Việc sử dụng sợi cáp quang trong viễn thông và mạng diện rộng đã được phổ biến trong nhiều năm. Nhưng gần đây sợi quang học ngày càng trở nên phổ biến trong các hệ thống truyền thông dữ liệu công nghiệp. Khả năng tốc độ dữ liệu cao, loại bỏ tiếng ồn và cách ly điện chỉ là một vài trong số các đặc điểm quan trọng làm cho công nghệ cáp quang lý tưởng để sử dụng trong các hệ thống công nghiệp và thương mại.
Thường được sử dụng cho các kết nối điểm đến điểm, các liên kết cáp quang đang được sử dụng để mở rộng các giới hạn khoảng cách của các hệ thống RS-232, RS-422/485 và Ethernet đồng thời đảm bảo tốc độ dữ liệu cao và giảm thiểu nhiễu điện. Các tín hiệu dữ liệu điện thông thường được chuyển đổi thành một chùm ánh sáng được điều chế, được đưa vào sợi và được vận chuyển qua một sợi thủy tinh có đường kính rất nhỏ hoặc sợi nhựa tới một bộ thu chuyển đổi ánh sáng trở lại thành tín hiệu điện. Khả năng mang tín hiệu ánh sáng công nghệ cáp quang, với tổn thất rất thấp, dựa trên một số vật lý cơ bản liên quan đến khúc xạ và phản chiếu ánh sáng.
XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ CÁP QUANG
Mặc dù sợi quang có vẻ khá linh hoạt, nhưng nó được làm bằng thủy tinh, mà không thể chịu được uốn cong mạnh hoặc căng thẳng theo chiều dọc. Do đó khi sợi được đặt bên trong các dây cáp hoàn chỉnh, các kỹ thuật xây dựng đặc biệt được sử dụng để cho phép chất xơ chuyển động tự do trong một ống. Thông thường cáp quang có chứa một số sợi, một thành phần cường độ trung tâm mạnh mẽ và một hoặc nhiều vỏ kim loại để bảo vệ cơ học. Một số cáp cũng bao gồm các cặp đồng cho các ứng dụng phụ trợ.
NGUỒN TÍN HIỆU VÀ MÁY DÒ
Để sử dụng cáp quang cho truyền thông, tín hiệu điện phải được chuyển thành ánh sáng, truyền đi, nhận và chuyển đổi ngược lại từ ánh sáng sang tín hiệu điện. Điều này đòi hỏi nguồn quang học và máy dò có thể hoạt động ở tốc độ dữ liệu của hệ thống thông tin liên lạc.
Nguồn tín hiệu công nghệ cáp quang
Có hai loại nguồn tín hiệu cáp quang chính:
– Điốt phát sáng
– Điốt Laser hồng ngoại
Điốt phát sáng (LED) là chi phí ít hơn, nhưng thiết bị hiệu suất thấp hơn. Chúng được sử dụng trong các ứng dụng có chi phí thấp hơn, nơi yêu cầu tốc độ dữ liệu thấp hơn và / hoặc khoảng cách ngắn hơn.
Điốt laser hồng ngoại hoạt động ở tốc độ cao hơn nhiều, tiêu hao các mức năng lượng cao hơn và yêu cầu bù nhiệt độ hoặc kiểm soát để duy trì các mức hiệu suất được chỉ định. Họ cũng tốn kém hơn.
Máy dò tín hiệu của công nghệ cáp quang
Thiết bị dò tín hiệu cũng rơi vào hai loại chính:
– PIN Photodiodes
– Avalanche Photodiodes
Tương tự như các nguồn, hai loại này cung cấp nhiều tỷ lệ chi phí / hiệu suất khác nhau. Các photodiod PIN thường được sử dụng, đặc biệt là trong các ứng dụng ít nghiêm ngặt hơn. Mặt khác, Avalanche photodiodes rất nhạy và có thể được sử dụng khi khoảng cách dài hơn và tốc độ dữ liệu cao hơn có liên quan.
KẾT NỐI, GHÉP VÀ CHẤM CÔNG NGHỆ SỢI QUANG
Trong các tình huống thực tế, công nghệ cáp quang thể hiện tổn thất điện năng tín hiệu dựa trên cả chất xơ và kết nối từ sợi quang đến cảm biến hoặc các đoạn sợi quang khác. Thông thường tổn thất chất xơ chạy ở khoảng 10 dB mỗi km.
Bất cứ khi nào một sợi phải được chấm dứt mục tiêu là để sản xuất một kết thúc hoàn toàn minh bạch cho chất xơ. Kết thúc phải là hình vuông, rõ ràng và được giao phối với thiết bị quang nhận. Trong một số trường hợp, cáp được nối vĩnh viễn bằng cách hàn hoặc dán các đầu sợi quang lại với nhau. Những người khác sắp xếp cơ khí các sợi và sử dụng gel trong suốt để ghép nối tín hiệu tại giao diện.
Kết nối trong công nghệ cáp quang
Kết nối sợi quang sớm liên quan đến việc cắt xơ, epoxying một kết nối đặc biệt, và đánh bóng kết thúc của sợi. Hoạt động này yêu cầu các công cụ và thiết bị kiểm tra đặc biệt để đảm bảo kết nối tốt. Trong khi kỹ thuật này vẫn được sử dụng, các thiết bị được sử dụng để cắt, sắp xếp và ghép các sợi đã được cải thiện và đơn giản hóa. Mất kết nối khác nhau, tùy thuộc vào loại kết nối nhưng thường dao động từ 0,2 dB đến 1 dB. Có thể thấy rõ nhật ở trong các sựso sánh Leased Line và FTTH.
