Tìm hiểu về cáp viễn thông

- Lớp 1- Lớp lõi ( Conducting core): chất liệu được làm bằng đồng dùng để truyền tín hiệu điện. - Lớp 2 ( Insulation): làm bằng chất cách điện ( lớp nhựa PVC, Teflon), lớp này bảo vệ dây lõi và là lớp cách điện với lớp thứ 3 - Lớp 3 (Copper wire mesh or aluminum sleeve): là lớp bọc kim, tác dụng chống nhiễu xuyên âm, và cùng là đường dây mát. Thường làm bằng chất hợp kim hay nhôm. - Lớp ngoài ( Outer shield): làm bằng nhựa PVC chống sự xâm nhập của hơi nước,chống sự phá hủy cơ học. b. ứng dụng Dùng để truyền tín hiệu điện ở khoảng cách xa, sử dụng trong mạng truyền hình, kết nối giữa các tổng đài… I.1.2 Cáp xoắn đôi (Twisted pair) a. cấu tạo - Cáp xoắn đôi là loại cáp gồm nhiều cặp dây đồng xoắn lại với nhau nhằm chống phát xạ nhiễu điện từ từ bên ngoài, - nếu không xoắn lại với nhau thì tín hiệu sẽ cùng pha nên biên độ tăng dẫn đến nhiễu. - nếu xoắn lại thì tín hiệu sẽ chéo nhau ngược pha nhau nên nhiễu bị triệt tiêu. - Từ sự phát xạ của loại cáp UTP và sự xuyên âm(Crosstalk) giữa những cặp cáp liền kề.

Đại Học Thành Đô Khoa Điện Tử viễn thông Tìm hiểu về cáp viễn thông I. Cấu tạo và ứng dụng các loại cáp viễn thông. I.1 Cáp đồng I.1.1 Cáp đồng trục a. Cấu tạo Hinh1: cấu tạo cáp đồng trục - Lớp 1- Lớp lõi ( Conducting core): chất liệu được làm bằng đồng dùng để truyền tín hiệu điện. - Lớp 2 ( Insulation): làm bằng chất cách điện ( lớp nhựa PVC, Teflon), lớp này bảo vệ dây lõi và là lớp cách điện với lớp thứ 3 - Lớp 3 (Copper wire mesh or aluminum sleeve): là lớp bọc kim, tác dụng chống nhiễu xuyên âm, và cùng là đường dây mát. Thường làm bằng chất hợp kim hay nhôm. - Lớp ngoài ( Outer shield): làm bằng nhựa PVC chống sự xâm nhập của hơi nước,chống sự phá hủy cơ học. b. ứng dụng Dùng để truyền tín hiệu điện ở khoảng cách xa, sử dụng trong mạng truyền hình, kết nối giữa các tổng đài… I.1.2 Cáp xoắn đôi (Twisted pair) a. cấu tạo - Cáp xoắn đôi là loại cáp gồm nhiều cặp dây đồng xoắn lại với nhau nhằm chống phát xạ nhiễu điện từ từ bên ngoài, - nếu không xoắn lại với nhau thì tín hiệu sẽ cùng pha nên biên độ tăng dẫn đến nhiễu. - nếu xoắn lại thì tín hiệu sẽ chéo nhau ngược pha nhau nên nhiễu bị triệt tiêu. - Từ sự phát xạ của loại cáp UTP và sự xuyên âm(Crosstalk) giữa những cặp cáp liền kề. - Có 2 loại cáp xoắn đôi: + Cáp xoắn đôi có vỏ bọc chống nhiễu – STP + Cáp xoắn đôi không có vỏ bọc chống nhiễu – UTP * Cáp STP (Shielded Twisted - Pair): Gồm nhiều cặp xoắn được phủ bên ngoài 1 lớp vỏ làm bằng dây đồng bện. Lớp vỏ này có chức năng chống nhiễu từ bên ngoài và chống phát xạ Hoàng Văn Học Lớp CĐĐT3-K5 1 Đại Học Thành Đô Khoa Điện Tử viễn thông nhiễu bên trong. Lớp chống nhiễu này được nối đất để thoát nhiễu. Tốc độ trên lý thuyết 500Mbps và trên thực tế 155Mbps với chiều dài 100m. Sử dụng đầu nối DIN (DB-9), RJ45. Hình 2: cấu tạo cáp có vỏ bọc chống nhiễu- UTP * Cáp UTP (Unshielded Twisted - Pair): Gồm nhiều cặp xoắn như cáp STP nhưng nó không có lớp vỏ bọc chống nhiễu. Độ dài tối đa của đoạn cáp là 100m. Dễ bị nhiễu khi đặt gần các thiết bị như: đường dây điện cao thế, nhiễu xuyên kênh… Sử dụng đầu nối RJ45. Hình 3: cấu tạo cáp không có vỏ bọc chống nhiễu- UTP b. ứng dụng Dùng để truyền tín hiệu ở khoảng cách gần, kết nối trong mạng LAN kết nối giữa các computer với nhau, computer với modul, switch… Hoàng Văn Học Lớp CĐĐT3-K5 2 Đại Học Thành Đô Khoa Điện Tử viễn thông I.2 Cáp quang a. Cấu tạo Cáp quang cấu tạo gồm 3 bộ phận chính: + lõi (core). + lớp phản xạ ánh sáng (cladding). + lớp vỏ bảo vệ chính (primary coating hay còn gọi coating, primary buffer). - Core được làm bằng sợi thủy tinh hoặc plastic dùng truyền dẫn ánh sáng. - Bao bọc core là cladding - lớp thủy tinh hay plastic - nhằm bảo vệ và phản xạ ánh sáng trở lại core. - Primary coating là lớp vỏ nhựa PVC giúp bảo vệ core và cladding không bị bụi, ẩm, trầy xước. Hai loại cáp quang phổ biến là: GOF (Glass Optical Fiber) - cáp quang làm bằng thuỷ tinh POF (Plastic Optical Fiber) - cáp quang làm bằng plastic. - POF có đường kính core khá lớn khoảng 1mm, sử dụng cho truyền dẫn tín hiệukhoảng cách ngắn, mạng tốc độ thấp. Trên các tài liệu kỹ thuật, bạn thường thấy cáp quang GOF ghi các thông số 9/125μm, 50/125μm hay 62,5/125μm, đây là đường kính của core/cladding; còn primary coating có đường kính mặc định là 250μm. - Bảo vệ sợi cáp quang là lớp vỏ ngoài gồm nhiều lớp khác nhau tùy theo cấu tạo, tính chất của mỗi loại cáp. Nhưng có ba lớp bảo vệ chính là: + lớp chịu lực kéo (strength member). + lớp vỏ bảo vệ ngoài (buffer). + lớp áo giáp (jacket) - Strength member là lớp chịu nhiệt, chịu kéo căng, thường làm từ các sợi Kevlar. - Buffer thường làm bằng nhựa PVC, bảo vệ tránh va đập, ẩm ướt. - Jacket có khả năng chịu va đập, nhiệt và chịu mài mòn, bảo vệ phần bên trong tránh ẩm ướt và các ảnh hưởng từ môi trường. Mỗi loại cáp, tùy theo yêu cầu sử dụng sẽ có thêm các lớp jacket khác nhau b. Phân loại Hoàng Văn Học Lớp CĐĐT3-K5 3 Đại Học Thành Đô Khoa Điện Tử viễn thông Phân loại 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 tốt, ít méo dạng. c. 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 d. Ứng dụng * Multimode Sử dụng cho truyền tải tín hiệu trong khoảng cách ngắn, bao gồm: - Step index: dùng cho khoảng cách ngắn, phổ biến trong các đèn soi trong - Graded index: thường dùng trong các mạng LAN * Single mode Dùng cho khoảng cách xa hàng nghìn km, phổ biến trong các mạng điện thoại, mạng truyền hình cáp. e. Ưu điểm - Mỏng hơn - Cáp quang được thiết kế có đường kính nhỏ hơn cáp đồng. - Dung lượng tải cao hơn - Bởi vì sợi quang mỏng hơn 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 hơn 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. Hoàng Văn Học Lớp CĐĐT3-K5 4 Đại Học Thành Đô Khoa Điện Tử viễn thông - Sử dụng điện nguồn ít hơn - Bởi vì tín hiệu trong cáp quang giảm ít, máy phát có thể sử dụng nguồn thấp hơn thay vì máy phát với điện thế cao được dùng trong cáp đồng. - Tín hiệu số - Cáp quang lý tưởng thích hợp 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. f. 