Trong quá trình thiết kế một hệ thống thông tin quang, sự lựa chọn cáp quang chủ yếu dựa vào môi trường lắp đặt. Hiện nay có rất nhiều nhà chế tạo cho ra các chủng loại cáp hết sức đa dạng. Tuy nhiên nhìn chung ứng dụng của cáp quang được phân thành các loại chính sau:
Cáp treo
Cáp kéo cống
Cáp chôn trực tiếp
Cáp trong nhà hoặc cáp nhảy
Cáp ngập nước hoặc cáp thả biển
Ngoài các ứng dụng chính được liệt kê, cáp quang còn có một số loại đặc biệt sử dụng cho mục đích riêng.
a. Cáp treo
Cáp treo ứng dụng trong Viễn thông tại những khu vực có nhiều đồi núi không thể hoặc khó khăn khi thi công cống bể hay chôn trực tiếp, tại những nơi có biến động địa chất không ổn định. Cáp treo có thể được chế tạo ôm sát vào thành phần gia cường kim loại và phi kim loại độc lập hoặc là dưới dạng tự chịu lực. Ở trường hợp ôm sát vào thành phần gia cường thường dùng cho các môi trường có băng, tuyết và gió, có cự ly truyền dẫn dài.
Mai Hữu Xuân- Kỹ Thuật Thông Tin và Truyền Thông K53 Page 11 Trong trường hợp cáp tự chịu lực, cáp chịu ảnh hưởng của ứng suất cơ học và nhiệt độ. Cáp tự chịu lực đòi hỏi có sức bền cao và cần phải ở cấu trúc dạng bọc lỏng để sợi có khoảng tự do lớn hơn. Ví dụ về cáp treo tự chịu lực như hình .
Hình1.3 : Cáp tự treo b. Cáp kéo trong cống
Cáp kéo cống thường được thi công tại những vùng đồng bằng và những khu đô thị lớn, nó có được ưu điểm là độ an toàn và tin cậy cao, tuy nhiên tốn nhiều nhân công và tiền bạc trong thi công cống bể.
Cáp kéo trong cống phải chịu được lực kéo và lực xoắn, có trọng lượng nhẹ và phải rất mềm dẻo để vượt qua chướng ngại khi lắp đặt. Mặt khác cáp cũng phải chịu được nước và độ ẩm vì cống bể thường hay bị đọng nước. Chính vì vậy trong cấu trúc cáp thường có chất độn jelly và thành phần chống ẩm bằng kim loại. Trong trường hợp cáp không được độn đầy thì cần phải có hệ thống bơm hơi cho cáp. Lớp bọc thép đôi khi cũng được sử dụng vào loại cáp này để chống côn trùng và loài gặm nhấm. Cáp kéo cống có tất cả các dạng cấu trúc: bọc chặt, bọc lỏng trong ống, bọc lỏng bằng khe dưới dạng băng hoặc bó sợi.
c. Cáp chôn trực tiếp
Cáp chôn trực tiếp được ứng dụng tại những vùng có điều kiện địa chất ổn định, các thành phần địa chất tương đối đồng đều dễ kiểm tra và bảo quản.
Các đặc điểm của cáp chôn trực tiếp tương tự như cáp kéo cống vừa xét ở trên nhưng nó có lớp bảo vệ tốt hơn thể hiện:
Mai Hữu Xuân- Kỹ Thuật Thông Tin và Truyền Thông K53 Page 12 - Cáp chôn phải có lớp bọc kim loại tốt để tránh bị phá hủy do đào bới đất hoặc
các tác động khác của đất.
- Vỏ bọc thép bên ngoài vì vậy gồm các sợi thép hoặc các băng thép. Lớp vỏ ngoài cùng là một lớp chất dẻo.
Cáp chôn trực tiếp cũng có đầy đủ dạng cấu trúc như cáp kéo cống.
d. Cáp trong nhà và cáp nhảy
Cáp trong nhà và cáp nhảy sử dụng trong các nhà cao ốc hoặc phòng đặt thiết bị viễn thông, loại cáp này có số sợi quang rất ít, đặc tính của nó như sau:
Kích thước nhỏ, mềm dẻo, cho phép uốn cong, dễ dàng thao tác và hàn nối.
