ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA ĐIỆN TỬ-VIỄN THÔNG
BÁO CÁO THỰC TẬP
ĐỀ TÀI:
TÌM HIỂU VỀ
MẠNG TRUYỀN DẪN QUANG GVHD. THẦY. ĐẶNG QUỐC RẠNG
SVTH: HỒ MINH TÂM 0920219
NGUYỄN THỊ THU THỦY 0920231
NGUYỄN THANH HÙNG 0920181
NGUYỄN QUỐC THUẬN 0920121
ÔNG MINH ĐỨC 0920166
LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực tập tại Công ty cổ phần thương mại và dịch vụ VIỆT ĐAN,
nhóm của chúng em đã được tạo điều kiện để tiếp xúc với môi trường thực tế, đây là điều
mà rất nhiều sinh viên mong muốn trong những năm tháng học đại học. Suốt khoảng thời
gian này, nhóm chúng em đã nhận được sự hướng dẫn nhiệt tình từ Thầy và các anh chị
tại nơi làm việc và đã học hỏi được nhiều kiến thức cũng như kinh nghiệm làm việc.
Nhóm xin gửi lời cảm ơn trân trọng đến thầy Ths. Ngô Đắc Thuần – người đã giới
thiệu nhóm em đến thực tập tại Công ty cổ phần thương mại và dịch vụ VIỆT ĐAN.
Nhóm cũng xin chân thành gởi lời cảm ơn đến thầy Đặng Quốc Rạng người đã tận tình
hướng dẫn nhóm chúng em trong suốt thời gian thực tập.
Nhóm đặc biệt gởi lời cảm ơn đến anh Việt và anh Bằng – hai anh đã trực tiếp chỉ
dạy nhóm cũng như đưa nhóm đi thực hiện tại các công trình thực tế, qua đó giúp chúng
em có được những kiến thức vô cùng quí báu để một phần có thể chuẩn bị cho công việc
sau khi ra trường.
Cuối cùng, nhóm xin kính chúc quí thầy cô và toàn thể các anh chị trong công ty
cổ phần thương mại dịch vụ VIỆT ĐAN dồi dào sức khỏe và đạt được nhiều thành công
trong công việc cũng như trong cuộc sống!
Page 1
…………, ngày….. tháng….. năm……
NHẬN XÉT KẾT QUẢ THỰC TẬP
Họ và tên CBHD thực tập:...................................................................................................
Cơ quan thực tập:...............................................................................................................
Địa chỉ:................................................................................................................................
Điện thoại:..............................................................Fax......................................................
Email:......................................................................Website:.............................................
Họ và tên sinh viên thực tập...............................................................................................
Thời gian thực tập:từ ngày .....................................đến ngày……........................................
1. Tinh thần làm kỷ luật, thái độ làm việc: 4 điểm (Thực hiện nội qui cơ quan, chấp hành giờ giấc làm việc, thái độ giao tiếp, ý thức bảo vệ của công, thái độ làm việc)
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
2. Khả năng chuyên môn, nghiệp vụ: 3 điểm (Khả năng đáp ứng nhu cầu công việc, tin thần cầu tiến, khả năng đề xuất sáng kiến trong công việc)
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
Page 2
..................................................................................................................................................
3. Kết quả công tác: 3 điểm (Mức độ hoàn thành thành công việc)..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
4. Các ý kiến khác: ±2 điểm (nếu có)..................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................
5. Điểm đề nghị: (Thang điểm 10)..................................................................................................................................................
Xác nhận của cơ quan Cán bộ hướng dẫn
(Ký tên và đóng dấu) (Ký tên và ghi họ tên)
Page 3
LỜI MỞ ĐẦU
Cách đây 20 năm, từ khi hệ thống thong tin cáp sợi quang chính thức đưa vào khai
thác trên mạng viễn thông. Mọi người đều thừa nhận rằng phương thức truyền dẫn quang
đã thể hiện khả năng to lớn trong công việc chuyển tải các dịch vụ viễn thong ngày càng
phong phú, và hiện đại của nhân loại. Các hê thống thông tin quang với những ưu điểm
về băng tần rộng, có cự ly thông tin cao. Đã có sức hấp dẫn mạnh đối với các nhà khai
thác. Các hệ thống thông tin quang không chỉ đặc biệt phù hợp với các tuyến thông tin
xuyên lục địa, đường trục và trung kế mà còn có tiềm năng to lớn trong việc thực hiện
các chức năng của mạng nội hạt với cấu trúc linh hoạt và đáp ứng mọi loại hình dịch vụ
hiện tại và tương lai.
