Sợi quang: nó là gì, dùng để làm gì và hoạt động như thế nào

Chúng tôi sẽ dành bài viết này để tìm hiểu thêm về sợi quang, chúng tôi sẽ giải thích nó là gì và hoạt động như thế nào. Chúng ta đều biết rằng phần tử truyền này được sử dụng trong các mạng dữ liệu để kết nối với Internet, nhưng không phải ai cũng biết cách xác định vật lý sợi quang là gì, vì vậy chúng ta sẽ gặp rắc rối.

Chỉ số nội dung

Việc tạo ra Internet chắc chắn là một trong những công nghệ thông tin và truyền thông quan trọng nhất trong thế kỷ của chúng ta. Internet là sự sáng tạo gần đây, chúng ta nói đến năm 1991, khi World Wide Web được tạo ra, lúc đó sự phát triển về tốc độ và khả năng tiếp cận bắt đầu tăng vọt cho đến ngày nay. Chính xác là nhờ các công nghệ như sợi quang, sự gia tăng khả năng truyền dữ liệu đã đạt đến mức tốc độ và khoảng cách cực kỳ cao.

Sợi quang là gì

Như chúng ta đã đề cập, sợi quang là một phương tiện truyền dữ liệu bằng các xung quang điện thông qua một dây được làm bằng thủy tinh trong suốt hoặc các vật liệu nhựa khác có cùng chức năng. Những sợi này có thể trở nên gần như tốt như một sợi tóc, và chính xác là phương tiện truyền tín hiệu.

Về cơ bản bởi các dây cáp rất tốt này, tín hiệu ánh sáng được truyền từ đầu này sang đầu kia. Ánh sáng này có thể được tạo ra bằng laser hoặc đèn LED, và việc sử dụng rộng rãi nhất của nó là để truyền dữ liệu qua khoảng cách lớn, vì phương tiện này có băng thông lớn hơn nhiều so với cáp kim loại, tổn thất thấp hơn và tốc độ truyền cao hơn.

Một khía cạnh rất quan trọng khác mà chúng ta phải tính đến là sợi quang miễn nhiễm với nhiễu điện từ, đó là điều mà, ví dụ, cáp đôi bị xoắn trong mọi trường hợp và góp phần vào nhu cầu lặp lại ở mọi khoảng cách nhất định. Chúng ta phải biết rằng sợi quang không vận chuyển năng lượng điện, chỉ có tín hiệu ánh sáng.

Nhưng sợi quang không chỉ được sử dụng để truyền dữ liệu trong mạng mà còn cho các kết nối âm thanh chất lượng cao. Ngoài ra, nó cũng là một nguồn ánh sáng để cung cấp khả năng hiển thị trong không gian chật hẹp và thậm chí cho các sản phẩm trang trí, ví dụ như trên cây Giáng sinh và những thứ tương tự. Tất nhiên các sợi này được làm bằng nhựa và không tốn kém, và ít liên quan đến các loại cáp được sử dụng cho dữ liệu.

Các bộ phận của cáp quang

Trước khi chúng tôi thấy nó hoạt động như thế nào, chúng tôi nghĩ rằng điều quan trọng là phải biết các bộ phận tạo nên một sợi cáp quang là gì.

• Lõi: Đây là yếu tố trung tâm của cáp quang không phải lúc nào cũng có mặt. Chức năng của nó chỉ đơn giản là cung cấp một cốt thép để tránh đứt cáp và biến dạng. Độ ẩm thoát: Yếu tố này cũng không có trong tất cả các loại cáp. Chức năng của nó là tiến hành độ ẩm có thể mà cáp có để nó đi ra qua nó. Đó là vết thương trong lõi. Sợi chủ đề: nó là phần tử dẫn điện, ánh sáng và dữ liệu truyền qua nó. Chúng được làm bằng thủy tinh silicon hoặc nhựa chất lượng cao tạo ra một môi trường trong đó ánh sáng có thể phản xạ và khúc xạ chính xác cho đến khi đến đích. Buffer and Cladding (lớp phủ): về cơ bản nó là lớp phủ của các sợi quang. Nó bao gồm một chất độn gel lớp tối để ngăn các tia sáng thoát ra khỏi sợi. Đổi lại, bộ đệm là lớp phủ bên ngoài có chứa gel và sợi. Băng keo và các lớp cách điện: về cơ bản nó là một lớp cách điện bao phủ tất cả các bộ đệm sợi. Tùy thuộc vào loại công trình, nó sẽ có một số yếu tố, tất cả chúng được làm bằng vật liệu điện môi (không dẫn điện). Lớp phủ chống cháy: Nếu cáp có khả năng chống cháy, bạn cũng sẽ cần một lớp phủ có khả năng chịu được ngọn lửa. Giáp: Lớp tiếp theo là áo giáp cáp, luôn được làm bằng dây Kevlar với chất lượng cao nhất. Vật liệu này nhẹ và có khả năng chống cháy và chống cháy cao, chúng ta có thể thấy nó trong áo chống đạn và mũ phi công. Vỏ bọc bên ngoài: Giống như bất kỳ cáp nào, cần có vỏ bọc bên ngoài, thường là nhựa hoặc PVC.

Làm thế nào sợi quang hoạt động

Là các dây cáp mà tín hiệu ánh sáng truyền qua, chế độ truyền không dựa trên sự chuyển điện tử thông qua vật liệu dẫn điện. Trong trường hợp này, chúng ta chú ý đến các hiện tượng vật lý của sự phản xạ và khúc xạ ánh sáng.