Có một số loại đầu nối tiêu chuẩn được sử dụng để kết nối hoặc chấm dứt cáp quang. Bao gồm:
 |
Được sử dụng trong các ứng dụng liên ngành, an ninh, Hải quân và công nghiệp Cũng được sử dụng với một số sản phẩm Điện tử B & B |
 |
Được sử dụng trong các ứng dụng truyền thông và viễn thông dữ liệu Cũng được sử dụng với một số sản phẩm Điện tử B & B |
 |
|
 |
Được sử dụng trong các ứng dụng truyền thông và viễn thông dữ liệu |
 |
Được sử dụng trong một số mạng cáp quang |
 |
Được sử dụng khi kết nối mật độ cao được yêu cầu |
 |
Bảng 1 – Một số đầu nối tiêu chuẩn được sử dụng trong công nghệ cáp quang
Liên kết công nghệ cáp quang
Việc xem xét quan trọng nhất trong việc lập kế hoạch liên kết cáp quang là đặc tả ngân sách điện của các thiết bị được kết nối. Giá trị này cho bạn biết số lượng mất theo dB có thể có mặt trong liên kết giữa hai thiết bị trước khi các đơn vị không thực hiện đúng cách. Giá trị này sẽ bao gồm sự suy giảm đường truyền cũng như mất kết nối.
Ví dụ về ngân sách điện
Đối với Modem quang RS-232 của Cổng điện tử B & B của điện tử B & B, ngân sách điện nối đầu nối với đầu nối điển hình là 12,1 dB. Bởi vì 62,5 / 125 mm cáp thường có một sự suy giảm dòng 3 dB cho mỗi km ở 820 nm, ngân sách năng lượng 12,1 dB chuyển thành 2,5 dặm (4km). Điều này giả định không có kết nối hoặc nối thêm trong liên kết.
Mỗi kết nối thêm thường sẽ thêm 0,5 dB mất mát, giảm khoảng cách có thể bằng 166 m (547 ft.) Mất thực tế của bạn nên được đo trước khi giả định khoảng cách. Khi 9PFLST được sử dụng mà không có nguồn điện bên ngoài, công suất có sẵn cho bộ phát tín hiệu Fiber Optic có thể nhỏ hơn giá trị thông thường. Liên kết phải được kiểm tra với 9PFLST tại chỗ với bộ suy giảm biến để kiểm tra ngân sách năng lượng quang của toàn bộ hệ thống.
ƯU ĐIỂM CỦA CÁP QUANG
Noise Immunity
Miễn dịch tiếng ồn là một trong những tính năng hữu ích nhất của sợi quang trong các ứng dụng công nghiệp. Trong các môi trường mà nhiễu điện từ là nổi bật và không thể tránh khỏi, các sợi quang không bị ảnh hưởng. Trong khi các dây cáp thường được chứa trong vỏ bảo vệ và thường chạy bên trong ống dẫn, không cần phải cách ly vật lý cáp quang từ cáp điện. Điều này làm cho việc định tuyến cáp trở nên đơn giản hơn.
Sự cô lập điện
Vấn đề về tiếng ồn vòng lặp mặt đất và các khác biệt tiềm năng chế độ chung được loại bỏ bằng cách sử dụng cáp quang. Tín hiệu trường, được tạo ra bởi các thiết bị nổi ở các điện thế cao, có thể được kết hợp với các thiết bị khác ở các điện thế thấp hơn nhiều mà không có nguy cơ hư hỏng. Điều này đặc biệt mong muốn trong các ứng dụng công nghiệp.
Tỷ lệ lỗi thấp
Khi được thiết kế phù hợp để cung cấp mức tín hiệu thích hợp ở đầu nhận của liên kết, hệ thống cáp quang cung cấp tỷ lệ lỗi bit rất thấp.
An toàn để sử dụng trong các khu vực nguy hiểm
Liên kết sợi quang có thể được sử dụng để ghép các tín hiệu vào các khu vực có khí quyển có khả năng gây nổ mà không có nguy cơ mang hoặc lưu trữ đủ năng lượng để đốt cháy một vụ nổ. Điều này làm cho công nghệ sợi quang đặc biệt hữu ích khi thiết kế các hệ thống an toàn nội tại.
Băng thông rộng
Công nghệ cáp quang có thể mang tín hiệu băng thông rất rộng, cũng vào dải tần số GHz. Nhiều cá nhân, tín hiệu băng thông thấp hơn có thể được ghép vào cùng một cáp. Trong các hệ thống thương mại, cáp quang thường mang một hỗn hợp các loại tín hiệu, bao gồm thoại, video và dữ liệu trên cùng một sợi.
Suy giảm tín hiệu thấp
Sợi quang học thể hiện một số suy giảm do sự hấp thụ và tán xạ. Tuy nhiên, sự suy giảm này tương đối độc lập với tần số, một yếu tố quan trọng trong cáp đồng.
Trọng lượng nhẹ, đường kính nhỏ
Vì nhiều tín hiệu có thể được ghép vào một sợi quang, cáp có xu hướng nhỏ hơn và nhẹ hơn. Điều này giúp việc cài đặt trở nên dễ dàng hơn.
Không có nhiễu xuyên âm
Vì sợi không nhận nhiễu điện từ, tín hiệu trên các cáp liền kề không được ghép nối với nhau.
Bảo mật tín hiệu vốn có
Đối với các ứng dụng nơi an ninh tín hiệu là một mối quan tâm, sợi quang là một giải pháp tuyệt vời. Cáp quang không tạo ra các trường điện từ có thể được các cảm biến bên ngoài thu nhận. Nó cũng là khó khăn hơn để ‘ăn cắp’ tín hiệu bằng cách spicing vào sợi quang hơn nó có thể là với dây đồng thông thường.
Bạn có thể tham khảo: Thuê đường truyền mạng riêng ảo VPN