Lưu ý khi chọn cáp quang ngoài trời Singlemode và Multimode

Qua nhiều năm, cáp quang đã trở thành một phương pháp truyền thông quan trọng trong các hệ thống viễn thông, CNTT, CATV, đặc biệt là trong môi trường ngoài trời, nơi hiệu suất và độ bền là yếu tố quan trọng nhất, vì những khu vực ngoài trời này có các điều kiện bất lợi như nhiệt độ, độ ẩm và thậm chí cả áp suất vật lý thay đổi. Vậy khi chọn các loại cáp quang ngoài trời tốt nhất, kỹ thuật viên cần lưu ý gì tới tính năng và công nghệ được sử dụng, cũng như cần cân nhắc những yếu tốt gì để tối đa hóa hiệu suất và độ bền của cáp quang. Với những thông tin tham khảo trong bài viết này, kỹ thuật viên có thể nắm bắt được các loại cáp quang phổ thông, thông số kỹ thuật, nơi có thể được sử dụng và các thông tin khác cần thiết để chọn được loại cáp quang ngoài trời đáp ứng tốt các yêu cầu ứng dụng.

Cáp quang ngoài trời là gì?

Cáp quang ngoài trời là loại cáp được thiết kế để hoạt động trong môi trường khắc nghiệt về nhiệt độ, độ ẩm mà vẫn đảm bảo chất lượng truyền dữ liệu thông qua tín hiệu ánh sáng. Cáp ngoài trời được thiết kế với với cấu trúc như vỏ ngoài chắc chắn và các yếu tố ngăn nước giúp tăng cường hiệu suất và độ tin cậy ngay cả trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt. Đây là những thành phần thiết kế giúp duy trì tín hiệu trên khoảng cách xa và là một phần của các hệ thống truyền thông hàng ngày như cáp quang fiber internet, truyền dẫn tín hiệu Camera CCTV qua cáp quang ngoài trời, mạng Ethernet cho nhà xưởng và các khu công nghiệp, …

Các loại cáp quang ngoài trời

• Cáp quang ống rời: Loại cáp quang viễn thông này thường không thấm nước và có lớp gel hoặc băng dính bên trong lớp lót của cáp để ngăn nước thấm vào cáp.
• Cáp quang đệm chặt: Loại cáp này khả thi trong phạm vi ngắn và mạng cục bộ; phổ biến nhất với hệ thống dây được đấu nối trực tiếp.
• Cáp quang Ribbon: Loại cáp này phù hợp nhất cho các ứng dụng mật độ cao và có các sợi quang được giấu trong cấu hình ribbon phẳng, cho phép dễ dàng nối hàn khối và lắp đặt gọn nhẹ.
• Cáp quang bọc thép: Loại cáp quang này có vỏ bảo vệ bên ngoài bằng vật liệu kim loại, giúp bảo vệ cáp khỏi các tác động vật lý và động vật gặm nhấm. Chúng thường được sử dụng trong các công trình ngầm hoặc chôn trực tiếp.
• Cáp quang trên không: Loại cáp này được thiết kế cho các ứng dụng lắp đặt trên cột ngoài trời. Chúng được làm bằng vật liệu bền hơn để chịu được tác động của gió.

Lợi ích của việc sử dụng cáp quang ngoài trời

Có rất nhiều lợi ích khi sử dụng cáp quang ngoài trời cho hệ thống mạng truyền dẫn được lắp đặt ngoài trời. Cáp quang, trước hết, được đặc trưng bởi tốc độ băng thông rộng cao cũng như khả năng truyền tải dữ liệu lớn hơn, rất quan trọng trong bối cảnh công nghệ viễn thông hiện đại. Chúng ít bị nhiễu điện từ, do đó đảm bảo kết nối ổn định và đáng tin cậy ngay cả trong môi trường điện nhiễu. Hơn nữa, thiết kế của cáp quang ngoài trời giúp chúng chống chịu được hư hỏng do cả môi trường vật lý và môi trường xung quanh, chẳng hạn như thời tiết khắc nghiệt và sự tấn công của các loại côn trùng gặm nhấm, giúp giảm chi phí sửa chữa và bảo trì, đồng thời tăng độ bền. Hơn nữa, đặc tính nhẹ và dễ uốn cong của cáp cho phép chúng được lắp đặt dễ dàng hơn ở những nơi có địa hình khó khăn. Do đó, chúng đóng vai trò rất quan trọng trong việc đảm bảo kết nối dữ liệu chất lượng cao hoạt động ngay cả khi nằm ngoài tòa nhà.

