu ánh sáng và mã hóa chúng phục vụ cho việc truyền tải.

- Sợi quang: phương tiện để truyền xung ánh sáng (tín hiệu).

- Bộ thu quang: nhận xung ánh sáng truyền (tín hiệu) và giải mã chúng.

- Bộ tái tạo quang: cần thiết cho việc truyền dữ liệu đường dài.

Cấu tạo của cáp quang là gì?

Cấu tạo cáp quang bao gồm dây dẫn trung tâm là sợi thủy tinh hoặc plastic đã được tinh chế nhằm cho phép truyền đi tối đa các tín hiệu ánh sáng. Sợi quang được tráng một lớp lót nhằm phản chiếu tốt các tín hiệu.

Cáp quang là gì? Cơ chế hoạt động và cấu tạo của cáp quang - Ảnh 1.

- Core: Trung tâm phản chiếu của sợi quang nơi ánh sáng đi qua

- Cladding: Vật chất quang bên ngoài bao bọc lõi, phản xạ ánh sáng trở lại vào lõi.

- Coating: Lớp phủ dẻo bên ngoài bảo vệ sợi không bị ẩm, không bị hỏng do môi trường.

- Srength member (tạm dịch: thành phần gia cường): là lớp chịu nhiệt, chịu kéo căng, thường làm từ các sợi tơ Aramit (Kevlar) kim loại có dạng sợi, hoặc lớp băng thép mỏng được dập gợn sóng thành hình sin.

- Jacket: Hàng trăm hay hàng ngàn sợi quang được đặt trong bó gọi là Cáp quang. Những bó này được bảo vệ bởi lớp phủ bên ngoài của cáp được gọi là jacket.

Ưu điểm của cáp quang là gì?

- Tiết kiệm chi phí

- Mỏng và khó cháy

- Tiêu thụ ít năng lượng hơn

- Ít bị suy giảm tín hiệu

- Nhẹ, linh hoạt

Tham khảo: https://byjus.com/physics/what-is-optical-fiber/

>> Có thể bạn quan tâm: Internet of Things (IoT) là gì?

Những nỗ lực chuyển đổi từ mô hình truyền thống sang mô hình online để ứng phó kịp thời với dịch Covid-19 có thể sẽ thất bại nếu không thể đảm bảo NHANH VÀ NGAY. Áp dụng ngay các giải pháp tự động, đồng bộ, tích hợp sẵn sàng, việc triển khai có thể chỉ tính bằng PHÚT, sử dụng vài THAO TÁC đơn giản. Các giải pháp được VCCorp khuyên dùng:

1. Giải pháp Máy chủ ảo Cloud Server lưu trữ ứng dụng, phần mềm, website... khởi tạo chỉ 45 giây, giá chỉ từ 3000đ/ngày

2. Giải pháp Tăng tốc độ website tới 16 lần, không còn tình trạng trang tải chậm khi quá tải truy cập: CDN chỉ từ 800đ/GB

3. Các giải pháp mở rộng hệ thống, tăng giảm máy chủ, băng thông tự động: Load Balancer, Auto-scaling....

4. Tích hợp sẵn sàng với các công cụ quản lý, bán hàng tự động: chatbot, CRM, botbanhang, Ticket...

>>> Tìm hiểu ngay tại đây