Trong vòng mười năm qua, cùng với sự vượt bậc của công nghệ thông tin, viễn thông,
công nghệ sợi quang và thông tin quang cũng có những tiến bộ vượt bậc nhằm đáp ứng
các yêu cầu ngày càng khắc khe trong việc truyền dẫn thông tin, giá thành không ngừng
giảm tạo điều kiện cho việc ngày càng rộng rãi trên nhiều lĩnh vực thông tin, công nghệ
thông tin quang đã được khai thác các tiềm năng của nó. Như ta đã biết kỹ thuật và công
nghệ thông tin quang có một tiềm năng vô cùng phong phú và công việc nghiên cứu, phát
triển vẫn đang tiến về phía trước với một tiến độ rộng lớn. Đây cũng là những điểm mạnh
mà công ty Cổ Phần Thương Mại Dịch Vụ đang phát triển.
Với mục đích làm quen, tiếp xúc, cũng như ứng dụng vào thực tế các kiến thức về
công nghệ truyền dẫn bằng cáp quang đã học, vì vậy được thực tập tại công ty cổ phần
thương mại và dịch vụ việt đan đã giúp nhóm chúng em có những kiến thức thực tế vô
cùng quan trọng cho công việc sau này.
Tuy cả nhóm đã có nhiều cố gắn nhưng những thiếu sót là điều khó tránh khỏi, nhóm
chúng em mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của quý thầy cô cũng như anh chị
trong công ty.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Page 4
MỤC LỤC
I. Giới thiệu về công ty..........................................................................................................................6
II. Trang thiết bị có trong phòng LAB..............................................................................................8
1. Thiết bị nguồn điện cho viễn thông..............................................................................................8
2. Thang cáp.....................................................................................................................................16
3. Tủ Rack........................................................................................................................................18
4. Hệ thống làm mát........................................................................................................................22
5. Hệ thống phòng cháy chữa cháy.................................................................................................23
6. Hệ thống chống sét.......................................................................................................................25
III. Mạng truyền dẫn quang..............................................................................................................28
1. Tiến trình phát triển của hệ thống thông tin quang..................................................................28
1.1 Giới thiệu chung...................................................................................................................28
1.2 Lịch sử phát triển của hệ thống thông tin quang...............................................................28
2. Các thiết bị quang........................................................................................................................30
2.1 Sợi cáp quang.......................................................................................................................30
2.2 Đầu nối quang......................................................................................................................41
2.3 Dây nhảy quang, dây nối quang..........................................................................................44
2.4 ODF (Optical Distribution Frame) :...................................................................................46
2.5 Tủ cáp gốc:...........................................................................................................................47
2.6 Tủ cáp phối:.........................................................................................................................47
2.7 Măng xông quang.................................................................................................................47
2.8 Máy hàn cáp quang:............................................................................................................50
2.9 Dao cắt sợi quang:................................................................................................................52
2.10 Máy đo OTDR:....................................................................................................................55
3. Mô hình hệ thống thông tin quang điển hình:...........................................................................58
3.1 Mô hình hệ thống thông tin quang:................................................................................58
3.2 Cấu trúc truyền dẫn mạng đường trục Ring:................................................................60
3.3 Cấu trúc truyền dẫn mạng Nhánh:....................................................................................67
4. Các dịch vụ trong hệ thống thông tin quang:............................................................................72
Page 5
I. Giới thiệu về công ty.
- Công Ty Cổ Phần Thương Mại Dịch Vụ VIỆT ĐAN với nhà thầu chính là
VIETDANJSC, trụ sở chính tại 800 – 802 Hồng Bàng, P.9, Q.11, TP HCM.
Đây là một trong những công ty uy tín – chất lượng – chuyên nghiệp trong việc
cung cấp các thiết bị cũng như các dịch vụ và giải pháp trong viễn thông hiện
nay.
- Hoạt động chính của công ty.
