Dây cáp quang Multimode (đa chế độ) cho mạng dữ liệu hiện đại

Cáp quang Multimode là thiết yếu trong các hệ thống truyền thông dữ liệu hiện đại vì chúng có thể truyền dữ liệu hiệu quả và tốc độ cao trên các khoảng cách ngắn và trung bình. Các loại cáp quang đa chế độ này được thiết kế về mặt cấu trúc để truyền đồng thời nhiều tín hiệu ánh sáng, mỗi tín hiệu được hướng về thành cáp ở các góc khác nhau.

Cấu trúc điển hình của cáp quang đa chế độ là có kích thước lõi lớn hơn, cho phép truyền nhiều chế độ ánh sáng. Do đường kính lõi lớn hơn và mục đích sử dụng trong các môi trường như trung tâm dữ liệu, mạng cục bộ (LAN) và mạng lưu trữ (SAN), cáp quang đa chế độ được đánh giá cao về tỷ lệ hiệu suất/chi phí.

Cáp quang Multimode là gì?

Cáp quang đa mode là loại cáp quang truyền đồng thời nhiều tín hiệu ánh sáng qua khoảng cách ngắn hoặc trung bình, thường không quá vài km. Loại cáp quang này thường có đường kính lõi lớn hơn, từ 50 đến 62,5 micromet, cho phép nhiều chế độ truyền dẫn ánh sáng qua cáp. Do đó, cáp quang đa mode có thể được sử dụng hiệu quả cho việc truyền dữ liệu băng thông cao và tiết kiệm chi phí trong các ứng dụng như triển khai mật độ cao tại các trung tâm dữ liệu và mạng cục bộ (LAN).

Lõi và lớp phủ sợi quang Multimode

Phần trung tâm của cáp quang đa mode được gọi là lõi sợi quang, nơi tín hiệu ánh sáng được truyền đi. Khoang này được lấp đầy bằng một lớp vật liệu có chiết suất thấp hơn để phản xạ và giữ ánh sáng trong lõi. Đặc điểm cấu trúc vi mô chính của lõi sợi là đường kính 50 hoặc 62,5 micromet. Nhờ đường kính lớn hơn này, ánh sáng có thể truyền đi ở mọi mode, nâng cao hiệu quả trong các ứng dụng nhảy ngắn.

Kích thước điển hình của lớp vỏ bọc là khoảng 125 micromet khi được cấu tạo cùng với lõi, cho phép truyền dữ liệu ở tốc độ rất cao, ít bị suy hao tín hiệu trên khoảng cách xa. Cũng như các sợi quang khác, lõi trung tâm và vật liệu vỏ bọc xung quanh, chủ yếu được làm từ các vật liệu tốt như thủy tinh hoặc nhựa, đóng vai trò chủ yếu trong việc quyết định băng thông của sợi và các tín hiệu điện tiềm năng.

Đường kính lõi ảnh hưởng đến hiệu suất như thế nào?

Hình dạng lõi, cụ thể là đường kính lõi, là một trong những thông số ảnh hưởng đến đặc tính chức năng của cáp quang đa mode. Loại sợi quang có đường kính lớn hơn này cho phép truyền ánh sáng theo nhiều đường dẫn hoặc mode khác nhau, do đó có khả năng gây ra tán sắc mode.

Sự tán sắc này có thể gây khó khăn cho việc duy trì tín hiệu I/O trên khoảng cách xa, do đó hạn chế tích khoảng cách băng thông ở các giá trị đường kính lõi cao hơn. Trong khi đó, trong lõi của sợi quang đơn mode có đường kính nhỏ hơn, ánh sáng bị hạn chế đi theo một đường dẫn duy nhất, giúp giảm sự tán sắc, cho phép truyền tải nhiều băng thông hơn và khoảng cách xa hơn.

Tuy nhiên, lợi ích của đường kính lõi lớn hơn trong trường hợp cuộn sợi quang đa mode có mật độ thấp là cải thiện hiệu suất ghép nối với các thiết bị phát sáng, tiết kiệm chi phí cho việc căn chỉnh chính xác cho các ứng dụng tầm gần như trung tâm dữ liệu. Do đó, hiệu suất và môi trường ứng dụng quyết định kích thước đường kính lõi cho từng yêu cầu.

Chọn đúng loại cáp quang đa chế độ phù hợp

Cáp quang OM3 và OM4

Khi mua cáp quang Multimode, cụ thể là OM3 hoặc OM4, điều quan trọng nhất là băng thông cần thiết và khả năng truyền dẫn của mạng.

