Thứ Bảy, 15 tháng 2, 2014

Cách phân biệt converter quang Singlemode và multimode, SC/PC và LC/PC

 Phần 1: Đầu nối quang

Đầu nối quang gồm nhiều thành phần kết hợp lại với nhau, có nhiều kiểu đầu nối quang như: SC/PC, ST/UPC, FC/UPC, SC/APC… nhưng chúng ta chỉ quan tâm đến hai thành phần là kiểu đầu nối SC, ST, FC, LC, E2000, DIN và điểm tiếp xúc PC, UPC, APC.

1. Kiểu đầu nối quang:

SC connector; ST connector; FC connector ; LC connector; E2000 connector, DIN connector là các kiểu đầu nối quang có hình dạng: vuông, tròn…
Hình 1: Các kiểu đầu nối quang - Connector

Bên trong đầu nối là Ferrule, giúp bảo vệ và giữ thẳng sơi cáp quang. Ferrule được làm bằng thủy tinh, kim loại, nhựa plastic hoặc gốm. Trong đó gốm là chất liệu tốt nhất.
Hình 2: Cấu tạo Ferrule

Đỉnh của Ferrule được làm nhẵn giúp đảm bảo chỗ ghép nối có ít ánh sáng bị mất hoặc bị phản xạ nhất, với ba dạng điểm tiếp xúc chính: PC, UPC, APC.

2. Điểm tiếp xúc:

PC: Physical Contact - được vạt cong, sử dụng với các kiểu đầu nối FC, SC, ST. Dạng PC có giá trị suy hao phản xạ (Optical return loss) là 40 dB.
Hình 3: Dạng điểm tiếp xúc PC - Return loss 40dB

UPC : Ultra Physical Contact - được vạt cong như dạng PC nhưng giá trị suy hao thấp hơn dạng PC. Dạng UPC có giá trị suy hao (optical return loss) là 50 dB. Dạng UPC được sử dụng với các kiểu đầu nối FC, SC, ST, DIN, E2000.
Hình 4: Dạng điểm tiếp xúc UPC - Return loss 50dB

APC: Angle Physical Contact - được vạt chéo 8 độ, loại bỏ hầu hết sự phản xạ ánh sáng ở điểm ghép nối và có giá trị suy hao phản xạ (Optical return loss) là 60 dB
Hình 5: Dạng điểm tiếp xúc APC - Return loss 60dB


Phần 2: Dây nhảy quang, dây nối quang

I. Dây nhảy quang - Patch Cord:

1.1. Khái niệm về dây nhảy quang - Patch Cord:
Dây nhảy quang - Patch Cord là một đoạn sợi quang được làm từ dây quang bọc chặt, được gia cường thêm sợi Aramid chịu lực và bọc ngoài bằng lớp vỏ nhựa PVC hoặc LSZH chống cháy.
- Dây nhảy quang chia làm 2 loại: Dây nhảy quang Single Mode và Dây nhảy quang Multi Mode
- Dây nhảy quang có nhiều kích thước 1,5mm; 3mm; 5mm; 10mm; 20mm;...
Dây nhảy quang có đường kính thông dụng là 2.0mm; 3.0mm
- Hai đầu dây nhảy quang được gắn sẵn đầu nối quang kiểu SC connector; ST connector; FC connector; LC connector; E2000 connector; DIN connector… với 3 dạng điểm tiếp xúc: PC – Physical Contal; UPC – Ultra Physical contact; APC – Angle Physical contact.

a) Dây nhảy quang Single Mode:
+ Dây nhảy quang Single Mode Simplex: Sợi đơn, vỏ dây màu vàng, thiết diện thông thường là 2.0mm; 3.0mm, 2 đầu dây được gắn sẵn đầu nối quang.
 
+ Dây nhảy quang Single Mode Duplex: Sợi đôi, vỏ dây màu vàng, thiết diện thông thường là 2.0mm; 3.0mm, 4 đầu dây được gắn sẵn đầu nối quang.
+ Dây nhảy quang Multi Mode Simplex: Sợi đơn, vỏ dây màu cam, thiết diện thông thường là 2.0mm; 3.0mm, 2 đầu dây được gắn sẵn đầu nối quang
+ Dây nhảy quang Multi Mode Duplex: Sợi đôi, vỏ dây màu cam, thiết diện thông thường là 2.0mm; 3.0mm, 4 đầu dây được gắn sẵn đầu nối quang.

1.2. Công dụng của dây nhảy quang:
Dây nhảy quang dùng để đấu nhảy ODF trong tổng đài, kết nối từ hộp hoặc giá phối quang ODF đến thiết bị converter quang điện hoặc giữa hai hộp hoặc giá phối quang ODF với nhau.

II. Dây hàn quang hay còn gọi là dây nối quang – Pigital:

2.1. Khái niện về dây hàn quang – Pigital:
Dây hàn quang, dây nối quang – Pigital là một đoạn sơi quang được làm tư dây quang bọc chặt, được gia cường thêm sợi Aramid chịu lực và bọc ngoài bằng lớp nhựa PVC hoặc LSZH chống cháy.
Dây nối quang - Pigital có 2 loại Single Mode và Multi Mode
Dây có đường kính 0.9mm; 2.0mm; 3.0mm
Một đầu dây nhảy quang được gắn sẵn đầu nối quang kiểu SC connector; ST connector; FC connector; LC connector; E2000 connector; DIN connector… với 3 dạng điểm tiếp xúc: PC – Physical Contal; UPC – Ultra Physical contact; APC – Angle Physical contact. Đầu còn lại để chờ để được hàn nối vào cáp quang.
               

2.2. Công dụng của dây hàn quang – Pigital:
Dây hàn quang, dây nối quang – Pigital được dùng để hàn nối quang trong các hộp, tủ hoặc giá phối quang ODF.

III. So sánh giữa dây nhảy quang và dây hàn quang:
Chỉ tiêu so sánh
Dây  nhảy quang
Dây hàn quang
Công dụng
- Kết nối từ hộp hoặc giá phối quang ODF đến thiết bị converter quang điện
- Kết nối giữa hai hộp hoặc giá phối quang ODF với nhau
- Kết nối giữa cáp quang với hộp hoặc giá phối quang ODF
Số lượng đầu nối quang
tối thiểu 2 đầu nối quang, tối đa 4 đầu nối quang
1 hoặc nhiều đầu nối ở cùng 1 phía
Chiều dài
Tùy theo yêu cầu ứng dụng mà chiều dài khác nhau: 1,5m; 3m; 5m; 10m; 20m…
Thông thường 1,5m

 Ứng dụng dây nhảy quang, dây nối quang

Dây nhảy quang thường được dùng rộng rãi trong các mạng truyền dẫn camera qua cáp quang; mạng truyền hình cáp CATV; hệ thống thông tin quang Fiber Optic Telecommunication System; mạng truy nhập quang Fiber Optic Access Network; mạng nội bộ LAN dùng cáp quang; các mạng truy nhập FTTx, FTTH Fiber to Home vv…
Một số loại phổ biến:
SC/PC to SC/PC, Simplex/Duplex, 5m, Singlemode/Multimode
SC/PC to LC/PC, Simplex/Duplex, 5m, Singlemode/Multimode
FC/PC to SC/PC, Simplex/Duplex, 5m, Singlemode/Multimode

Dây nhảy quang được dịch từ fiber optic pathcord, dây nhảy quang thường được sử dụng để kết nối quang giữa các liên kết mạng quang:

- Kết nối quang giữa các hộp (tủ phối quang) phối quang ODF, 
- Giữa ODF quang với thiết bị quang như converter quang
- Giữa các thiết bị truyền dẫn quang với nhau.