THIẾT KẾ - CUNG CẤP – THI CÔNG – LẮP ĐẶT – CẢI TẠO – NÂNG
CẤP & BẢO TRÌ – BẢO DƯỠNG.
Thiết kế, cung cấp, lắp đặt hệ thống cáp ngầm, cáp treo, mạng ngoại vi, thiết bị
BTS, tổng đài, thiết bị outdoor, thiết bị truyền dẫn Viba, thiết bị truyền dẫn
không dây WiMax, hệ thống thông tin và truyền hình các chung cư, cao ốc,…
Cung cấp dịch vụ bảo trì, bảo dưỡng thiết bị, hệ thống viễn thông: Hệ thống truyền
data, hệ thống truy nhập, thiết bị Viba.
Cung cấp Thiết bị đo kiểm, hàn nối cáp quang, kiểm tra thông số khi vận hành bảo
trì bảo dưỡng máy hàn, máy đo cáp quang,…
TƯ VẤN KHÁCH HÀNG.
Tư vấn và thi công xây lắp công trình viễn thông: hệ thống truyền data, hệ thống
truy nhập, thiết bị Viba.
Hệ thống theo dõi an ninh, cảnh báo từ xa, camera quan sát, thiết bị dò tìm,
…
Thiết bị văn phòng,…
Page 6
DỊCH VỤ KHÁC.
Bảo hành, bảo trì, sửa chữa máy hàn cáp quang, máy đo cáp quang, thiết bị viễn
thông.
Chúng tôi cam kết không ngừng củng cố và nâng cao kỹ thuật cũng như công nghệ
để ngày càng hoàn thiện mình hơn và phục vụ khách hàng tốt hơn.
CÁC DỊCH VỤ TRIỂN KHAI.
Thi công lắp đặt hạng mục phụ trợ cho trạm BTS, trạm viễn thông.
Lắp đặt thiết bị BTS, tổng đài, thiết bị outdoor, thiết bị truyền dẫn.
Thi công mạng ngoại vi, hệ thống thông tin và truyền hình các chung cư, cao ốc.
Thi công cáp ngầm, cáp treo.
Hệ thống viễn thông điểm nối điểm, điểm nối đa điểm, hệ thống thông tin biển.
Hệ thống theo dõi an ninh, cảnh báo từ xa, camera quan sát, thiết bị dò tìm, …
Thiết bị chống sét trực tiếp và lan truyền.
Thiết bị truyền dẫn Viba, thiết bị mạng, thiết bị truyền dẫn không dây WiMax.
Thiết bị truy nhập thuê bao.
Thiết bị truy nhập thế hệ mới (NGN).
Tổng đài IP BPX, Contact Centers nền IP, các sản phẩm mạng.
Page 7
II. Trang thiết bị có trong phòng LAB.1. Thiết bị nguồn điện cho viễn thông.
- Như chúng ta đã biết, nguồn điện trong các trạm viễn thông đóng vai trò hết sức quan trọng, có thể nói là sống còn đối với sự hoạt động của các thiết bị Viễn thông hay chính xác hơn là đảm bảo chất lượng mạng và dịch vụ viễn thông được hoạt động liên tục. Ngày nay tại các trạm viễn thông, tổng đài, trạm BTS... hầu hết các thiết bị viễn thông chính đa số đều dùng nguồn 1 chiều -48V.
- Vấn đề tại sao chúng ta phải dùng nguồn -48V:+ Một nguồn DC vào một tủ máy thiết bị Viễn thông thường có 3 dây: dây đen (hoặc
đỏ) là GND (0V)-dương nguồn, dây blue (-48V)-âm nguồn và dây vàng-xanh lá cây PGND (0V)-đất vỏ máy.
+ Theo IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.), quy định điện
áp làm việc cho các IC và thiết bị số là 5V (4.5V-5.5V), 10V, 12V,..và mass (đất)
quy định là 0V. Với các thiết bị điện tử lớn nó sẽ dùng với công suất khá lớn, để đảm
Page 8
Cực ra DC -54V(Nguồn âm)
Cực ra 0V(Nối đất_Nguồn dương)
Dây nguồn vào 1 Pha 220VAc
bảo điều đó, cần số nguyên lần điện thế cơ bản 12x2=24V, 12x4=48V, nên phần lớn các
thiết bị viễn thông nói riêng, và các thiết bị điện tử công suất nói chung trong các hệ
thống ban đầu thường dùng nguồn 48V, nhằm đảm bảo cân bằng với thông số dòng, và
công suất hệ thống. Và từ đó nó được xem như một điện thế chuẩn hóa.