• Cáp quang OM3 được thiết kế để hỗ trợ Ethernet 10 Gigabit ngay cả trong phạm vi 300 mét, thường phù hợp với hầu hết các ứng dụng mạng trung tâm dữ liệu và doanh nghiệp. Lõi của nó được thiết kế cho ánh sáng laser và có giá thành rẻ hơn cho kết nối tầm trung.
• Cáp quang OM4 có thể mở rộng phạm vi phủ sóng bằng cách cải thiện Ethernet 10 Gigabit lên 550 mét và thậm chí hỗ trợ Ethernet 100 Gigabit ở khoảng cách tối ưu hơn. Do đó, bộ lọc quang OM4 là lựa chọn phù hợp nhất khi cần hiệu suất cao để phủ sóng trong hầu hết các trung tâm dữ liệu lớn với lưu lượng truy cập cao hoặc mạng lưới trường học.

Do đó, việc sử dụng các tiêu chuẩn khác nhau nên dựa trên chi phí, khoảng cách và băng thông của liên kết trên một sự cân bằng mong manh.

Tầm quan trọng của bước sóng trong việc lựa chọn cáp quang Multimode

Bước sóng là một yếu tố quan trọng góp phần vào chất lượng và hiệu quả của hệ thống truyền thông cáp quang. Sự thay đổi của các bước sóng khác nhau này có thể ảnh hưởng đến đặc tính suy hao và tán sắc của sợi quang, từ đó ảnh hưởng đến chất lượng dữ liệu.

Trong sợi quang đa mode, các bước sóng hoạt động phổ biến nhất là 850 nm và 1300 nm, trong đó bước sóng 850 nm chủ yếu được sử dụng cho sợi quang đa mode OM3 và OM4 vì lý tưởng cho các ứng dụng laser nhiệt độ cao với tốc độ dữ liệu cao. Việc giảm suy hao do lựa chọn bước sóng quyết định cũng giúp tăng cường băng thông, truyền dữ liệu chất lượng cao trên một khoảng cách xác định và giảm tán sắc. Do đó, hiệu suất mạng và cung cấp dịch vụ hiệu quả chỉ có thể đạt được khi bước sóng đang sử dụng được xác định cẩn thận.

Các đầu nối chính của cáp quang Multomode đa chế độ là gì?

Đầu nối LC

Do kích thước nhỏ gọn và hiệu suất cao, đầu nối LC đã trở thành lựa chọn của nhiều người trong mạng cáp quang. Một lợi thế quan trọng là kích thước nhỏ gọn, chỉ bằng một nửa so với đầu nối SC, do đó giảm thiểu tiêu thụ không gian trong các cấu hình mạng dày đặc.

Điều này làm cho đầu nối LC đặc biệt hữu ích trong các trung tâm dữ liệu và môi trường viễn thông có không gian hạn chế. Đầu nối LC cũng có hệ thống chốt đẩy-kéo tạo ra các kết nối chắc chắn bằng cách hợp nhất hai đầu nối LC, giảm suy hao chèn và do đó tối đa hóa hiệu quả hoạt động của mạng.

Về thông số kỹ thuật, thông số điển hình của đầu nối LC là suy hao chèn, luôn nhỏ hơn 0,3dB, giúp giảm tín hiệu trên đường truyền. Tùy thuộc vào ứng dụng, chúng phù hợp với các loại sợi quang đa mode và đơn mode khác nhau, giúp tăng khả năng sử dụng.

Ngoài ra, thiết kế của đầu nối sử dụng các tính năng cho phép truyền dữ liệu tốc độ cao, tương thích với Ethernet 10 Gigabit và Kênh Sợi quang, v.v. Độ tin cậy và tính linh hoạt trong ứng dụng của đầu nối LC đã khiến loại đầu nối này trở nên phổ biến trong việc hỗ trợ các mạng cáp quang hiệu suất cao và dung lượng lớn.

