Phân biệt cáp sợi quang Singlemode và Multimode

[zai911]

Cáp sợi quang được dùng trong hệ thống mạng được chia làm 2 loại: Singlemode và Multimode. Bài viết này sẽ giúp bạn phân biệt được các loại cáp sợi quang hiện nay được sử dụng trong hệ thống mạng.
Để nhận biết được 2 loại này, trước hết chúng ta cần tìm hiều một vài khái niêm cơ bản sau.
1. Mode

Thuật ngữ Mode được dùng trong cáp sợi quang xuất phát từ tiếng Latin có nghĩa là tia sáng (path). Khi lan truyền trong sợi quang, ánh sáng sẽ đi theo rất nhiều đường, mỗi đường có thể được xem như một tia sáng (Mode).
Các tia sáng lan truyền trong sợi quang được chia làm 3 loại:

• Axial Mode: tia sáng lan truyền dọc theo trục trung tâm của sợi quang. Thời gian tia sáng lan truyền trong sợi quang từ A đến B là nhanh nhất.
• High Order Mode: những tia sáng lan truyền trong sợi quang có số lần phản xạ lớn. Thời gian tia sáng lan truyền trong sợi quang từ A đến B lâu hơn so với các tia sáng Low Order Mode.
• Low Order Mode: những tia sáng lan truyền trong sợi quang có số lần phản xạ ít. Thời gian tia sáng lan truyền trong sợi quang từ A đến B nhanh hơn các tia sáng High Order Mode.

2. Hiện tượng tán sắc (Dispersion)

Các tia sáng Axial, High Order và Lower lan truyền trong sợi quang theo các đường có chiều dài khác nhau. Do dó, các tia sáng – được truyền tại một thời điểm với cùng vận tốc – lan truyền đến cuối sợi quang ở những thời điểm khác nhau. Sự chênh lệch về thời gian giữa các tia sáng này được gọi là Dt. Hiện tượng này gọi là hiện tượng tán sắc.
Hiện tượng tán sắc làm hạn chế băng thông của cáp sợi quang và ảnh hưởng đến việc truyền dữ liệu (Dt càng lớn thì gây ảnh hưởng đến việc truyền dữ liệu càng nhiều).
+ Đối với tín hiệu tương tự thì làm méo dạng tín hiệu
+ Đối với tín hiệu số thì gây ra sự chồng lấp giữa các bit.
3. Phân biệt sợi quang Singlemode và Multimode

• Sợi quang Multimode: đặc điểm của sợi quang Multimode là lan truyền đồng thời cả 3 loại tia sáng (Axial Mode, High Order Mode và Low Order Mode).

Có 2 loại sợi quang Multimode gồm:
-Sợi quang Multimode chiết suất bậc (Step Index Multimode) là sợi quang có lõi (core) đồng nhất có chiết suất là n1 và lớp phản xạ ánh sáng (cladding) xung quanh lõi có chiết suất n2 (n2 < n1)

Các tia sáng trong sợi quang Step Index Multimode

Sợi quang Multimode chiết suất bậc bị ảnh hưởng nhiều bởi hiện tượng tán sắc, do đó băng thông không cao và không được sử dụng trong các hệ thống mạng. Để hạn chế sự ảnh hưởng của hiện tượng tán sắc, các nhà sản xuất đã cho ra đời loại cáp sợi quang Multimode chiết suất biến đổi (Graded Index Multimode).
-Sợi quang Multimode chiết suất biến đổi (Graded Index Multimode): lõi sợi quang được kết hợp từ nhiều lớp thủy tinh có chiết suất n1, n2, n3… khác nhau thay vì chỉ có một chiết suất như trong lõi của sợi quang Step Index Multimode. Lớp thủy tinh bên trong có chiết suất cao hơn và lớp bên ngoài có chiết suất thấp hơn. Các tia sáng sẽ lan truyền chậm hơn khi gặp chiết suất cao và nhanh hơn khi gặp chiết suất thấp. Chính vì vậy, sợi quang Graded Index Multimode làm giảm độ chênh lệch thời gian Dt, hạn chế hiện tượng tán sắc, giúp tăng băng thông sử dụng và trở nên phổ biến trong hệ thống mạng hiện nay.

Các tia sáng trong sợi quang Graded Index Multimode

• Sợi quang Singlemode: là sợi quang mà trong đó chỉ có một tia sáng Axial được lan truyền. Do đó, hiện tượng tán sắc ánh sáng không xuất hiện ở sợi quang Singlemode. Điều này làm cho sợi quang Singlemode có băng thông lớn hơn và truyền dữ liệu xa hơn so với sợi quang Multimode.

Có thể xem thêm các giải pháp quang tại đây