+ Nhưng điện áp chuẩn với áp dương, 1 chiều nên nguy hiểm cho tính mạng con
người. Hơn nữa truyền điện áp dương suy hao nhiều. Do đó, người ta chuyển qua điện áp
âm -48V, khi đó giá trị tuyệt đối của giá trị điện áp vẫn đảm bảo là | -48V | = 48V. Ở đầu
thu, chỉ cần đảo ngược Mass là có thể nhận được điện áp 48V. Tuy nhiên trong nhiều hệ
thống khi đo bằng đồng hồ vạn năng thì giá trị -48V thường không được chính xác, nhiều
khi là -53V, -55V đó là do đảm bảo công suất thiết bị, khi nhu cầu tải bình thường. Khi
lượng tải tăng đột ngột vì nhu cầu sử dụng khách hàng tăng thì công suất hệ thống vẫn
đảm bảo cung cấp cho quá trình thông tin.
+ Để hạn chế tác hại của sét: Chúng ta có thể hình dung là các đám mây (tạo sét) có
điện tích âm (ở phía gần mặt đất), khi các đám mây này phóng điện vào dây cáp viễn
thông (chúng ta có 2 dây: một dây nối đất và một dây mang điện âm) thì chúng sẽ chọn
dây tại ra hiện điện thế lớn hơn, trong trường hợp này là dây nguồn dương 0V. Dây 0V
này được nối đất nên sẽ hạn chế tác hại của sét.
+ Ngoài ra còn có một phần nhỏ lợi ích có được từ việc giảm ăn mòn điện hóa các
thiết bị và đường dây, nhất là các dương cực của Acquy dự phòng.
- Trước đây phần lớn thiết bị nguồn này có công suất nhỏ, sử dụng công nghệ chỉnh
lưu bán dẫn, ổn áp bằng thyristor, dùng cho các trạm viễn thông tổng đài, trạm vi ba dung
lượng thấp. Ví dụ như thiết bị nguồn của Ấn độ, nguồn của tổng đài RAX, hoặc một số
bộ nguồn sản xuất trong nước...nhằm đáp ứng nhu cầu trang bị cho các trạm viễn thông
nhỏ, vùng sâu vùng xa.
Page 9
Ưu điểm của loại nguồn này là đơn giản, dễ dàng trong sử dụng bảo hành sửa chữa, ít bị ảnh hưởng do các yếu tố môi trường mạng điện lưới không ổn định, giông sét; giá thành không cao.
Tuy nhiên chúng cũng có các nhược điểm như chất lượng chưa cao, công suất thường không lớn hơn 2,5 KW, kích thước, trọng lượng lớn, không linh hoạt trong sử dụng.
- Ngoài ra, thực tiễn trên mạng viễn thông còn sử dụng một số lượng lớn nguồn switching (chuyển mạch) có chất lượng và công suất cao hơn loại nguồn trên. Loại nguồn switching này được thiết kế dạng tổ hợp modul nắn trực tiếp từ nguồn điện 220VAC, công suất thay đổi linh hoạt, có thể hostswap từng modul, có màn chỉ thị trạng thái, hệ thống quản lý giám sát, điều chỉnh từ xa qua giao diện phần mềm nguồn online. Các hệ thống nguồn này thường có giá thành cao, được trang bị cho các tổng đài loại mới, các trạm viễn thông, BTS...
Page 10
Ví dụ một trong số bộ nguồn đang sử dụng trong các mạng viễn thông đó là: Flatpack,
Alcatel, Emerson, Kingdom, Delta....Loại nguồn này thường được nhập khẩu từ các hãng
sản xuất chuyên dụng.
Hiện tại ở nước ta các nhà cung cấp viễn thông hay dùng của hãng Emerson, do giá
thành, chất lượng và khả năng hoạt động tốt. Tuy nhiên ở đây chúng ta tìm hiểu về hệ
thống thiết bị nguồn hãng Delta có sẳn. Các hệ thống khác có cấu tạo và hoạt động tương
tự nhau.