Lắp đặt bảng đấu nối cáp quang

• Kiểm tra loại cáp và khả năng tương thích của đầu nối: phù hợp với thiết kế mạng và vỏ đầu nối phải phù hợp với các cổng hiện có, cho dù là LC hay SC.
• Giảm thiểu bán kính uốn cong: Việc tuân thủ bán kính uốn cong tối thiểu của cáp là điều cần thiết để tránh các vết uốn cong cực nhỏ và do đó, giảm thiểu suy hao lan truyền.
• Kết hợp các biện pháp quản lý cáp quang: Sử dụng các thành phần phù hợp, chẳng hạn như bảng patch panel và giá đỡ, để giúp sắp xếp dây kết nối và giảm nguy cơ rối hoặc hư hỏng.
• Đảm bảo đầu nối sạch sẽ thường xuyên: Để đảm bảo truyền tín hiệu tối ưu, đầu nối nên được vệ sinh trước khi lắp đặt và định kỳ trong quá trình vận hành. Nên vệ sinh mặt đầu nối bằng cồn hoặc bộ dụng cụ vệ sinh sợi quang.
• Không siết quá chặt: Cẩn thận không kéo cáp trong quá trình lắp đặt để tránh làm căng sợi quá mức. Thông số kỹ thuật về lực kéo, trong hầu hết các trường hợp, không được vượt quá 50 N (11,24 lbs).
• Thực hiện kiểm tra sau khi lắp đặt: Hiệu suất cáp và bản thân cáp sẽ được chẩn đoán sau khi lắp đặt bằng máy đo OTDR và ​​kỹ thuật kiểm tra suy hao chèn.

Làm thế nào để cài đặt và tối ưu hóa mạng cáp quang đa chế độ?

Các bước lắp đặt cáp quang đa mode

• Lên kế hoạch bố trí: Xem xét bố trí và cố gắng xác định các tuyến cáp quang tối ưu, giảm thiểu rủi ro và quá tải cho bất kỳ hệ thống hiện có nào.
• Đo và cắt chiều dài cáp: Ghi lại chính xác chiều dài không cần thiết để xử lý một số vòng lặp bên trong hoặc bên ngoài, được sử dụng tại các điểm kết thúc. Sử dụng các dụng cụ cắt có kích thước tiêu chuẩn cho dây nhảy quang để cắt cáp quang.
• Chuẩn bị môi trường lắp đặt: Kiểm tra xem điều kiện lắp đặt có đáp ứng các tiêu chuẩn, được kiểm soát nhiệt độ và sạch sẽ để tránh bất kỳ hình thức ô nhiễm hoặc phá hủy nào khi lắp đặt.
• Kéo cáp qua ống dẫn: Sử dụng chất bôi trơn kéo cáp, kết hợp băng dính tại đầu vào ống dẫn để đưa cáp vào chậm và với lực căng tối thiểu, đồng thời chú ý đến bán kính uốn cong.
• Kết thúc bằng các đầu nối phù hợp: Lắp các đầu nối chất lượng cao cho sợi quang đa mode và cán mỏng theo đúng chiều thẳng hàng để đạt được hiệu suất cao.
• Kiểm tra tính liên tục và chất lượng của các kết nối cáp quang: Thực hiện các bài kiểm tra OTDR và ​​IL để xác định các yêu cầu về chất lượng lắp đặt và liên kết sợi quang.
• Lắp đặt tài liệu: Cung cấp các chi tiết được trích dẫn trong quá trình lắp đặt, chẳng hạn như đường dẫn cáp, tọa độ cắt cáp và kết quả đo kiểm để tham khảo và bảo trì.

Tối ưu hóa hiệu suất với kích thước lõi phù hợp

Kích thước lõi là một trong những thông số quan trọng của mạng cáp quang đa mode về mặt tối ưu hóa hiệu suất. Kích thước lõi, dù là 50 micromet hay 62,5 micromet, chủ yếu quyết định dung lượng dữ liệu và khoảng cách có thể phủ sóng. Nếu cần tốc độ dữ liệu cao hơn và khoảng cách xa hơn, nên sử dụng lõi 50 micromet và sợi quang đa mode được tối ưu hóa bằng laser (OM3 hoặc OM4).

Các sợi quang này có băng thông cao hơn và cũng được sử dụng với các mạng dữ liệu tốc độ cao hiện nay. Việc xác định kích thước lõi chính xác được đặc biệt chú trọng để tối ưu hóa hoạt động của mạng, đồng thời ngăn ngừa các vấn đề như tán sắc và suy hao dọc theo đường truyền cáp. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng ứng dụng lõi phải phù hợp với kích thước được xác định bởi thông lệ công nghiệp và phạm vi của nhà sản xuất.

Bảo trì cáp quang Multimode (đa mode) ngoài trời

Nếu cáp quang đa mode ngoài trời phải được sử dụng trong thời gian dài, việc bảo trì đúng cách là rất quan trọng. Bạn cũng cần kiểm tra trực quan định kỳ để phát hiện hư hỏng vật lý, có thể là bụi bẩn, vết nứt và mài mòn do tiếp xúc với thời tiết. Luôn đảm bảo tất cả các kết nối, đầu nối và bộ làm mát được cố định và đóng kín đúng cách để hơi ẩm không xâm nhập vì độ ẩm làm giảm chất lượng truyền tín hiệu của hệ thống.