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 hơn so với cáp đồng II. Tìm hiểu cáp quang trong thực tế -Cáp sợi quang thả sông của hãng TCFO hoàn toàn đáp ứng tốt nhất các tiêu chuẩn ITU-T G.652 chuẩn D, các chỉ tiêu của IEC và tiêu chuẩn ngành TCN 68-160: 1996. II.1 Cáp dưới nước II.1.1 Cấu trúc của cáp a. Đặc tính kỹ thuật của công nghệ ống đệm lỏng - Sợi quang được bảo vệ bằng lớp bảo vệ nguyên thủy (sơ cấp) sẽ được đặt trong 1 lớp bảo vệ thứ 2 (thứ cấp), gọi là ống đệm (buffer tube). - Ống đệm này có thể chứa được 1 hoặc nhiều sợi quang lên đến 12 sợi (ống đệm đường kính 2,0mm thì chứa được tối đa 6 sợi quang và ống đệm đường kính 2,6mm thì chứa được tối đa 12 sợi quang), sợi quang nằm lỏng trong ống, các sợi quang nằm ở vị trí tâm của ống đệm, do phải bện vào thành lõi cáp nên các ống đệm có chiều dài lớn hơn, chiều dài tăng thêm phụ thuộc vào bán kính bện của lõi, đường kính ống và bước khi bện. Chính vì vậy, nếu một lực kéo tác động lên cáp thì sự giản dài của cáp sẽ không tạo ra sức căng của sợi quang và không làm tăng suy hao cho sợi quang. - Ống đệm được làm đầy bằng các hợp chất chống ẩm, chống nấm mốc, không dẫn điện, chất Gel đặc biệt chống sự sâm nhập của nước và chống nước lưu lại. Chất Gel này với hợp chất dung môi không gây độc hại sẽ dễ dàng tẩy rửa các bụi bẩn và các chất bám bên ngoài. Kỹ thuật của công nghệ ống đệm lỏng cũng là cấu trúc tốt nhất cho sợi cáp về sự giản nở ra của cáp dưới sự tác động của nhiệt độ. Cấu trúc này cũng cung cấp sự bảo vệ tốt nhất chống lại các lực kéo ngang. Với cấu trúc này sợi quang sẽ bảo vệ một cách tốt nhất, không bị ảnh hưởng bởi một tác động bất kì bên ngoài. b. mã màu của sợi quang Sợi quang 1: Xanh dương Sợi quang 2: Cam Sợi quang 3: Xanh Lục Sợi quang 4: Nâu Sợi quang 5: Tro Sợi quang 6: Trắng Sợi quang 7: Đỏ Sợi quang 8: Đen Sợi quang 9: Vàng Sợi quang 10: Tím Sợi quang 11: Hồng Sợi quang 12: Xanh biển c. mã màu của ống đệm Hoàng Văn Học Lớp CĐĐT3-K5 5 Đại Học Thành Đô Khoa Điện Tử viễn thông Ống đệm 1: Xanh dương Ống đệm 3: Xanh lục Ống đệm 5: Tro Ống đệm 2: Cam Ống đệm 4: Nâu * Quy luật mã màu tt Xanh dương cam xanh lá cây nâu xám tro Trắng 1 2 3 4 5 Đỏ 6 7 8 9 10 Đen 11 12 13 14 15 Vàng 16 17 18 19 20 Tím 21 22 23 24 25 II.1.2 lớp vỏ cáp - Một lớp nhôm bao quanh lõi cáp để chống lại sự xâm nhập của nước. Phía bên ngoài của lớp nhôm là lớp vỏ nhựa làm bằng hợp chất PE có độ dày 1mm. - Tiếp theo là lớp vỏ thép dày 0.25 mm được phủ một lớp nhựa plastic ở cả hai mặt. Ngoài cùng là lớp vỏ PE dày 1.5 mm chứa thành phần Carbon đen và các hợp chất để chống lại tia cực tím từ ánh sáng mặt trời, để không cho nấm mốc phát triển và có thể tránh trược các vết nứt, lổ thủng và cáp lớp phồng của lớp vỏ bên ngoài. - Ngoài ra, lớp vỏ cáp còn có khả năng cách điện cao (> 20 KVDC hay 10 KVAC trong 5 phút) và chống côn trùng gậm nhấm. - Nhãn được in trên bề mặt của vỏ cáp tại mổi một mét theo chiều dài của sợi. Ví dụ như: TCFO 2007 OFC/SM/DB(D)-24F QDTEK 4000m Tên nhà máy sản