Đặc điểm dây nhảy quang


Dây nhảy quang là một đoạn cáp quang có đường kính từ có khoảng cách từ 3m, 5m, 10m, 15m, 20m, 30m, đã được máy bấm sẵn 2 đầu connector. 
Phân biệt một số loại dây nhảy quang phổ biến như: 
    - Theo chủng loại cáp quang: single-mode hoặc multi-mode
    - Theo số sợi:  sợi đơn hay còn gọi là simplex hoặc sợi đôi hay còn gọi là duplex - nghĩa là 2 sợi dính vào nhau, ngoài ra các trung tâm dữ liệu (data center) hoặc các trung tâm truyền dẫn của nhà cung cấp dịch vụ còn dùng các loại dây nhảy quang 12 sợi, 24 sợi, 48 sợi...
    - Theo đầu kết nối (connector) quang như:  2 đầu SC, 2 đầu LC, 2 đầu FC, 2 đầu  ST, MU, MT-RJ hoặc 1 đầu SC - 1 đầu FC ....

Phần 3: Phân loại cáp quang

1. Cáp quang được phân loại như thế nào?
Cáp quang được chia làm 2 loại như sau: 
a) Multi Mode (cáp quang đa mode): bao gồm:
Multi Mode 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 như: đường thẳng, đường zíc zắc… tại điểm đến sẽ nhận các chùm tia riêng lẻ, vì vậy xung dễ bị méo dạng.
Multi Mode graded index (chiết xuất liên tục): Lõi có chỉ số khúc xạ giảm dần từ trong ra ngoài Cladding. Các tia theo đường cong thay vì đường zíc zắc, tại điểm đến sẽ nhận các chùm tia tại điểm hội tụ, vì vậy xung ít bị méo dạng.
  b) Single Mode (Cáp quang đơn mode):
Loại cáp quang Single Mode có lõi nhỏ (≤ 8 micron), hệ số thay đổi khúc xạ thay đổi từ lõi ra Cladding ít hơn cáp quangMulti Mode. Các tia truyền theo phương song song trục, xung nhận được hội tụ tốt, ít méo dạng.
  2. Ứng dụng của cáp quang:
Sử dụng cho truyền tải tín hiệu trong khoảng cách ngắn, bao gồm:
Step index: dùng cho khoảng cách ngắn, phổ biến trong đèn soi trong.
Graded index: dùng trong các mạng LAN

b) Cáp quang Single Mode:
Sử dụng truyền tải dữ liệu cho khoảng cách xa hàng nghìn Km, phổ biến trong các mạng điện thoại, mạng truyền hình cáp, đường kính ≤ 8 micron, tín hiệu truyền xa hàng trăm Km mà không cần khuếch đại.


Cách phân biệt converter quang Singlemode và multimode 

Với khoảng cách giữa 2 điểm cần kết nối  nhỏ hơn 2km thì nên dùng cáp quang multimode, nếu khoảng cách lớn hơn 2km thì dùng cáp singlemode

 Hiện nay có hai loại cáp quang thông dụng là cáp quang singlemode và cáp quang multimode vì vậy cũng có 2 loại converter quang bộ chuyển đổi quang điện tương ứng với từng loại cáp quang này. Dùng cáp quang singlemode hay multimode đều đó phụ thuộc vào yêu cầu của thực tế, cụ thể ở đây là khoảng cách.

Với khoảng cách giữa 2 điểm cần kết nối  nhỏ hơn 2km thì nên dùng cáp quang multimode, nếu khoảng cách lớn hơn 2km thì dùng cáp singlemode

          Thiết bị / module truyền dẫn tín hiệu quang


  Transceiver = Transmitter + Receiver

  Chế độ hoạt động: Multimode/ Single mode

  Bước sóng: 850/ 1300/ 1550 nm

  Đầu nối (connector): SC/LC

  Công suất phát:

-          dBm (Decibel milliwatt) = 10 log (Power (mW) / 1 (mW))

-          0 dBm=1mW

 Độ nhạy thu:

-          Light required for receiver to operate correctly

có thể dùng thiết bị singlemode với cáp multimode hoặc dùng thiết bị multimode với cáp singlemode hay không?

