Tiêu chuẩn cáp quang Multimode trong tương lai – Cáp quang BIMMF

Tiêu chuẩn cáp quang Multimode trong tương lai – Cáp BIMMF

Trung bình mỗi phút, có khoảng 72 giờ video được đăng tải trên Youtube, và mỗi tháng có tới 4 tỷ lượt xem video trên chính tại trang web này. Bên cạnh đó, mạng xã hội Facebook đã có hơn 1 tỷ tài khoản đang hoạt động cùng lúc. Những con số trên có thể nói là rất rất nhỏ trong toàn bộ hệ thống internet trên toàn thế giới. Ít ai biết đằng sau sự phát triển vượt bậc của hệ thống mạng Internet hiện nay, cần phải có một hạ tầng cáp quang khổng lồ mới có thể đáp ứng việc liên kết và truyền dẫn dữ liệu cho toàn bộ người sử dụng. Trong một trung tâm dữ liệu (TTDL) của các công ty công nghệ và phần mềm lớn hiện nay phải có tới hàng nghìn, hàng chục nghìn dây cáp quang và hàng trăm tủ rack trong đó.

Bên cạnh đó, nhu cầu dữ liệu ngày càng tăng đã kéo theo các tiêu chuẩn truyền thông tin tốc độ cao cũng đang không ngừng được hoàn thiện, phát triển và đổi mới. Mới đây, tổ chức IEEE vừa công bố kế hoạch đường truyền dữ liệu có tốc độ Tbps (Terabit per second) dự kiến sẽ được triển khai trong tương lai không xa.

1.Cáp quang sử dụng trong TTDL

Hệ thống cáp quang trong TTDL thường sử dụng hai loại phổ biến nhất hiện nay là cáp quang: Singlemode (SM) và Multimode (MM). Việc chọn dùng loại nào phụ thuộc rất nhiều yếu tố, điều kiện hệ thống và trong đó, chi phí vẫn luôn là yếu tố luôn khiến các nhà quản lý TTDL ưu tiên hàng đầu. Một phép tính đơn giản: cùng tốc độ 100 GE, chi phí cho thiết bị sử dụng cáp quang MM sẽ thấp hơn khoảng 10 lần so với cáp quang SM. Chính vì vậy, cáp quang MM thường được chọn dùng trong TTDL. Cáp quang đa mode hiện nay có 4 loại chính thông dụng nhất là:

+OM1: đường kính lõi 62.5 μm, sử dụng phương pháp Overfilled Launch (OFL), băng thông đạt 200/500 MHz-km tại bước sóng 850/1300 nm.

+OM2: đường kính lõi 50 μm, sử dụng phương pháp Overfilled Launch (OFL), băng thông đạt 500/500 MHz-km tại bước sóng 850/1300 nm.

+OM3: đường kính lõi 50 μm, sử dụng phương pháp Effective Modal Bandwidth (EMB), nguồn phát laser giúp tăng băng thông đạt tới 2000 MHz-km, hỗ trợ ứng dụng 10 GE.

+OM4: đường kính lõi sợi quang 50 μm, băng thông hoạt động hơn 2 lần so với OM3, đạt mức 4700 MHz-km (EMB), đặc biệt được thiết kế cho ứng dụng 10, 40 và 100 GE.

Khi tính toán băng thông, yếu tố chính để phân biệt các loại cáp quang MM với nhau là dựa trên phương pháp đo EMB và OFL.

-OFL là phương pháp đo băng thông theo truyền thống, sử dụng cơ chế truyền ánh sáng trên tất cả các mode bên trong sợi quang. Phương pháp này áp dụng cách tính tương tự một nguồn LED, đạt độ chính xác cao khi sử dụng đèn LED là nguồn phát quang.

-EMB là phương pháp đo băng thông ra đời sau, được áp dụng cho các tiêu chuẩn đo kiểm tiên tiến trên thế giới như: Encircle Flux (EF) và Differential Mode Delay (DMD), thích hợp sử dụng với nguồn phát quang là đèn laser.