Chống gặm nhấm tốt
Không dẫn lửa, không phát ra khí độc.
Cấu trúc dạng cáp này ở dạng bọc chặt để đảm bảo kích thước nhỏ và chắc, hình mô tả loại cáp này.
Hình1.4: Cáp trong nhà và cáp nhảy e. Cáp ngập nước và cáp thả biển
Đây là loại cáp quang có ứng dụng quan trọng nhất trong viễn thông, nó có thể sử dụng cho những tuyến thông tin xuyên lục địa và xuyên đại dương (như ở khu vực chúng ta có tuyến T-V-H, SeaMeWe-3) hoặc đơn giản chỉ là các tuyến vượt qua sông suối, đầm lầy, vì vậy loại cáp này phải đáp ứng các yêu cầu khắt khe.
Với loại cáp ngập nước
- Tính chống ẩm và chống thấm nước tại những vùng có áp suất đặc biệt lớn.
- Có khả năng chịu được sự kéo khi lắp đặt và sửa chữa cáp.
Mai Hữu Xuân- Kỹ Thuật Thông Tin và Truyền Thông K53 Page 13 - Chống lại được các áp lực thống kê.
- Cho khả năng hàn nối và sửa chữa dễ dàng.
- Có cấu trúc tương thích với cáp đặt trên đất liền.
Ngoài ra do nó còn chứa lớp kim loại nên cần chú ý đến ảnh hưởng của Hydro.
Với cáp thả biển
Cấu trúc của cáp thả biển đòi hỏi rất phức tạp. Có thể xem đây là một loại cáp đặc chủng vì nó còn đòi hỏi khắt khe hơn loại cáp ngập nước nêu trên đến nhiều lần.
Ngoài các yếu tố trên cáp thả biển còn phải chịu những tác động đặc biệt như khả năng thâm nhập của nước biển, sự phá hoại của các sinh vật dưới biển hay sự cọ xát của tàu thuyền qua lại. Bên cạnh đó cần phải tính tới khả năng sửa chữa cáp bằng tàu.
Cáp thả biển có hai loại: thả nông và thả sâu. Cấu trúc của cáp thả nông phức tạp hơn thả sâu nhiều. Minh họa hình
Hình 1.5: Cấu trúc cáp
Các đặc tính chủ yếu của cáp thả biển sử dụng hiện nay như bảng dưới đây:
Mai Hữu Xuân- Kỹ Thuật Thông Tin và Truyền Thông K53 Page 14 Bảng 1.2: Các đặc tính của cáp thả biển được dùng phổ biến
Số sợi No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 No.6
Loại sợi G652 G652 G652 G652 G652 G652
Vùng bước sóng (nm) 1300 1550
1300 1550
1300 1550
1300 1300 1550
1300
Số sợi 6max 6-12max 2-12max 6max 2-12max 6max
Độ sâu lớn nhất (m) 8000 8000 8000 8000 7500 2500
Cấu trúc cáp Bọc
chặt
Bọc chặt Bọc chặt Bọc lỏng
Bọc chặt Bọc lỏng
Đường kính cáp 22 24 21 25 26,2 31
Lực căng (KN) 100 120 107 140 160 150
Trọng lượng (kg/m) -Trong không khí -Trong nước
1.0 0.5
0.9 0.45
0.83 0.49
1.17 0.64
1.29 0.74
2.2 1.3 Module phá hủy cáp
(km)
20.4 27.2 22.3 22.3 22.1 11.8
Chất làm đầy Chất
dẻo
Chất dẻo Chất dẻo Mỡ Silicon Mỡ
Trởkháng nguồn nuôi (Ω/km)
0.72 0.72 0.72 0.6 0.7 0.5
1.3. Cấu trúc mạng truy nhập quang