Xét cấu trúc một hệ thống nguồn viễn thông tổng quát:
Page 11
Ta sẽ có các thiết bị chính sau:
+ Nguồn vào: lấy điện 1 pha, hoặc 3 pha xoay chiều vào, tùy theo từng quốc gia có mức điện thế khác nhau mà dùng các sản phẩm có thông số tương ứng, giới hạn thường nằm trong khoảng 110-400V.
+ Thiết bị chỉnh lưu nắn điện từ AC -> DC ( hay còn gọi là Rectifier): Được thiết kế dạng module cắm nhằm đảm bảo khả năng ghép nối linh hoạt cho hệ thống khi muốn mở rộng hay thu giảm công suất. Tùy từng hãng sẽ có các thông số điện áp, dòng, công suất đáp ứng khác nhau.
* Ví dụ:
- Hệ thống nguồn Delta ESAA150-ABC09 có các thông số:
Nguồn AC vào: 1 pha 63A/220V. Dãi điện áp vào AC: 90-300V. Chống sét bảo vệ 1 pha: 20KA/20µs. CB phân phối cho tải ưu tiên cao: 40Ax4. CB phân phối cho tải ưu tiên thấp: 40Ax4+10Ax2. Công suất hệ thống: -54Vdc/150A Max. Kiểu chỉnh lưu: DPR2700 -54Vdc/50A (3 bộ chỉnh lưu trên một
khay)
Page 12
Đầu ra: -48V/56A, công suất tối đa 2700W. Dãy áp vào: 90-300V, dòng Max khoảng 19A, cầu chì bảo vệ 25A. Cấu trúc dạng khối, nhiệt độ hoạt động -5-> +75oC, hiệu suất ở -48V
khoảng 92% (Nhiệt độ 55-75oC công suất giảm xuống 1500W để làm mát hệ thống)
Bộ điều khiển CSU với LCD. Hỗ trợ điều khiển giám sát: phần mềm NRMS(RS232), hoặc giao
diện web với RJ45. Kích thước hệ thống(rộng x dài x cao): 613x680x1200mm. Nhiệt độ hoạt động hệ thống: -5 -> +55oC.
- Rectifier Emerson R48-2900U:
AC input: 200-250Vac. 16A 50/60Hz. DC output: -48V, 2900W.
+ Đơn vị điều khiển: các mạch điều khiển hệ thống, các cảm biến có nhiệm vụ đo và xác định các thông số hoạt động, như điện áp, dòng điện, nhiệt độ, phân phối các luồng cho phù hợp với từng chế độ hoạt động của tải ra tủ phân phối đến các tủ crack. Điều khiển quá trình nạp xả cho hệ thống Acquy.
+ Hệ thống nguồn dự trữ (Acquy hoặc Batery modul) và hệ thống máy phát dự phòng: Đơn vị điều khiển kiểm tra hoạt động, và điều khiển cho phù hợp. Bình thường khi chưa bị mất điện lưới, máy nắn làm nhiệm vụ biến đổi (nắn) dòng AC (220V) thành dòng DC (48V) cung cấp cho các thiết bị viễn thông và 1 dòng nhỏ (khoảng 2A) để nạp bù cho Acquy hoặc Batery. (Nạp điện thường nhằm mục đích phục hồi đủ điện lượng của bình sau khi phóng. Về nguyên tắc, phải đảm bảo điện lượng được nạp >= 1,2 điện lượng đã phóng mới đảm bảo cho bình khôi phục được dung lượng ban đầu.) Ngoài ra trong hệ thống tổng đài còn cần có các thiết bị như điều hòa, làm lạnh, hệ thống đèn chiếu sáng,
Page 13
cảnh báo... hoạt động ở xoay chiều nên cần có tổ máy phát cấp riêng cho các phần này đảm bảo hệ thống hoạt động thông suốt.