Những thách thức trong lắp đặt cáp quang ngoài trời

Một trong những thách thức lớn là phải xử lý địa hình phù hợp, điều này có thể ảnh hưởng đến việc định tuyến và bố trí cáp. Việc này cần nhiều thời gian hơn và thường cần các công cụ phù hợp để xử lý khi thi công lắp đặt cáp quang ngoài trời trên hè phố, giữa các tòa nhà cao tầng, trong rừng rậm hoặc treo trên các cột điện cao. Ngoài ra, trong điều kiện khí hậu cực lạnh hoặc cực nóng, độ ẩm, cũng như việc tiếp xúc với tia UV, có thể ảnh hưởng đến ứng suất ẩm và hiệu suất của cáp. Do đó, cần lựa chọn vật liệu và vỏ bọc phù hợp để giảm thiểu những thách thức này.

Vấn đề quan trọng khác là cần đảm bảo việc lắp đặt gây ra ít gián đoạn nhất và tuân thủ các quy định. Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, cần có nhân lực được đào tạo để hàn nối hoặc thi công cáp quang một cách chính xác vì chỉ một lỗi nhỏ cũng có thể dẫn đến mất tín hiệu và các vấn đề về kết nối khác trong tương lai.

Cách lựa chọn cáp quang ngoài trời

Kích thước và dung lượng

• Yêu cầu về dung lượng: bao gồm số lượng sợi quang tương ứng với khu vực này, tùy thuộc vào dung lượng phân chia và dung lượng dự kiến ​​trong tương lai.
• Điều kiện môi trường: Vỏ bảo vệ của cáp quang ngoài trời phải đủ để chịu được các điều kiện môi trường làm việc khắc nghiệt, bao gồm chênh lệch nhiệt độ và các yếu tố ứng suất vật lý như gió hoặc lực cơ học.
• Môi trường lắp đặt: Kích thước hoặc đường kính cáp phải phù hợp với những khu vực hạn chế như vậy để lắp đặt dễ dàng.
• Trọng lượng: Kích thước hoặc đường kính lớn hơn đi kèm với trọng lượng cáp tăng lên, điều này có thể dẫn đến giới hạn về trọng lượng do khung đỡ triển khai như cột hoặc tháp.
• Chi phí: Chi phí liên quan đến dung lượng và loại cáp quang ngoài trời, do vậy nên cân nhắc yêu cầu kỹ thuật để quản lý chi phí hợp lý.

Tìm hiểu về cáp quang ngoài trời Singlemode và Multimode

Có những điểm khác biệt cốt lõi cần lưu ý khi phân biệt cáp quang ngoài trời Singlemode và cáp quang ngoài trời Multimode.

• Sợi quang ngoài trời Singlemode có đường kính lõi sợi khoảng 9 micromet, truyền dẫn chỉ một mode ánh sáng dọc theo chiều dài sợi. Đặc tính này làm giảm tán sắc mode, cho phép truyền dữ liệu băng thông cao trên khoảng cách xa hơn, do đó làm cho Singlemode trở nên thuận lợi cho các ứng dụng viễn thông đường dài.
• Cáp quang ngoài trời Multimode có đường kính lõi sợi lớn hơn nhiều, khoảng 50 hoặc 62,5 micromet, cho phép nhiều mode ánh sáng đi qua cùng một lúc. Cấu trúc này cho phép sợi quang làm giảm khoảng cách truyền dẫn do độ tán sắc tăng lên. Vì lý do này, sợi quang Multimode được ưa chuộng hơn trong các trường hợp này do chi phí kết nối ngắn hơn, đặc biệt là khi làm việc với khoảng cách ngắn như trong trung tâm dữ liệu, mạng diện rộng và mạng cục bộ.

Các yếu tố liên quan đến tính toàn vẹn tín hiệu, khoảng cách đóng vai trò cơ bản trong việc ảnh hưởng đến việc lựa chọn giữa sợi quang ngoài trời Singlemode và sợi quang ngoài trời Multimode.

