Phân biệt cáp sợi quang Multimode và Singlemode Cáp sợi quang được dùng trong hệ thống mạng được chia làm 2 loại: Singlemode và Multimode. Tên gọi của hai loại sợi quang được đặt theo cách truyền dẫn ánh sáng của chúng. Sợi quang singlemode với lõi nhỏ cho phép chỉ một tia sáng lan truyền, trong khi sợi quang multimode có lõi lớn hơn nên có thể truyền nhiều loại tia sáng cùng lúc. Bài viết này sẽ giúp bạn phân biệt được các loại cáp sợi quang hiện nay được sử dụng trong hệ thống mạng. Để nhận biết được 2 loại này, trước hết chúng ta cần tìm hiều một vài khái niêm cơ bản sau. 1. Mode Thuật ngữ Mode được dùng trong cáp sợi quang xuất phát từ tiếng Latin có nghĩa là tia sáng (path). Khi lan truyền trong sợi quang, ánh sáng sẽ đi theo rất nhiều đường, mỗi đường có thể được xem như một tia sáng (Mode). Các tia sáng lan truyền trong sợi quang được chia làm 3 loại: • Axial Mode: tia sáng lan truyền dọc theo trục trung tâm của sợi quang. Thời gian tia sáng lan truyền trong sợi quang từ A đến B là nhanh nhất. • High Order Mode: những tia sáng lan truyền trong sợi quang có số lần phản xạ lớn. Thời gian tia sáng lan truyền trong sợi quang từ A đến B lâu hơn so với các tia sáng Low Order Mode. • Low Order Mode: những tia sáng lan truyền trong sợi quang có số lần phản xạ ít. Thời gian tia sáng lan truyền trong sợi quang từ A đến B nhanh hơn các tia sáng High Order Mode. 2. Hiện tượng tán sắc (Dispersion) Các tia sáng Axial, High Order và Lower lan truyền trong sợi quang theo các đường có chiều dài khác nhau. Do dó, các tia sáng – được truyền tại một thời điểm với cùng vận tốc – lan truyền đến cuối sợi quang ở những thời điểm khác nhau. Sự chênh lệch về thời gian giữa các tia sáng này được gọi là Dt. Hiện tượng này gọi là hiện tượng tán sắc. Hiện tượng tán sắc làm hạn chế băng thông của cáp sợi quang và ảnh hưởng đến việc truyền dữ liệu (Dt càng lớn thì gây ảnh hưởng đến việc truyền dữ liệu càng nhiều). + Đối với tín hiệu tương tự thì làm méo dạng tín hiệu + Đối với tín hiệu số thì gây ra sự chồng lấp giữa các bit. 3. Phân biệt sợi quang Singlemode và Multimode • Sợi quang Multimode: đặc điểm của sợi quang Multimode là lan truyền đồng thời cả 3 loại tia sáng (Axial Mode, High Order Mode và Low Order Mode). Có 2 loại sợi quang Multimode gồm: -Sợi quang Multimode chiết suất bậc (Step Index Multimode) là sợi quang có lõi (core) đồng nhất có chiết suất là n1 và lớp phản xạ ánh sáng (cladding) xung quanh lõi có chiết suất n2 (n2 < n1) Các tia sáng trong sợi quang Step Index Multimode Sợi quang Multimode chiết suất bậc bị ảnh hưởng nhiều bởi hiện tượng tán sắc, do đó băng thông không cao và không được sử dụng trong các hệ thống mạng. Để hạn chế sự ảnh hưởng của hiện tượng tán sắc, các nhà sản xuất đã cho ra đời loại cáp sợi quang Multimode chiết suất biến đổi (Graded Index Multimode). -Sợi quang Multimode chiết suất biến đổi (Graded Index Multimode): lõi sợi quang được kết hợp từ nhiều lớp thủy tinh có chiết suất n1, n2, n3… khác nhau thay vì chỉ có một chiết suất như trong lõi của sợi quang Step Index Multimode. Lớp thủy tinh bên trong có chiết suất cao hơn và lớp bên ngoài có chiết suất thấp hơn. Các tia sáng sẽ lan truyền chậm hơn khi gặp chiết suất cao và nhanh hơn khi gặp chiết suất thấp. Chính vì vậy, sợi quang Graded Index Multimode làm giảm độ chênh lệch thời gian Dt, hạn chế hiện tượng tán sắc, giúp tăng băng thông sử dụng và trở nên phổ biến trong hệ thống mạng hiện nay. Các tia sáng trong sợi quang Graded Index Multimode • Sợi quang Singlemode: là sợi quang mà trong đó chỉ có một tia sáng Axial được lan truyền. Do đó, hiện tượng tán sắc ánh sáng không xuất hiện ở sợi quang Singlemode. Điều này làm cho sợi quang Singlemode có băng thông lớn hơn và truyền dữ liệu xa hơn so với sợi quang Multimode. 4. Kết luận Những điểm khác biệt trên sẽ giúp người dùng hiểu và phân biệt được hai loại sợi quang đang được sử dụng trong hệ thống mạng hiện nay. Tuy nhiên, việc chọn lựa sợi quang nào còn phụ thuộc vào nhu cầu cụ thể của người sữ dụng như: ứng dụng cần truyền, thiết bị đầu cuối, khoảng cách cần truyền, giá thành sản phẩm,…