Việc bảo trì định kỳ bằng các đầu nối chuyên dụng là rất quan trọng để cải thiện độ tin cậy của kết nối và tránh mất tín hiệu. Việc sử dụng máy đo phản xạ miền thời gian quang học (OTDR) để đánh giá thường xuyên mạng, có thể giúp đảm bảo các rủi ro tiềm ẩn được giải quyết trước khi trở thành các vấn đề nghiêm trọng trong mạng.

Những câu hỏi thường gặp về cáp quang Multimode

Cáp quang đa chế độ là gì?

Cáp quang đa chế độ là một loại cáp quang có đường kính lõi lớn theo trục, có khả năng truyền nhiều hơn một tia sáng. Vì lý do này, thông thường, lõi có kích thước hơn 50 hoặc 62,5 micron. Điều này cũng cho phép sử dụng các linh kiện LED rẻ hơn.

Lợi ích của cáp quang đa chế độ là gì?

Cáp quang đa chế độ có những lợi thế cho các ứng dụng truyền dẫn ở khoảng cách ngắn, bao gồm chi phí và dễ dàng lắp đặt và đấu nối, nhờ lõi lớn hơn và phạm vi linh kiện quang học giá rẻ hơn. Điều này áp dụng tốt nhất trong Mạng cục bộ (LAN) và Trung tâm dữ liệu, nơi khoảng cách thường dưới 300 mét.

OM3 khác gì so với sợi quang đa mode OM4?

OM3 và OM4 xác định một số cấp độ sử dụng của sợi quang đa mode, sở hữu khả năng truyền dữ liệu laser tốc độ cao. Do đó, OM4 là một cải tiến tốt hơn và chất lượng cao hơn của OM3 với băng thông lớn hơn và khoảng cách xa hơn. Ví dụ: ở tốc độ 10bps, khoảng cách phủ sóng tối đa của OM3 là 300 mét, nhưng khoảng cách phủ sóng tối đa của OM4 là 550 mét. Ngoài ra, với OM4, việc nâng cấp lên tốc độ dữ liệu Ethernet 40G và 100G trong tương lai sẽ dễ dàng hơn.

Dây nhảy quang đa mode duplex là gì?

Dây nhảy quang đa mode duplex có thể được gọi là dây nhảy quang, bao gồm một lớp vỏ cáp quang với hai sợi quang đa mode được bao bọc bên trong. Nó thường được sử dụng để truyền dữ liệu hai chiều, trong đó một sợi quang đơn mode được sử dụng để truyền dữ liệu ra ngoài và một sợi quang nữa được sử dụng để truyền dữ liệu vào. Các loại dây nhảy này được ứng dụng trong các trung tâm dữ liệu và mạng doanh nghiệp để kết nối các thiết bị như bộ chuyển mạch, bộ định tuyến và máy chủ với mạng cáp quang.

Nên chọn cáp quang đa chế độ hay đơn chế độ cho mạng ?

Một số yếu tố cần cân nhắc khi quyết định nên chọn cáp quang đa chế độ hay đơn chế độ. Điều này có thể bao gồm các yêu cầu về khoảng cách, băng thông và các yếu tố kinh tế.

• Cáp quang đa chế độ rẻ hơn ở khoảng cách ngắn (khoảng 500 mét) hoặc ít phổ biến hơn trong các mạng doanh nghiệp và trung tâm dữ liệu.
• Cáp quang đơn chế độ có nhiều ưu điểm hơn về khoảng cách xa, băng thông rộng hơn và khả năng sẵn sàng trong tương lai, nhưng mặt khác, loại cáp này có giá thành đầu tư ban đầu cao hơn do các phụ kiện nguồn sáng đắt tiền.

Quyết định này nên dựa trên mạng hiện tại của bạn và những gì bạn dự đoán trong tương lai.

Đầu nối cáp quang nào được sử dụng phổ biến nhất và tương thích với cáp quang đa chế độ?

Các loại đầu nối cáp quang phổ biến được sử dụng với cáp quang đa chế độ bao gồm đầu nối LC (Đầu nối Lucent), đầu nối thuê bao (SC), đầu nối thẳng (ST) và đầu nối đa sợi quang (MPO).