Tầm quan trọng của khả năng hoạt động trong thời tiết khắc nghiệt

Cáp quang ngoài trời được thiết kế với vỏ bảo vệ đặc biệt để hoạt động tại nơi có thời tiết khác nghiệt, giúp hệ thống cáp quang hoạt động hiệu quả và lâu dài. Đây là lý do chính tại sao tất cả các loại cáp ngoài trời, ví dụ, hầu hết đều được phủ lớp chống tia UV hoặc vật liệu chống tia UV. Hơn nữa, việc chịu được các yếu tố thời tiết như mưa, nắng và thay đổi nhiệt độ cũng rất quan trọng, cần thiết cho các thành phần bên trong và bảo vệ chất lượng tín hiệu. Thực tế là các loại cáp quang ngoài trời có vỏ bảo vệ chống tia UV và chống chịu được thời tiết khắc nghiệt giúp giảm nhu cầu bảo trì và nâng cao tuổi thọ hoạt động của hệ thống, tiết kiệm chi phí.

Sự khác biệt giữa cáp bọc thép và cáp không bọc thép

Lợi thế của cáp quang bọc thép

• Độ bền cao hơn: Lớp bọc thép được làm bằng thép, giúp cáp bền hơn hoặc bảo vệ cáp khỏi các tiếp xúc như uốn cong quá mức, đè bẹp hoặc thậm chí là va đập. Tính năng này giúp cáp bọc thép được sử dụng ở những nơi thường xuyên chịu áp lực cơ học, bao gồm nhà máy hoặc nơi sử dụng ống dẫn bị tắc nghẽn, v.v.
• Giảm thiểu thiệt hại do động vật gặm nhấm: Khi đặt dưới lòng đất hoặc ở những nơi xa xôi, động vật gặm nhấm thường xuyên gây hư hại và cáp gần như luôn là nguồn gây ra một số loài gặm nhấm này. Lớp vỏ bọc bên ngoài giúp giảm thiểu các tác động này để cáp không dễ bị cắn thủng.
• Bảo vệ cao hơn: Cáp bọc thép bảo vệ tốt hơn khỏi bị cắt hoặc xâm phạm, điều này rất cần thiết trong các ứng dụng yêu cầu vận chuyển và xử lý dữ liệu an toàn.
• Bảo vệ tốt hơn khỏi tác động của môi trường: Bên cạnh khả năng bảo vệ cơ học, vốn là lý do cốt lõi cho việc sử dụng cáp bọc thép, loại cáp này còn cung cấp khả năng bảo vệ khỏi các yếu tố môi trường như độ ẩm, hóa chất cũng như các chất phá hủy khác. Điều này rất quan trọng để duy trì hiệu suất trong điều kiện khắc nghiệt.
• Khả năng chịu lực kéo tăng cường: Với lớp bọc thép, cáp có khả năng chịu lực kéo lớn hơn trong quá trình lắp đặt, ví dụ như kéo cáp qua các đoạn dài hoặc phức tạp mà không làm hỏng sợi quang bên trong.
• Bảo trì tiết kiệm chi phí: Nhờ khả năng bảo vệ tốt hơn khỏi các hư hỏng vật lý và môi trường, cáp bọc thép ít bị hư hỏng hơn và việc sửa chữa, bảo trì cũng không thường xuyên, do đó mang lại lợi ích về chi phí trong suốt quá trình sử dụng.

Việc sử dụng cáp quang bọc thép trong các công trình lắp đặt cụ thể đảm bảo hiệu quả và độ bền ngay cả trong môi trường khắc nghiệt.

Lợi thế của cáp không bọc thép

Cáp quang không bọc thép được sử dụng ở những khu vực có ít hoặc không có ứng suất cơ học bên ngoài, do đó tăng cường độ linh hoạt và trọng lượng nhẹ của cáp so với cáp có bọc thép.

Loại cáp quang không bọc thép này rất hiệu quả khi lắp đặt hệ thống dây điện trong nhà hoặc trong trung tâm dữ liệu, nơi bản thân tòa nhà đủ khả năng chống chịu hư hại. Ngoài ra, cáp không bọc thép cũng phù hợp cho dữ liệu tầm ngắn vì dễ lắp đặt và chi phí thấp. Chúng cũng được ưa chuộng trong các hệ thống treo hoặc trên không, vốn yêu cầu trọng lượng nhẹ và cáp linh hoạt để lắp đặt hiệu quả mà không cần thêm lớp bảo vệ cơ học.