  Dùng thiết bị singlemode với cáp multimodeà OK

  Dùng thiêt bị multimode với cáp singlemode à No
Dùng thiết bị quang multimode với cáp quang singlemode và ngược lại

Nên chọn converter quang bộ chuyển đổi nào? Có cần phải mua thiết bị xuất xứ G7 hay không?

   Converter quang là một thiết bị thông dụng như switch/hub trong mạng nội bộ, converter quang được hàng loạt với cả lô ngàn cái, với 6 năm kinh nghiệm cung cấp thiết bị quang chúng tôi nhận thấy rằng chất lượng của converter quang khá đồng đều, xác suất lỗi rất thấp (được cho là 0.3/1000) , với những thiết bị thông dụng như thế này thì việc yêu cầu một sản phẩm từ G7 là một sự lãnh phí không cần thiết. Tuy nhiên nếu khách hàng cần một converter quang bộ chuyển đổi quang điện để dùng trong những môi trường công nghiệp đặc thù như nhà máy, xí nghiệp hoặc đặt trong những tủ ngoài trời (outdoor cabinet) ... những nơi có điều kiện môi trường, khí hậu khắc nghiệt thì nên quan tâm đến dòng converter quang công nghiệp chứ không phải những dòng converter quang dân dụng (thông dụng). Mặc dù vậy cũng cần lưu ý một số điểm khi chọn mua converter quang bộ chuyển đổi quang điện:
  • Chọn mua thiết bị  từ nhà cung cấp chuyên về  thiết bị và vật tư phụ kiện mạng cáp quang, điều này sẽ có lợi cho khách hàng  trong vấn đề hậu mãi  vì công ty chuyên cung cấp thường xuyên có thiết bị để cho khách hàng mượn khi thiết bị có sự cố và dịch vụ chăm sóc khách hàng tốt.

  • Là công ty có nhiều năm kinh nghiệm trong việc cung cấp thiết bị  và tư vấn thiết kế mạng cáp quang
 Với những phân tích như trên 

 Hai thiết bị khác bước sóng có thể hoạt động với nhau ?

—  Multi mode: 850 nm

—  Single Mode:

1300 nm: 40 km

1550 nm: 80 km

      Khác bước sóng:

1300 <-> 1310: OK

1300 <-> 1550: No

Công thức tính khoảng cách khi dùng thiết bị quang   


n  Multi Mode

[(Công suất phát độ nhạy thu)  5(Safety Buffer) dBm]   ÷ suy hao dB/km = ____km

n  Single Mode

[(Công suất phát độ nhạy thu)  9(Safety Buffer) dBm]   ÷ suy hao dB/km = ____ km

Suy hao trên cáp:

-           0.4 dB/km ở bước sóng 1310nm

-           0.25 dB/km ở bước sóng 1550nm

n  Ví dụ: Cáp quang Single-mode

–      Công suất phát tối thiểu: -10 dBm

–     Độ nhạy thu tối thiểu: -33 dBm

–     Bước sóng λ=1310nm:

      => Suy hao tối đa = 0.4 dB/km

–     Safety Buffer= 9

Theo công thức: [-10 dBm (công suất phát tối thiểu) -33 dBm (đô nhạy thu tối thiểu)

 - 9(Safety Buffer) dBm] ÷ 0.4 dB/km(suy hao/km) = -10dBm - (-33dBm) - 9dBm ÷ 0.4dB/km = 35 (km)

Vậy thiết bị quang này chạy được khoảng cách tối đa là 35km.

0 nhận xét:

Đăng nhận xét