Tìm hiểu Cáp sợi quang (Fiber Optic Cable)

Cáp quang thực hiện giao tiếp dữ liệu bằng cách truyền dữ liệu được mã hóa dưới dạng chùm ánh sáng.

Chúng được làm từ các bó sợi thủy tinh hoạt động như ống dẫn sóng cho ánh sáng được truyền qua lại bằng thiết bị chuyên dụng ở mỗi đầu.

Cáp quang lần đầu tiên xuất hiện trong cơ sở NORAD của quân đội Hoa Kỳ, nơi chúng liên kết các hệ thống máy tính quan trọng với nhau. Tuy nhiên, cáp quang được biết đến nhiều vào giữa những năm 1990.

Giới thiệu về mạng cáp quang

Ngày nay, mạng cáp quang tạo cơ sở cho mạng dưới biển liên kết internet toàn cầu với nhau.

Tuy nhiên, nó cũng được sử dụng làm cáp truyền dẫn băng thông cao trong các mạng công ty lớn, cũng như trong các mạng dữ liệu của các ISP lớn.

Bạn thậm chí có thể tìm thấy nó ở một số gia đình, đặc biệt là những gia đình có thiết lập máy chủ gia đình cao cấp và dịch vụ internet tốc độ cực cao.

Ưu điểm của mạng cáp quang

Mạng cáp quang có một số lợi thế đáng kể so với cáp đồng ethernet. Sau đây là một số điều quan trọng nhất trong số đó.

Tốc độ nhanh hơn, băng thông lớn hơn

Một trong những ưu điểm lớn nhất mà mạng cáp quang mang lại là tốc độ truyền dữ liệu và dung lượng băng thông lớn.

Ngày nay, bạn sẽ thấy cáp quang hoạt động với tốc độ lên tới 100 Gbps, nhưng điều đó thường chỉ được tìm thấy trong các mạng quy mô ISP trở lên.

Người ta thường thấy chúng được sử dụng ở tốc độ 10 Gbps hoặc thậm chí 25 Gbps và 40 Gbps, cũng được hỗ trợ bởi bộ chuyển mạch và bộ định tuyến Ethernet hiện đại trong môi trường mạng doanh nghiệp.

Tuy nhiên, kỷ lục hiện tại về truyền dữ liệu qua cáp quang là 1,53 petabit/giây, chứng tỏ rằng mạng cáp quang vẫn còn chỗ để cải thiện đáng kể.

Khoảng cách giao tiếp dài hơn

Một ưu điểm lớn khác của mạng cáp quang là nó có khả năng truyền dữ liệu trên một khoảng cách rất xa mà không cần bộ lặp.

Khi được sử dụng làm đường trục mạng, cáp quang tiêu chuẩn có thể kéo dài tới 100 km. Tuy nhiên, có những sợi cáp quang được gia cố đặc biệt có thể truyền dữ liệu lên đến 200 km trước khi cần một bộ lặp.

Khoảng cách trên dựa trên cáp quang đơn mode(Single mode). Cáp quang đa chế độ(Multi mode) có khoảng cách truyền ngắn hơn nhiều như chúng ta sẽ thấy bên dưới:

Ở quy mô mạng cục bộ, khoảng cách mà cáp quang multi mode có thể mang dữ liệu ngắn hơn đáng kể.

Trong các mạng cáp quang hoạt động ở tốc độ 1 Gbps, cáp quang có thể truyền dữ liệu trong khoảng từ 275 đến 860 mét, tùy thuộc vào loại cáp được sử dụng.

Ở tốc độ 10 Gbps, khoảng cách đó giảm xuống tối đa 300 mét. Ở tốc độ 40 Gbps và 100 Gbps, khoảng cách tối đa còn giảm xuống còn 150 mét.

Miễn nhiễm với nhiễu điện từ

Có lẽ ưu điểm quan trọng nhất mà mạng cáp quang mang lại là chúng không bị nhiễu điện từ.

Đó là một trong những lý nó được sử dụng tại NORAD, nơi họ đưa ra khả năng phục hồi hợp lý trước một cuộc tấn công hạt nhân trên lý thuyết.

Trong sử dụng thông thường, đó là một đặc điểm giúp cáp dữ liệu sợi quang dễ dàng cùng tồn tại với cáp nguồn và các loại cáp dữ liệu khác mà không sợ nhiễu xuyên âm hoặc các loại nhiễu phá hoại khác.

Nhược điểm của cáp mạng cáp quang

Ngoài các ưu điểm của cáp quang ở trên, có nhiều lý do khiến cáp quang không thay thế cáp ethernet đồng làm cáp mạng thống trị được sử dụng ngày nay. Dưới đây là một số nhược điểm đáng kể hơn liên quan đến cáp mạng cáp quang.

Giá cao hơn

Một nhược điểm cản trở việc sử dụng cáp quang, đặc biệt ở cấp độ mạng cục bộ, là chi phí của chính hệ thống cáp và phần cứng cần thiết để hỗ trợ nó.

Trong khoảng cách ngắn, cáp quang hầu như không cạnh tranh về chi phí với cáp ethernet đồng.

Tuy nhiên, các bộ chuyển mạch và bộ định tuyến hỗ trợ kết nối toàn sợi quang đắt hơn nhiều lần so với các kết nối dựa trên cổng đồng.

Do đó, nhiều mạng cáp quang dùng cho kết nối chuyển mạch với chuyển mạch (ví dụ: giữa các chuyển mạch ở các tầng khác nhau trong tòa nhà) và tiếp tục sử dụng cáp đồng cho kết nối chuyển mạch với thiết bị đầu cuối.

Sự mong manh của dây cáp

Một nhược điểm lớn khác của cáp quang là chúng khá mỏng manh. Vì chúng được làm từ sợi thủy tinh nên chúng rất dễ hư hỏng và khó sửa chữa một khi đã bị hư hỏng.

Nếu tác động quá nhiều lực trong khi kéo dây cáp qua các ống đứng và tường đến uốn cong chúng quá mạnh đều có thể khiến cáp quang trở nên vô dụng.

Khó cài đặt

Nhược điểm lớn cuối cùng của cáp mạng cáp quang là khó lắp đặt. Điều này phần lớn là do sự mỏng manh của các loại cáp được thảo luận ở trên.

Đó cũng là lý do các thiết bị chuyên dụng và kỹ năng mà người lắp đặt phải có để làm việc với nó.

Việc cắt đứt cáp quang đặc biệt khó khăn, đòi hỏi sự khéo léo và cẩn thận.

Tuy nhiên, với những cải tiến về thiết kế của các đầu nối cáp quang tiếp tục phát triển, với các thiết kế mới được tung ra thị trường có thể giúp việc kết thúc cáp quang trở nên dễ dàng hơn nhiều trong tương lai.

Bài viết liên quan: So sánh Cáp quang(Fiber Optic) và Cáp Ethernet đồng(Copper Ethernet)