Phản xạ: Sự phản xạ của chùm sáng xảy ra khi nó chạm vào một bề mặt tách biệt của hai môi trường và hướng của sóng thay đổi, khiến nó có hướng với một góc bằng góc tới. Ví dụ, nếu chùm sáng chiếu một góc 90 độ trên một bề mặt, nó sẽ nảy theo hướng ngược lại, đây là điều xảy ra khi chúng ta đứng trước gương. Nếu trong trường hợp khác, chùm sáng chiếu vào một bề mặt với 30 độ, thì chùm sáng đó sẽ nảy với cùng 30 độ đó.

Khúc xạ: trong trường hợp này là khi sự thay đổi hướng và tốc độ xảy ra trong một sóng khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác. Ví dụ, đó là những gì chúng ta thấy khi ánh sáng truyền từ không khí sang nước, chúng ta sẽ thấy cùng một hình ảnh, nhưng ở một góc độ khác.

Thông qua hai hiện tượng này, ánh sáng sẽ được truyền dọc theo sợi cáp cho đến khi đến đích.

Các loại cáp quang và kết nối

Chúng ta đã biết nó hoạt động như thế nào, nhưng chúng ta vẫn không biết làm thế nào ánh sáng được truyền bên trong các dây cáp này. Trong trường hợp này, chúng ta phải phân biệt giữa sợi singlemode và sợi đa mode.

Trong sợi quang đơn mode, chỉ có một chùm ánh sáng được truyền qua môi trường. Chùm tia này sẽ có khả năng đạt được, ở khoảng cách 400 km mà không cần sử dụng bộ lặp và tia laser cường độ cao được sử dụng để tạo ra chùm tia này. Chùm tia này có khả năng vận chuyển tới 10 Gbit / s cho mỗi sợi.

Mặt khác, trong sợi đa mode, một số tín hiệu ánh sáng có thể được truyền trên cùng một cáp, được tạo ra bởi đèn LED cường độ thấp. Nó được sử dụng để truyền phạm vi ngắn hơn, và cũng rẻ hơn và dễ cài đặt hơn.

Đối với các loại đầu nối cáp quang, chúng ta có thể tìm thấy như sau:

• SC: Đầu nối này là đầu nối chúng ta sẽ thấy thường xuyên nhất, vì nó được sử dụng để truyền dữ liệu trong các kết nối sợi quang đơn mode. Ngoài ra còn có một phiên bản SC-Duplex về cơ bản là hai SC đã tham gia. FC: Đây là một cái khác được sử dụng nhiều nhất và chúng trông tương tự như đầu nối ăng ten đồng trục. ST: Nó cũng tương tự như trước đó với một yếu tố trung tâm khoảng 2, 5 mm được tiếp xúc nhiều hơn. LC: trong trường hợp này, đầu nối là hình vuông, mặc dù phần tử trung tâm vẫn giữ nguyên cấu hình như hai phần trước. FDDI: Đây là một đầu nối sợi song công, nghĩa là, nó kết nối hai dây cáp thay vì một. MT-RJ: Đây cũng là đầu nối song công và thường không được sử dụng cho các sợi đơn mode.

Kết luận và ưu điểm và nhược điểm của việc sử dụng sợi quang

Với thông tin này, chúng ta có thể hình thành một ý tưởng khá chung chung và đầy đủ về sợi quang là gì và nó dựa trên hoạt động của nó như thế nào. Các kết nối cáp quang trong nước ngày càng phổ biến, mặc dù đôi khi thay vì đến trực tiếp với chúng tôi bằng cáp quang, nó lại ở dạng cáp đồng trục nếu mạng được lai. Chúng tôi sẽ tận dụng một bài viết khác để nói thêm về loại cáp này.

Không còn nghi ngờ gì nữa, tương lai đang chờ chúng ta nằm rõ ràng trong các mạng cáp quang, ngày càng có nhiều trung tâm dân số tương đối nhỏ có loại kết nối băng thông cao này, vì đây là một trong những lợi thế chính. Hơn nữa, dựa trên ánh sáng thay vì năng lượng điện, nó hoàn toàn miễn nhiễm với nhiễu và nó cũng không tạo ra nó. Theo cách tương tự, nó hỗ trợ rất tốt cho sự thay đổi khí hậu và nhiệt độ và rất nhẹ, là các yếu tố phi kim loại.

Nhưng không phải tất cả mọi thứ đều tốt trong quang học sợi, vì một trong những hạn chế là cáp phải rất chắc chắn và được bảo vệ rất tốt, để tránh đứt sợi. Chúng ta cũng không thể truyền tải điện, điều này là hợp lý, vì vậy mọi yếu tố cần năng lượng điện phải có nguồn điện gần đó.

Đối với việc lắp đặt và nối cáp quang, đây là một quá trình khá phức tạp và cần độ chính xác cao để tín hiệu được truyền từ cáp này sang cáp khác mà không bị suy giảm tín hiệu. Các thiết bị truyền và nhận cũng đắt hơn và phức tạp hơn nhiều, và trong hầu hết các trường hợp, các thiết bị chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành điện là cần thiết để đến nhà của chúng ta.

Đây là tất cả về cáp quang và kết nối. Chúng tôi tin tưởng rằng chúng tôi đã có thể giải quyết những nghi ngờ của bạn về công nghệ này và việc sử dụng nó. Nếu bạn quan tâm đến các hướng dẫn khác liên quan đến mạng, đây là một số trong số họ.

Nếu bạn có câu hỏi hoặc muốn chỉ ra hoặc thêm một cái gì đó, hãy viết cho chúng tôi trong các ý kiến. Chúng tôi luôn cố gắng cải thiện nội dung càng nhiều càng tốt.