So sánh giá cả và độ bền giữa cáp quang bọc thép và cáp quang không bọc thép

• Cáp quang bọc thép an toàn và khó bị hỏng hóc, do đó, chúng có giá thành cao, bất chấp các yêu cầu nghiêm ngặt về dây cáp chịu lực kéo do chi phí vận hành hợp lý.
• Các loại cáp không bọc thép có giá thành thấp hơn và mềm hơn, vì vậy chúng được sử dụng cho các môi trường lắp đặt đơn giản. Chúng mang lại hiệu quả chi phí hợp lý cho những nơi không yêu cầu bảo vệ cơ học quá chặt chẽ.

Đầu nối quang cho cáp quang ngoài trời

Các loại đầu nối phổ biến: LC và SC

• Đầu nối LC: Loại đầu nối này rất phù hợp với môi trường mạng mật độ cao vì kích thước nhỏ gọn và tiết kiệm không gian, đặc biệt là trong các trung tâm dữ liệu.
• Đầu nối SC: Đầu nối đơn giản (SC) được biết đến với thành phần đẩy-kéo, có độ suy hao chèn thấp và độ lặp lại cao, do đó phù hợp với mạng.

Chọn đầu nối phù hợp với nhu cầu

Điều cần thiết là phải đánh giá một số yếu tố để chọn đầu nối phù hợp tùy thuộc vào yêu cầu mạng và mục tiêu của thiết kế kết cấu tổng thể.

• Đầu nối quang LC sẽ hữu ích ở những khu vực có mật độ cao.
• Đầu nối SC phù hợp với mạng viễn thông FTTX, Camera CATV.

Dây nhảy quang ngoài trời

Được thiết kế đặc biệt cho các điều kiện môi trường khắc nghiệt, dây nhảy quang ngoài trời chỉ dành cho các ứng dụng ngoài trời. Những loại cáp này được thiết kế để chịu được ánh nắng mặt trời và độ ẩm trong thời gian dài nhờ lớp vỏ bảo vệ chắc chắn, chống tia UV. Hơn nữa, chúng thường được trang bị gel chặn nước hoặc băng dính đóng vai trò như một lớp chắn ngăn nước xâm nhập vào cụm cáp. Dây nhảy quang ngoài trời có hoạt động hiệu quả trong phạm vi từ 40°C -70°C.

Để tăng cường độ bền, cấu trúc có thể được trang bị thêm lớp vỏ bọc sợi quang bằng thép hoặc băng thép gợn sóng để bảo vệ chúng khỏi bị gặm nhấm hoặc va chạm vật lý. Tất cả những đặc điểm này kết hợp lại giúp giảm thiểu hiện tượng suy giảm tín hiệu và mất tín hiệu trên khoảng cách xa, ngay cả trong môi trường ngoài trời.

Thi công lắp đặt cáp quang ngoài trời

Lên kế hoạch tuyến đường để thi công lắp đặt

Khi lắp đặt cáp quang ngoài trời, cần lưu ý một số điều khi thiết kế tuyến đường lắp đặt. Tiến hành khảo sát chi tiết hiện trường để đánh giá khả năng tiếp cận và các trở ngại tiềm ẩn nhằm tìm ra tuyến đường tốt nhất. Hạn chế các tuyến đường để tránh suy giảm tín hiệu quá mức và chi phí của cơ sở hạ tầng nếu có thể.

Ngoài ra, cần xem xét độ ẩm và nhiệt độ trong quá trình vận hành và lựa chọn biện pháp bảo vệ tốt nhất phù hợp với điều kiện. Duy trì khoảng cách an toàn với đường dây điện, máy móc hạng nặng và các chướng ngại vật khác để ngăn ngừa các nguy cơ vận hành. Tuyến đường cuối cùng cần cân nhắc đến tiện ích, tính kinh tế và tác động tối ưu đến môi trường.