Sự khác nhau chi tiết giữa cáp quang Singlemode và Multimode Ở bài viết này, chúng tôi sẽ giúp các bạn hiểu sâu hơn về đặc tính của cáp quang Singlemode và multimode, phân biệt các loại cáp quang và một số thông tin bổ sung. Sự khác nhau chi tiết giữa cáp quang Singlemode và Multimode Sợi quang là những dây nhỏ và dẻo truyền các ánh sáng nhìn thấy được và các tia hồng ngoại. Chúng có 3 lớp: lõi (core), áo (cladding) và vỏ bọc (coating). - Để ánh sáng có thể phản xạ một cách hoàn toàn trong lõi thì chiết suất của lõi lớn hơn chiết suất của áo một chút. - Vỏ bọc ở phía ngoài áo bảo vệ sợi quang khỏi bị ẩm và ăn mòn, đồng thời chống xuyên âm với các sợi đi bên cạnh. Lõi và áo được làm bằng thuỷ tinh hay, chất dẻo (Silica), kim loại, fluor, sợi quang kết tinh). Chúng được phân loại thành các loại sợi quang đơn mode Single Mode (SM) và đa mode Multimode (MM) tương ứng với số lượng mode của ánh sáng truyền qua sợi quang. Mode sóng là một trạng thái truyền ổn định của sóng ánh sáng (cũng có thể hiểu một mode là một tia). Phân loại cáp quang Singlemode và multimode 1. Theo cấu tạo bên trong Theo Mode thì có: Singlemode và multimode: (multimode: có 2 loại: 62.5 và 50). Theo môi trường lắp đặt thì có Outdoor và Indoor. Outdoor lại chia ra thành các loại: F8 và Underground Single Mode và Multi Mode - Sợi quang SM chỉ truyền được một bước sóng do đường kính lõi sợi rất nhỏ (khoảng 10 micromet). Và Do chỉ truyền một mode sóng nên sợi SM không bị ảnh hưởng bởi hiện tượng tán sắc và trên thực tế SM thường ít được sử dụng hơn so với MM. - Sợi quang MM có đường kính lõi lớn hơn nhiều so với SM (khoảng 6-8 lần), có thể truyền được nhiều bước sóng trong lõi. Ngoài ra chúng còn được phân loại thành sợi quang có chỉ số bước và chỉ số lớp tuỳ theo hình dạng và chiết suất của các phần của lõi sợi quang. Khoảng cách giữa 2 thiết bị đấu nối bằng cáp quang không quy định cụ thể là bao nhiêu Kilomet. Khoảng cách giữa 2 thiết bị được căn cứ vào tính toán suy hao toàn tuyến, công suất phát, độ nhạy thu và công suất dự phòng của thiết bị. Thông thường mỗi thiết bị đều có khuyến cáo chạy ở cự ly nhất định, tuy nhiên đó chỉ là tính tương đối thôi. Chuẩn bước sóng cho thiết bị chạy SM và MM có khác nhau: Multi Mode có các bước sóng chuẩn là: 780, 850 và 1300. Hiện nay các thiết bị ít dùng bước sóng 780. Single Modecó các bước sóng: 1310, 1550, 1627. Hiện nay các thiết bị SM dùng công nghệ DWM thì còn có thể sử dụng nhiều bước sóng khác nữa. Đa phần cáp quang single mode chỉ dùng cho đường trục, ngoài việc giá thành, yêu cầu công nghệ của cáp single mode rất khắc khe, và rất khó trong việc thi công cũng như sử dụng. Lý do: lớp lõi của cáp single mode rất nhỏ (khoảng 27 Micromet), còn cáp multi mode thi lớn hơn nhiều (khoảng 130 Micromet). Ngoài ra, do kết cấu lõi single mode cho ánh sáng đi theo đường thẳng, mà giá thành chế tạo, độ chính xác trong thi công, thiết bị công nghệ cao... làm cho cáp Single Mode khó thực hiện trong các công trình dân sự. Còn việc phân biệt: chủ yếu là do đường đi của ánh sáng truyền trong lõi (mà nguyên nhân là do kết cấu của lõi) Trong cáp Single mode, ánh sáng đi theo gần như một đường thẳng trùng với trục cáp, còn trong cáp quang Multi Mode, ánh sáng đi theo một chùm tia sáng có dạng đồ thị hình Sin đồng trục (vì thế mà ta có thể ghép thêm nhiều ánh sáng có các bước sóng khác nhau). Về thông số vật lý - Đường kính lõi sợi ( phần truyền tin): Core. - Singlemode SM: 9/125; - Multimode MM: 50/125 và 62.5/125. - Đường kính vỏ phản xạ: Cladding thì cả SM và MM đều như nhau là 125um. - Về Coating thì tùy thuộc vào dặc tính cần bảo vệ mà người ta làm lớp này, tuy nhiên thông thường đối với cáp Outdoor thì nó là 250, với cáp Indoor thì nó là 900, điều này không phụ thuộc vào nó la cáp SM hay MM. - Về sử dụng thì tùy thuộc vào công suất phát, độ nhạy thu, khoảng cách truyền dẫn, tốc đọ yêu cầu và giá thành mà người ta quyết định dùng SM hoặc MM. Các loại Connector (đầu nối) của cáp quang: Việc chọn lựa Connector phụ thuộc vào việc chọn lựa ODF Quang (là tủ cố định vị trí đấu nối của sợi quang) và kiểu Modular trên thiết bị Switch hoặc Converter.