xuất : TCFO Năm sản xuất : 2007 Chủng loại cáp: OFC/SM/DB-24F Tên của đơn vị đối tác: QDTEK Số mét của chiều dài : 40000m Hoàng Văn Học Lớp CĐĐT3-K5 6 Đại Học Thành Đô Khoa Điện Tử viễn thông II.1.3 thông số kỹ thuật Hoàng Văn Học Lớp CĐĐT3-K5 7 Đại Học Thành Đô Khoa Điện Tử viễn thông II.1.4 ứng dụng Sử dụng trong mạng diện rộng (mạng WAN), mạng toàn cầu ( mạng GAN)…. II.2 CÁP SỢI QUANG CHÔN TRỰC TIẾP PHI KIM LOẠI (DBNM)(FOCAL) Cáp sợi quang chôn trực tiếp hoàn toàn phi kim có cấu trúc được thiết kế nhằm đáp ứng một cách tốt nhất các yêu cầu kỹ thuật của tiêu chuẩn ITUT G.652, các chỉ tiêu của IEC, EIA và tiêu chuẩn ngành TCN 68-160: 1996. II.2.1Cấu trúc cáp Số sợi: Từ 2 đến 96 sợi quang đơn mode. - Bước sóng hoạt động của sợi quang : 1310 nm và 1550 nm. - 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 phưng pháp SZ chung quanh phần tử chịu lực trung tâm (bện 2 lớp). - 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 sợi tổng hợp chịu lực phi kim loại bao quanh lõi. - Lớp nhựa PolyEthylene bảo vệ trong. - Lớp vỏ cứng ngoài bằng nhựa PolyAmide Màu Cam hoặc Đen (Nylon 12) để chống mối mọt. - Thích hợp cho chôn trực tiếp hoàn toàn phi kim loại (DBNM) và chôn luồn ống (DU). Hoàng Văn Học Lớp CĐĐT3-K5 8 Đại Học Thành Đô Khoa Điện Tử viễn thông II.2.2Đặc tính kỹ thuật III. Cách nối cáp quang Cách thực hiện 1 mối hàn: gồm 4 bước cơ bản Bước 1: Chuẩn bị sợi quang Bước 2: Cắt sợi Bước 3: Đốt nóng sợi Bước 4: Bảo vệ sợi Bước 1: Chuẩn bị sợi quang - Bỏ tất cả các lớp chỉ còn chừa lại hai lớp cơ bản của sợi quang lớp lõi(Core) và lớp bọc(cladding). Kế tiếp là lau sạch sợi bằng alcohol 90độ. Yêu cầu phải đạt được độ sạch cao. Bước 2: Cắt sợi Thực hiện vết cắt thẳng.Yêu cầu vết cắt là: mặt cắt phẳng, không mẻ, không lồi ở mép, mặt cắt không dính bụi hay các chất bẩn, mặt cắt phải vuông góc với trục của sợi - Đầu tiên dùng dao để cắt sợi - Tiếp theo kéo hoặc bẻ cong sợi tạo 1 vết gãy khéo. Do yêu cầu về độ chính xác cao nên các con dao tốt đáng giá từ 1000$-4000$ !!! Bước 3: Đốt nóng sợi: Gồm 2 bước nhiệm vụ chính là: 1. Xếp thẳng hàng hai sợi quang (điều chỉnh cho 2 sợi quang đồng trục) 2. Phóng tia lửa điện để đốt nóng hai đầu sợi nhằm thực hiện sự hàn nối. Hoàng Văn Học Lớp CĐĐT3-K5 9 Đại Học Thành Đô Khoa Điện Tử viễn thông Bước 4: Bảo vệ sợi Một mối hàn tốt không bị bẻ gãy trong quá trình xử lý bình thường. Một mối hàn điển hình có lực kéo căng từ 0.5 đến 1.5lbs nhưng nó phải được bảo vệ khỏi bị uốn cong và lực kéo căng. Trong mối hàn riêng rẽ được bảo vệ bằng ống nhiệt co (heat shrinkable tube) hoặc một thành phần vật lý khác Hoàng Văn Học Lớp CĐĐT3-K5 10 [...]...Đại Học Thành Đô Hoàng Văn Học Khoa Điện Tử viễn thông 11 Lớp CĐĐT3-K5 . Tử viễn thông Tìm hiểu về cáp viễn thông I. Cấu tạo và ứng dụng các loại cáp viễn thông. I.1 Cáp đồng I.1.1 Cáp đồng trục a. Cấu tạo Hinh1: cấu tạo cáp. của loại cáp UTP và sự xuyên âm(Crosstalk) giữa những cặp cáp liền kề. - Có 2 loại cáp xoắn đôi: + Cáp xoắn đôi có vỏ bọc chống nhiễu – STP + Cáp xoắn