2.Độ nhạy uốn cong của cáp quang Multimode

Buổi thảo luận gần đây nhất về tiêu chuẩn về cấu tạo cáp quang MM tập trung xoay quanh vào độ nhạy khi uốn cong cáp (BIMMF: Bend-Insensitive Multimode Fiber). Sự khác nhau cơ bản giữa cấu tạo cáp quang multimode tiêu chuẩn và cáp quang BIMMF chính là ở thiết kế lớp vỏ bọc xung quanh lõi (core) và lớp phản xạ (cladding). Cáp quang BIMMF được trang bị thêm một lớp vỏ bọc “trench” bao quanh lớp cladding, cấu tạo từ vật liệu có chiết suất thấp. Lớp “trench” này giúp giảm thiểu tối đa suy hao bằng cách ngăn ánh sáng đi ra khỏi sợi quang tại những điểm bị uốn cong trên trong quá trình cáp hoạt động. Các tia sáng được phản xạ bởi lớp “trench” gọi là “leakly mode”. Tia “leakly mode” đóng vai trò quan trọng trong hiệu suất của cáp quang BIMMF.

Khi thi công, có thể uốn cong cáp quang BIMMF ở bán kính nhỏ hơn tiêu chuẩn cáp quang thông thường. Ví dụ, khi quấn 100 vòng cáp quang bán kính 100 mm, cả cáp quang MM tiêu chuẩn và cáp quang BIMMF đều yêu cầu suy hao < 0,5 dB tại cả hai bước sóng 850 nm/ 1300 nm. Sự khác biệt bắt đầu ở bán kính rút ngắn còn 15 mm, suy hao cho phép của cáp quang MM tiêu chuẩn là 1 dB, cáp quang BIMMF cho phép suy hao chỉ có 0,1 dB tại bước sóng 850 nm và 0,3 dB ở bước sóng 1300 nm. Điều này lại càng được thể hiện rõ khi cuốn ở bán kính 7,5 mm, cáp quang MM tiêu chuẩn không còn yêu cầu thông số suy hao cụ thể, nhưng cáp quang multimode BIMMF lại yêu cầu rất chặt chẽ mức suy hao là 0,2 dB tại bước sóng 850 nm và 0,5 dB tại bước sóng 1300 nm. Qui trình tiêu chuẩn hóa cáp quang BIMMF vân đang tiếp tục được tiến hành. Hiện nay, Ủy ban Kỹ thuật Điện quốc tế–IEC cùng với Hiệp hội Công nghiệp Viễn thông–TIA đang xem xét giới thiệu những thông số quan trọng thu được từ cáp quang BIMMF mới này.

3.Hiệu suất sử dụng cáp quang BIMMF

Trong mô hình thiết kế của một hệ thống cáp quang, có ba yếu tố chính tác động đến hiệu suất cần được xem xét là:

-Khả năng kết nối và tương thích

-Băng thông

-Độ tin cậy

Khả năng kết nối và tương thích

Cáp quang BIMMF được thiết kế với mục tiêu cải thiện hiệu suất truyền ánh sáng tại điểm uốn cong mà không ảnh hưởng đến ba yếu tố này. Sự tương thích giữa kích thước sợi quang và khẩu độ số tại các điểm kết nối cùng tác động của lớp “trench” là những yếu tố chính để đạt được mục tiêu đã đề ra này.

Cấu trúc cáp quang MM tiêu chuẩn không phân biệt theo độ dài. Nói cách khác, bất kể chiều dài nào, là 2 m hay 100 m, đường kính và khẩu độ số của cáp quang MM tiêu chuẩn đều như nhau. Điều này hoàn toàn khác với cáp quang BIMMF: cáp dài 2 m sẽ có đường kính và khẩu độ số sẽ lớn hơn cáp dài 100 m. Với cáp quang BIMMF, các tia khúc xạ đi ra khỏi lõi sợi quang sẽ bị phản xạ lại tại lớp “trench”. Các tia bị phản xạ này cũng gây ảnh hưởng đáng kể đến suy hao và hiệu suất cáp tại khoảng cách ngắn.

