Cáp quang là gì?

Cáp quang (hay sợi quang, sợi quang học – tên tiếng anh: Optical Fiber) là công nghệ liên quan đến truyền dữ liệu bằng các xung ánh sáng truyền cùng với sợi dài thường được làm bằng nhựa hoặc thủy tinh. Dây kim loại được ưa thích để truyền trong truyền thông sợi quang vì tín hiệu truyền đi với ít thiệt hại hơn. Sợi quang cũng không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ. Cáp quang sử dụng ứng dụng tổng phản xạ bên trong của ánh sáng. Các sợi được thiết kế sao cho thuận tiện cho việc truyền ánh sáng dọc theo sợi quang tùy thuộc vào yêu cầu về công suất và khoảng cách truyền. Một sợi chế độ đơn được sử dụng để truyền đường dài trong khi sợi đa chế độ được sử dụng cho khoảng cách ngắn hơn. Lớp bọc bên ngoài của các sợi này cần được bảo vệ tốt hơn so với dây kim loại.

Các loại sợi quang

Các loại sợi quang phụ thuộc vào  chỉ số khúc xạ, vật liệu được sử dụng và phương thức truyền ánh sáng.

Việc phân loại dựa trên chỉ số khúc xạ như sau:

• Sợi chỉ số bước:  Nó bao gồm một lõi được bao quanh bởi lớp bọc có chỉ số khúc xạ duy nhất.
• Sợi chỉ số được phân loại:  Chỉ số khúc xạ của sợi quang giảm khi khoảng cách xuyên tâm từ trục sợi tăng.

Việc phân loại dựa trên các vật liệu được sử dụng như sau:

• Sợi quang nhựa:  polymethylmethacrylate được sử dụng làm vật liệu cốt lõi để truyền ánh sáng.
• Sợi thủy tinh:  Nó bao gồm các sợi thủy tinh cực kỳ mịn.

Việc phân loại dựa trên chế độ truyền ánh sáng như sau:

• Sợi đơn chế độ:  Những sợi này được sử dụng để truyền tín hiệu đường dài.
• Sợi đa chế độ:  Các sợi này được sử dụng để truyền tín hiệu khoảng cách ngắn.

Chế độ lan truyền và chiết suất của lõi được sử dụng để tạo thành bốn loại sợi quang kết hợp như sau:

• Bước sợi chỉ chế độ đơn
• Chỉ mục được phân loại – Sợi đơn chế độ
• Chỉ mục bước – Sợi đa chế độ
• Các sợi đa chỉ mục được phân loại

Làm thế nào một sợi quang làm việc?

Sợi quang hoạt động theo nguyên tắc phản xạ nội toàn phần. Các tia sáng có thể được sử dụng để truyền một lượng dữ liệu khổng lồ nhưng có một vấn đề ở đây – các tia sáng truyền theo đường thẳng. Vì vậy, trừ khi chúng ta có một dây dài thẳng mà không có bất kỳ uốn cong nào, khai thác lợi thế này sẽ rất tẻ nhạt. Thay vào đó, các cáp quang được thiết kế sao cho chúng uốn cong tất cả các tia sáng vào bên trong (sử dụng TIR). Các tia sáng truyền đi liên tục, bật ra khỏi các bức tường sợi quang và truyền dữ liệu từ đầu đến cuối. Mặc dù tín hiệu ánh sáng làm suy giảm theo khoảng cách tiến bộ, tùy thuộc vào độ tinh khiết của vật liệu được sử dụng, tổn thất ít hơn nhiều so với sử dụng cáp kim loại. Một hệ thống rơle sợi quang bao gồm các thành phần sau:

• Máy phát – Nó tạo ra các tín hiệu ánh sáng và mã hóa chúng để phù hợp để truyền.
• Sợi quang – Phương tiện để truyền xung ánh sáng (tín hiệu).
• Bộ thu quang – Nó nhận xung ánh sáng truyền (tín hiệu) và giải mã chúng để phù hợp để sử dụng.
• Bộ tái tạo quang – Cần thiết cho việc truyền dữ liệu đường dài.

Ưu điểm của truyền thông cáp quang

• Tiết kiệm và tiết kiệm chi phí
• Mỏng và không bắt lửa
• Tiêu thụ ít năng lượng hơn
• Suy giảm tín hiệu ít hơn
• Linh hoạt và nhẹ

Câu hỏi thường gặp về cáp quang

Những gì được sử dụng để chế tạo sợi quang được sử dụng cho truyền thông?

Silica hoặc thủy tinh đa thành phần được sử dụng để chế tạo sợi quang.

Tại sao silica được sử dụng để chế tạo sợi quang?

Silica có độ đàn hồi hoàn hảo cho đến khi đạt đến điểm phá vỡ, điều này làm cho nó tốt nhất cho việc chế tạo.

Nguyên tắc của truyền thông sợi quang là gì?

Tổng phản xạ bên trong là nguyên tắc mà truyền thông sợi quang dựa trên.

Kể tên các yếu tố chịu trách nhiệm tạo ra sự suy giảm công suất quang trong sợi quang.

Sau đây là các yếu tố chịu trách nhiệm tạo ra sự suy giảm công suất quang trong sợi quang:

• Hấp thụ
• Phân tán
• Hiệu ứng ống dẫn sóng

Tại sao cáp quang silica bọc nhựa không thân thiện với người dùng?

Sau đây là những lý do tại sao cáp quang silica bọc nhựa không thân thiện với người dùng:

• Các sợi không hòa tan trong dung môi hữu cơ
• Liên kết trở nên khó khăn
• Ứng dụng kết nối trở nên khó khăn vì có độ dẻo quá mức trong lớp bọc

Hiệu ứng Raman là gì?

Hiệu ứng Raman là sự thay đổi bước sóng ánh sáng xảy ra khi chùm sáng bị lệch bởi các phân tử.

Những lợi ích của cáp quang là gì?

Sau đây là những lợi ích của cáp quang:

• Bảo mật dữ liệu là tuyệt vời
• Đó là hiệu quả chi phí
• Nó sẽ không bị ảnh hưởng bởi sự can thiệp.

Băng thông của sợi quang là gì?

900 THz là băng thông của sợi quang.

Lõi trong sợi quang là gì?

Lõi là phần bên trong của sợi quang mang ánh sáng.

Liệt kê một vài lợi thế của truyền thông cáp quang?

Một vài lợi thế của truyền thông sợi quang là:

• Suy giảm tín hiệu ít hơn
• Mỏng và không bắt lửa
• Tiết kiệm và tiết kiệm chi phí
• Tiêu thụ ít năng lượng hơn