Dây nhảy quang là gì ? Phân biệt cáp quang Single Mode và Multimode

Cáp quang là gì ?

Cáp quang là loại cáp được sử dụng phổ biến cho các liên kết Ethernet tốc độ cao ở khoảng cách xa. Nó sử dụng sợi thủy tinh hoặc sợi nhựa làm phương tiện để truyền ánh sáng từ đầu này đến đầu kia của liên kết. Cấu trúc của dây cáp quang bao gồm nhiều lớp được làm từ các vật liệu khác nhau với các chức năng khác nhau. Trong đó, lớp quan trọng nhất là phần core - là trung tâm của dây cáp. Một nguồn sáng, được gọi là Tx, chiếu ánh sáng vào lõi. Phần lõi được bao quanh bởi vật liệu quang học được gọi là lớp cladding giữ ánh sáng bằng cách sử dụng một kỹ thuật quang học - hiện tượng phản xạ toàn phần. Khi đó, lớp cladding và core tạo ra môi trường cho phép việc truyền ánh sáng qua cáp.

Hình ảnh trên cung cấp 1 cái nhìn trực quan về các thành phần trong 1 sợi dây cáp quang điển hình. Trong đó, lớp core nằm ở trung tâm và được bao bọc bởi lớp cladding. Lớp coating bên ngoài để bảo vệ các lớp bên trong và cũng để gia tăng độ chắc chắn của dây cáp, phục vụ cho việc triển khai và quản lý. Tùy vào mỗi loại cáp, lớp bên ngoài có thể làm bằng chất liệu khác hoặc có thêm nhiều lớp bảo vệ hơn.

Hiện nay, cáp quang đã được sử dụng phổ biến và cơ bản có thể chia thành 2 loại chính, được gọi là cáp quang single mode và multimode.

Qua hình ảnh trên, ta có thể thấy được sự khác biệt về đường kính lớp core của cả 2 loại cáp. Thông thường, core của cáp quang multi mode sẽ lớn hơn gấp 5 lần so với của cáp quang đa mode.

Tiếp theo, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về cơ chế truyền ánh sáng của cả 2 loại cáp quang này.

Multimode Fiber Optics

Bởi vì sợi lõi lớn hơn, một số chùm sáng có thể truyền đi theo đường thẳng, trong khi những chùm sáng khác đi theo đường ziczac khi bị bật lại từ lớp cladding. Điều này tạo ra những chùm sáng khác nhau và tách biệt cho đến cuối link. Do vậy, cường độ của ánh sáng bị giảm đi trong khoảng cách xa.

Cáp quang multimode có phần lõi lớn, vậy nên người ta thường dùng luồng sáng có chi phí thấp như là đèn LED hoặc VCSEL (1 loại laser phát quang). Chính vì vậy nên chi phí cho hệ thống truyền dẫn dùng cáp multimode sẽ thấp hơn so với cáp quang đơn mode. Bước sóng ánh sáng được sử dụng phổ biến là 850nm và 1300nm.

Tóm lại, có thể kết luận rằng cáp quang multimode cho băng thông lớn với tốc độ cao ở khoảng cách dưới 1km với chi phí thấp.

Singlemode Fiber Optics

So với cáp quang multimode, cáp quang single mode có phần lõi nhỏ hơn tới 5 lần, do vậy chi phí cho hệ thống truyền dẫn sẽ cao hơn. Các bước sóng thường được sử dụng là 1310 nm và 1550 nm. Tuy vậy, về lý thuyết băng thông của cáp quang single mode là không bị giới hạn bởi vì nó chỉ cho phép một chùm ánh sáng đi qua tại một thời điểm.

Vì những đặc điểm trên, cáp quang single thường được dùng đối với những yêu cầu đặc thù, đem lại băng thông không giới hạn ở tốc độ cao, đặc biệt là có thể truyền ở khoảng cách rất xa, lên đến 80km. Chính vì vậy, nó sẽ có chi phí cao hơn so với multimode.

Dây nhảy quang trong hệ thống mạng

Bên cạnh việc phân biệt giữa single mode và multimode, chúng ta cần phải chú ý đến loại cáp quang 1 sợi và 2 sợi, hay còn được gọi là dây nhảy quang simplex và duplex. Đối với dây nhảy quang 2 sợi, 1 sợi sẽ đảm nhận nhiệm vụ truyền, ứng với đầu Tx, và 1 đầu sẽ làm nhiệm vụ nhận tín hiệu, ứng với đầu Rx. Các bạn cần lưu ý đến điều này khi cắm dây, đặc biệt là với những mô hình mạng sử dụng hộp phối quang ODF để đảm bảo các thiết bị có thể truyền nhận dữ liệu 1 cách thuận lợi. Đối với dây nhảy quang 1 sợi, việc truyền và nhận sẽ diễn ra trên cùng 1 dây. Tuy vậy, điều đương nhiên là chất lượng tín hiệu sẽ không được tốt bằng loại 2 sợi bởi 2 bước sóng cũng diễn ra trên 1 sợi sẽ gây ra suy hao. Bù lại, bạn sẽ tiết kiệm được 1 chi phí đáng kể đối với những đường truyền ở khoảng cách xa.

Ngoài ra, để tránh gây nhầm lẫn giữa dây nhảy quang single mode và multimode, các nhà sản xuất sẽ sử dụng những màu riêng và cố định cho 2 loại dây để người dùng có thể phân biệt chúng một cách dễ dàng. Dây nhảy quang single mode thường sẽ có màu vàng hoặc vàng cam, trong khi dây nhảy quang multi mode có màu xanh blue hoặc màu đỏ. 

Cùng với đó, các chuẩn connector ở 2 đầu của dây nhảy quang cũng là 1 vấn đề bạn cần lưu ý. Các đầu cắm có thể thuộc chuẩn SC, ST, FC, LC, MU, E2000,...

Việc phân biệt các loại dây là rất quan trọng, vì trong một hệ thống bạn cần phải đảm bảo module quang, bộ converter và dây nhảy quang có được sự nhất quán với nhau để hệ thống hạ tầng mạng có thể hoạt động một cách tốt nhất.