Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống truyền dẫn cáp quang

Được thúc đẩy bởi nhu cầu ngày càng tăng về băng thông cao hơn và kết nối tốc độ nhanh hơn cho nhiều mục đích công nghiệp và dân cư, truyền dẫn cáp quang ngày càng trở nên phổ biến trong xã hội hiện đại. Vậy hệ thống truyền dẫn thông tin cáp quang có những ưu điểm và nhược điểm gì?.

Công nghệ truyền dẫn cáp quang

Thông thường, một hệ thống truyền dẫn thông tin cáp quang bao gồm ba thành phần chính: (1) bộ phát quang, (2) cáp quang và (3) bộ thu quang. Bộ phát quang chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang; cáp quang mang tín hiệu quang từ bộ phát quang đến bộ thu quang và bộ thu quang chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện.

Do nhu cầu sử dụng và yêu cầu về tốc độ cũng như băng thông nên sự phát triển của cáp quang là điều đáng kinh ngạc. Hiện nay trên thị trường cáp quang có cáp quang OS2, sợi OM1, sợi OM2, sợi OM3, sợi OM4 và cáp quang OM5 cho các ứng dụng quang khác nhau. Sợi quang được sử dụng làm phương tiện truyền dẫn tín hiệu viễn thông và kết nối mạng vì nó linh hoạt. Cáp quang đặc biệt thuận lợi cho việc liên lạc ở khoảng cách xa, vì ánh sáng truyền qua sợi quang với độ suy giảm nhỏ so với cáp đồng điện.

Ưu điểm của hệ thống truyền dẫn thông tin bằng cáp sợi quang

Cáp quang đã thay thế phần lớn thông tin liên lạc bằng dây đồng trong các mạng lõi ở các nước phát triển vì những ưu điểm của nó so với truyền tải điện. Dưới đây là những ưu điểm chính của truyền dẫn cáp quang khi so sánh với cáp đồng đang được dùng phổ biến trong các hệ thống truyền dẫn tín hiệu viễn thông có dây.

• Băng thông cực cao: Không có phương tiện truyền dữ liệu dựa trên cáp vật lý nào khác có thể cung cấp băng thông lớn như cáp quang. Khối lượng dữ liệu mà cáp quang truyền tải trên một đơn vị thời gian lớn hơn nhiều so với cáp đồng.
• Khoảng cách xa hơn: cáp quang có khả năng gây tổn thất điện năng thấp, giúp tín hiệu có thể truyền đi khoảng cách xa hơn cáp đồng.
• Khả năng chống nhiễu điện từ: trong quá trình triển khai cáp thực tế, không thể tránh khỏi việc gặp phải các môi trường như trạm biến áp điện, hệ thống sưởi, thông gió và các nguồn gây nhiễu công nghiệp khác. Tuy nhiên, cáp sợi quang có khả năng chống nhiễu điện từ rất tốt, nên truyền dẫn cáp quang hầu như không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ từ bên ngoài.
• Rủi ro bảo mật thấp: sự tăng trưởng của thị trường truyền thông cáp quang chủ yếu được thúc đẩy bởi việc nâng cao nhận thức về các mối lo ngại về bảo mật dữ liệu và việc sử dụng nguyên liệu thô thay thế. Dữ liệu hoặc tín hiệu được truyền qua ánh sáng trong đường truyền cáp quang. Vì vậy không có cách nào để dò tìm dữ liệu đang truyền đi, điều này đảm bảo tính bảo mật tuyệt đối của thông tin.
• Kích thước nhỏ: cáp quang có đường kính rất nhỏ, nhỏ hơn đường kính của cáp đồng đồng trục. Kích thước nhỏ giúp tiết kiệm nhiều không gian hơn trong truyền dẫn cáp quang.
• Trọng lượng nhẹ: cáp quang được làm bằng thủy tinh hoặc nhựa và mỏng hơn cáp đồng. Những điều này làm cho chúng nhẹ hơn và dễ cài đặt. Dễ dàng đáp ứng việc tăng băng thông: với việc sử dụng cáp quang, thiết bị mới có thể được bổ sung vào cơ sở hạ tầng cáp hiện có. Bởi vì cáp quang có thể cung cấp dung lượng được mở rộng đáng kể so với cáp được đặt ban đầu. Và công nghệ WDM (ghép kênh phân chia theo bước sóng), bao gồm CWDM và DWDM, cho phép cáp quang có khả năng đáp ứng nhiều băng thông hơn.

Nhược điểm của hệ thống truyền dẫn thông tin cáp sợi quang

Đường truyền cáp quang tuy mang lại nhiều tiện ích, tuy nhiên cũng có những nhược điểm.

• Dễ vỡ: cáp quang thường được làm bằng thủy tinh hoặc nhựa Plastic, khiến chúng dễ vỡ hơn dây điện. Ngoài ra, vật liệu này có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều loại hóa chất khác nhau, khiến chúng cần được bảo dưỡng nhiều hơn khi triển khai dưới lòng đất.
• Khó thi công lắp đặt: không dễ để nối cáp quang. Và nếu bạn uốn cong chúng quá nhiều, chúng sẽ bị gãy. Và cáp quang rất dễ bị cắt hoặc hư hỏng trong quá trình lắp đặt hoặc thi công. Tất cả những điều này gây khó khăn cho việc thi công lắp đặt.
• Suy giảm & Phân tán: khi khoảng cách truyền ngày càng dài, ánh sáng sẽ bị suy giảm và phân tán, điều này đòi hỏi phải bổ sung thêm các thành phần quang học như bộ khuếch đại EDFA.
• Chi phí cao hơn cáp đồng: mặc dù thực tế là chi phí lắp đặt cáp quang đang giảm dần theo từng năm, việc lắp đặt cáp quang vẫn tương đối cao hơn cáp đồng. Tuy nhiên, cáp quang vẫn đang phát triển mạnh mẽ thông qua các công nghệ như FTTx (cáp quang đến nhà, cơ sở, v.v.) và PON (mạng quang thụ động), cho phép người đăng ký và người dùng cuối truy cập băng thông rộng.
• Thường cần có thiết bị đặc biệt đắt tiền để đảm bảo chất lượng truyền dẫn cáp quang: Ví dụ, cần có thiết bị đo OTDR (đo phản xạ miền thời gian quang, máy hàn cáp quang, và thiết bị kiểm tra quang chuyên dụng khác (OPM, VFL, LS…), đầu dò quang ở hầu hết các điểm cuối sợi quang để cung cấp thử nghiệm sợi quang đúng cách.

Truyền dẫn cáp quang được sử dụng rộng rãi để truyền dữ liệu và ngày càng được sử dụng thay thế cho dây kim loại vì hiệu quả và khả năng truyền tải cao. Chúng ta đã thấy cáp quang đã thay thế cáp đồng xoắn đôi hoặc cáp đồng trục truyền thống. Với việc sử dụng và nhu cầu về băng thông lớn và tốc độ nhanh, chắc chắn rằng truyền dẫn cáp quang sẽ mang lại nhiều cơ hội hơn và liên tục được nghiên cứu, mở rộng để phục vụ nhu cầu trong tương lai.