Các bước triển khai lắp đặt cáp quang ngoài trời

• Đánh giá môi trường: Trước khi bắt đầu quá trình, điều bắt buộc là người lắp đặt phải khảo sát khu vực ngoài trời để xác định các vấn đề tiềm ẩn, chẳng hạn như khu vực có độ ẩm cao, nhiệt độ khắc nghiệt hoặc bất kỳ hư hỏng vật lý tiềm ẩn nào do hoạt động của con người hoặc thiên nhiên.
• Chọn loại cáp phù hợp: Sử dụng cáp quang chuyên dụng cho các ứng dụng ngoài trời, thường được trang bị vật liệu chống tia UV và được bọc thép chống chịu được môi trường.
• Sử dụng ống bảo vệ đúng cách: Khi cần thiết, hãy sử dụng ống bảo vệ để tránh hoặc giảm thiểu mức độ hư hỏng do môi trường. Lưu ý rằng ống dẫn phải được cố định chắc chắn để tránh nước xâm nhập.
• Lưu ý bán kính uốn cong cáp: Đảm bảo tuân thủ bán kính uốn cong bên trong của mỗi cáp được lắp đặt bên trong hoặc bên ngoài tòa nhà. Chọn một loại và thực hiện theo đúng quy trình để tạo điều kiện cho việc truyền tải tín hiệu đầy đủ.
• Đảm bảo các phụ kiện cố định chắc chắn: Trước khi lắp đặt ốc vít hoặc kẹp, cáp ngoài trời cần được cố định nhẹ nhàng để không bị chùng, cáp được chạy dọc theo máng cáp được chỉ định sao cho không bị lỏng lẻo và không bị lắc lư, có thể khiến cáp bị mài mòn do ma sát quá mức.
• Theo dõi điều kiện lắp đặt: Trong quá trình lắp đặt, hãy cố gắng làm việc khi thời tiết thích hợp, đặc biệt là khi khô ráo để tránh tình trạng ẩm ướt hoặc độ ẩm cao trong quá trình lắp đặt, đồng thời giảm thiểu độ phức tạp của quá trình lắp đặt.
• Kiểm tra sau khi lắp đặt: Cần thực hiện tất cả các bài kiểm tra liên quan cũng như các nhiệm vụ chỉ ra hiệu suất thực tế để đảm bảo rằng quá trình lắp đặt đã đáp ứng các kỳ vọng và yêu cầu.

Thực hiện theo các khuyến nghị này sẽ giúp tăng tuổi thọ và độ tin cậy vận hành của việc lắp đặt cáp quang ngoài trời, đảm bảo hoạt động tối ưu trong thời gian dài.

Dụng cụ cần thiết cho việc lắp đặt

Các dụng cụ cần thiết bao gồm dụng cụ phù hợp để đảm bảo độ chính xác và bảo vệ cáp quang khi lắp đặt cáp quang ngoài trời. Một số dụng cụ quan trọng nhất bao gồm:

• Máy hàn cáp quang: ghép nối sợi quang tạo ra mức suy hao tín hiệu thấp.
• Kìm cắt cáp chính xác: cắt sợi cáp quang chính xác trước khi hàn.
• Kìm kéo và chất bôi trơn: Cho phép triển khai ống luồn cáp dễ dàng bằng cách kéo; đồng thời ngăn ngừa nguy cơ hỏng cáp.
• Dụng cụ tuốt cáp: giúp loại bỏ lớp phủ sợi quang.
• Ống bọc và vỏ bảo vệ: rất cần thiết để bảo vệ cáp khỏi sự hư hỏng.
• Máy đo phản xạ miền thời gian (OTDR): Được sử dụng để kiểm tra chất lượng kết nối cũng như tìm bất kỳ lỗi nào trong sợi quang theo khoảng cách đường truyền.

Bảo trì và xử lý sự cố

Mạng cáp quang ngoài trời phải được bảo trì thường xuyên và đúng cách, cần có quy trình và kiểm tra nhất định cần được thực hiện thường xuyên. Các quy trình liên quan đến hư hỏng vật lý và đảm bảo kết nối, bên cạnh việc vệ sinh đầu nối để tăng cường cường độ tín hiệu phù hợp, là một số hoạt động quan trọng.

Máy đo phản xạ miền thời gian quang học (OTDR) có thể giúp định vị và phát hiện mọi lỗi xảy ra với cáp quang ngoài trời, chẳng hạn như tín hiệu bị đứt hoặc tín hiệu bị suy hao lớn quá mức giúp việc sửa chữa có thể được thực hiện chính xác và nhanh chóng.