Công nghệ truyền dẫn cáp quang ngày càng trưởng thành
Phương tiện truyền thông sợi quang là bất kỳ phương tiện truyền dẫn mạng nào thường sử dụng sợi thủy tinh hoặc sợi nhựa trong một số trường hợp đặc biệt để truyền dữ liệu mạng dưới dạng xung ánh sáng. Trong thập kỷ qua, cáp quang đã trở thành một loại phương tiện truyền dẫn mạng ngày càng phổ biến khi nhu cầu băng thông cao hơn và kéo dài hơn.
Công nghệ sợi quang hoạt động khác với phương tiện truyền thông bằng đồng tiêu chuẩn vì các truyền dẫn là các xung ánh sáng kỹ thuật số, thay vì chuyển đổi điện áp. Rất đơn giản, truyền dẫn sợi quang mã hóa các tín hiệu và số 0 của truyền dẫn mạng kỹ thuật số bằng cách bật và tắt các xung ánh sáng của nguồn sáng laser, ở bước sóng nhất định, ở tần số rất cao. Nguồn sáng thường là laser hoặc một loại Diode phát sáng (LED). Ánh sáng từ nguồn sáng được bật và tắt theo mẫu dữ liệu được mã hóa. Ánh sáng truyền vào bên trong sợi quang cho đến khi tín hiệu ánh sáng đến đích dự định và được đọc bởi một máy dò quang.
Cáp quang được tối ưu hóa cho một hoặc nhiều bước sóng ánh sáng. Bước sóng của một nguồn sáng cụ thể là chiều dài, được đo bằng nanomet (phần tỷ của một mét, viết tắt là nm nm), giữa các đỉnh sóng trong một sóng ánh sáng điển hình từ nguồn sáng đó. Bạn có thể nghĩ bước sóng là màu của ánh sáng và nó bằng tốc độ ánh sáng chia cho tần số. Trong trường hợp của Sợi đơn chế độ (SMF), nhiều bước sóng ánh sáng khác nhau có thể được truyền qua cùng một sợi quang bất kỳ lúc nào. Điều này rất hữu ích để tăng khả năng truyền dẫn của cáp quang vì mỗi bước sóng ánh sáng là một tín hiệu riêng biệt. Do đó, nhiều tín hiệu có thể được truyền qua cùng một sợi quang. Điều này đòi hỏi nhiều laser và máy dò và được gọi là Ghép kênh theo bước sóng (WDM).
Thông thường, sợi quang sử dụng bước sóng trong khoảng từ 850 đến 1550nm, tùy thuộc vào nguồn sáng. Cụ thể, Sợi đa chế độ (MMF) được sử dụng ở 850 hoặc 1300nm và SMF thường được sử dụng ở 1310, 1490 và 1550nm (và, trong các hệ thống WDM, trong các bước sóng xung quanh các bước sóng chính này). Công nghệ mới nhất đang mở rộng đến 1625nm cho SMF đang được sử dụng cho Mạng quang thụ động (PON) thế hệ tiếp theo cho các ứng dụng FTTH (Fiber-To-The-Home). Thủy tinh dựa trên silica là trong suốt nhất ở các bước sóng này, và do đó việc truyền tải hiệu quả hơn (có độ suy giảm tín hiệu ít hơn) trong phạm vi này. Để tham khảo, ánh sáng khả kiến (ánh sáng mà bạn có thể nhìn thấy) có bước sóng trong phạm vi từ 400 đến 700nm. Hầu hết các nguồn ánh sáng sợi quang hoạt động trong phạm vi hồng ngoại gần (giữa 750 và 2500nm). Bạn không thể nhìn thấy ánh sáng hồng ngoại, nhưng nó là một nguồn ánh sáng sợi quang rất hiệu quả.
Lời khuyên: Hầu hết các nguồn sáng sợi quang truyền thống chỉ có thể hoạt động trong phổ bước sóng khả kiến và trên một phạm vi bước sóng, không phải ở một bước sóng cụ thể. Laser (khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích) và đèn LED tạo ra ánh sáng trong một phổ hạn chế hơn, thậm chí là bước sóng đơn.
CẢNH BÁO: Nguồn ánh sáng laser được sử dụng với cáp quang (như cáp OM3) cực kỳ nguy hiểm cho tầm nhìn của bạn. Nhìn trực tiếp vào phần cuối của sợi quang sống có thể gây tổn thương nghiêm trọng cho võng mạc của bạn. Bạn có thể bị mù vĩnh viễn. Không bao giờ nhìn vào đầu cáp quang mà không biết rằng không có nguồn sáng nào đang hoạt động.
Độ suy giảm của sợi quang (cả SMF và MMF) thấp hơn ở bước sóng dài hơn. Kết quả là, thông tin liên lạc khoảng cách dài hơn có xu hướng xảy ra ở bước sóng 1310 và 1550nm so với SMF. Các sợi quang điển hình có độ suy giảm lớn hơn ở 1385nm. Đỉnh nước này là kết quả của một lượng rất nhỏ (trong phạm vi một phần triệu) nước được kết hợp trong quá trình sản xuất. Cụ thể, đó là một phân tử đầu cuối cực đoan (hydroxyl) có rung động đặc trưng ở bước sóng 1385nm; do đó góp phần làm suy giảm cao ở bước sóng này. Trong lịch sử, các hệ thống thông tin liên lạc hoạt động ở hai bên của đỉnh này.
Khi các xung ánh sáng đến đích, một cảm biến sẽ thu được sự hiện diện hoặc vắng mặt của tín hiệu ánh sáng và biến các xung ánh sáng trở lại thành tín hiệu điện. Tín hiệu ánh sáng càng phân tán hoặc đối diện với các ranh giới, khả năng mất tín hiệu (suy hao) càng lớn. Ngoài ra, mọi đầu nối cáp quang giữa nguồn tín hiệu và đích đều có khả năng mất tín hiệu. Vì vậy, các đầu nối phải được cài đặt chính xác tại mỗi kết nối.
Hầu hết các hệ thống truyền dẫn cáp LAN / WAN sử dụng một sợi để truyền và một để nhận. Tuy nhiên, công nghệ mới nhất cho phép một máy phát sợi quang truyền theo hai hướng trên cùng một sợi quang (ví dụ: CWDM MUX thụ động sử dụng công nghệ WDM). Các bước sóng ánh sáng khác nhau không giao thoa với nhau vì các máy dò được điều chỉnh để chỉ đọc các bước sóng cụ thể. Do đó, càng nhiều bước sóng bạn gửi qua một sợi quang, bạn càng cần nhiều máy dò.