Băng thông

Băng thông cũng là yếu tố quan trọng quyết định đến hiệu suất của hệ thống, nhưng thước đo để tính toán băng thông hiện nay chưa có một công cụ thực sự tối ưu. Chẳng hạn, khi sử dụng phương pháp đo băng thông EMB để xem xét hai loại cáp quang MM A và B, kết quả suy hao thu được là như nhau. Nhưng khi sử dụng tới phương pháp đo OFL, kết quả cáp A chỉ suy hao 1,3 dB, còn cáp B suy hao 3 dB cùng trên khoảng cách 550 m với ứng dụng 10 GE. Ứng với thực tế, số lượng tia sáng khúc xạ trên cáp A nhiều hơn cáp B, hoặc cáp A có OFL cao hơn hẳn cáp B. Phương pháp OFL đo đồng thời các tia sáng di chuyển trong lõi sợi quang cùng với các tia sáng bị khúc xạ ra khỏi sợi quang, còn phương pháp đo EMB lại không đo các tia khúc xạ này. Theo dẫn chứng trên, việc đưa phương pháp đo băng thông OFL vào các tiêu chuẩn mới là một hướng đúng đắn và tối ưu để giúp tăng khả năng xác định các vấn đề trên cáp quang MM cho nhà sản xuất, nhân viên thi công và người sử dụng.

Độ tin cậy

Yếu tố cuối cùng cần xem xét là độ tin cậy– không chỉ riêng độ tin cậy quang học mà cả độ tin cậy vật lý (các lớp vỏ bảo vệ sợi quang). Hiểu đơn giản, độ tin cậy quang học là khả năng hạn chế sự thất thoát ánh sáng trong quá trình truyền dẫn. Cáp quang BIMMF giúp tăng khả năng truyền dẫn ánh sáng với bán kính uốn cong nhỏ, nhưng không tăng độ tin cậy vật lý. Thỉnh thoảng bạn sẽ thấy hình minh họa một sợi dây nhảy cáp quang được uốn cong trên kệ với bán kính rất nhỏ, khoảng 1 đến 2 mm. Điều này không chính xác, vì bán kính uốn cong nhỏ như vậy sẽ giảm tuổi thọ sử dụng dây nhảy. Quan niệm cho rằng có thể uốn cong cáp quang tương tự như cáp đồng đôi xoắn là hoàn toàn sai lầm.

Quý vị có thể tham khảo thêm một số bài viết liên quan:

Cáp quang multimode OM3 và OM4 – Khác biệt so với phần còn lại

Kiến thức cần biết về cáp quang – Chìa khóa công nghệ tương lai

NHỮNG ĐIỀU CẦN BIẾT VỀ CÁP QUANG 4FO SINGLEMODE

Cho tới nay, cáp quang BIMMF vẫn đang được nghiên cứu và có thể sẽ được áp dụng rộng rãi trong tương lai gần. Tuy vậy hiện tại, cáp quang Multimode vẫn là loại cáp chất lượng cao được tin tưởng sử dụng song hành với lại cáp Singlemode. Cùng với sự phát triển chóng mặt của công nghệ Internet kéo theo nhu cầu về cáp quang ngày càng gia tăng và luôn là đồ “hot” trên thị trường. Một số đơn vị đã lợi dụng điều này cung cấp cho khách hàng các sản phẩm kém chất lượng để phục vụ tối đa lợi nhuận đem lại. Điều này không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến lợi ích của người tiêu dùng. Chính vì thế tâm lý hoang mang khi mua hàng là không thể tránh khỏi. Nắm bắt được nhu cầu, Công ty Cổ phần Viễn Thông Xanh Việt Nam đã không ngừng thay đổi để trở thành một trong những đơn vị chuyên cung cấp các thiết bị mạng viễn thông chính hãng hàng đầu Việt Nam hiện nay. Các sản phẩm của Viễn Thông Xanh đều được cung cấp CO, CQ đúng theo nhu cầu của khách hàng và dự án. Liên hệ ngay để được hỗ trợ và tư vấn miễn phí, nhanh chóng.

>> Khuyến mại mua cáp quang Multimode tặng dây nhảy quang