+ Tủ phân phối điện áp DC: Từ bộ nguồn DC ra, ta lấy ở lối ra các 3 dây, Mass, -48V, và dây Te, chống rò điện ở vỏ máy. Tùy công suất bộ nắn điện mà có các bộ ra thích hợp, sau đó ta nối sang tủ phân phối, với hệ thống Aptomat(cầu dao) phân phối đến các tủ rack cần thiết của hệ thống
Quy trình lắp đặt hệ thống nguồn Dela:
Page 14
Tủ phân phối tải DC đến các tủ Rack
(DC Distribution)
Nguồn Viễn thông phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản về điện của một thiết bị nguồn bao gồm các chỉ tiêu đầu vào, đầu ra như dải điện áp, tần số công suất cực đại nguồn điện AC, điện áp ra danh định, dòng điện, công suất ra, các điều kiện chế độ bảo vệ quá dòng quá áp, nạp điện acqui, độ gợn sóng, nhiễu v.v. Tài liệu kỹ thuật thiết bị nguồn viễn thông -48V của các hãng đã đưa ra phù hợp với các yêu cầu cung cấp nguồn của các thiết bị viễn thông như tổng đài, BTS và các trạm viễn thông.
Ngoài ra, do thiết bị nguồn hoạt động trong môi trường kết nối với thiết bị viễn thông nên các chỉ tiêu về tiếp đất chống sét và tương thích môi trường EMC cần phải được đảm bảo để tránh nhiễu có hại cho các thiết bị khác và giảm thiểu tác hại từ môi trường. Về các chỉ tiêu tiếp đất chống sét, an toàn, tương thích trường điện từ, thiết bị nguồn -48V phải tuân thủ các tiêu chuẩn quốc gia hoặc quốc tế liên quan.
Page 15
2. Thang cáp.
- Thang cáp ( hay còn gọi là thang điện, thang máng cáp hoặc cable ladder) là thang
dẫn dùng cho việc lắp đặt dây và cáp điện trong các nhà máy, chung cư, cao ốc...
- Đặc tính tiêu chuẩn:
Vật liệu: Tôn đen sơn tĩnh điện, tôn mạ kẽm nhúng nóng , Inox 201, 304, 316
Page 16
Tê thang cáp Co ngang thang cáp
Thập thang cáp Co lên xuống thang cáp
Giảm thang cáp
3. Tủ Rack.
Page 17
Tủ Rack là giải pháp xây dựng các module hệ thống một cách tập trung, dễ dàng khi bổ sung, nâng cấp, quản trị nhưng vẫn tiết kiệm không gian. Các thành phần trong tủ Rack như nguồn điện, máy chủ, thiết bị lưu trữ, thiết bị mạng, dây cáp được bố trí một cách gọn gàng khoa học
Open Rack
Tùy chọn gắn hai khung treo thiết bị lên một rack, tăng độ vững vàng khi treo các thiết bị quá nặng
Thiết kế gọn nhẹ, chân rack có bánh xe, phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi phải di chuyển thường xuyên
Giải pháp kinh tế, thích hợp cho các thiết bị không đòi hỏi độ bảo mật cao Tùy chọn gắn thêm các khay được thiết kế đặc biệt, dùng đỡ các thiết bị không
theo chuẩn 19″.
Cabinet (Closed Rack)
Page 18
Cấu trúc modular knock-down, cấu thành từ nhiều bộ phận nhỏ ráp lại với nhau, giúp dễ dàng trong việc di chuyển và lắp đặt
Nắp hông có thể tháo rời dễ dàng, giúp dễ dàng thao tác và lắp đặt các thiết bị bên trong tủ
Đáy tủ trang bị nắp trượt bảo vệ đường cáp vào, có thể chêm và cố định nắp, tạo kích thước cửa vào tương ứng với số lượng cáp, ngăn côn trùng và các loại động vật nhỏ khác chui vào tủ.
Ngoài các bánh xe để dễ di chuyển, tủ còn được trang bị chân vặn dùng cố định tủ, điều chỉnh thăng bằng ở mặt bằng không bằng phẳng
Wall Mount Rack (Wall Mounting Closed Rack)
Thanh đỡ thiết bị có thể điều chỉnh tới lui để tương thích với thiết bị Đường cáp vào được thiết kế ở cả nóc và đáy tủ Ổ khóa cho cả cửa trước và cửa hông, giúp tăng tính bảo mật cho tủ.
Phụ kiện Rack
Page 19
Yêu cầu về rack và cabinet:
* Hot-aisle và Cold-aisle
Các rack và cabinet được sắp xếp theo mô hình qua lại, với mặt trước của rack/cabinet
đối mặt với cái khác theo một hang tạo ra Hot-aisle và Cold-aisle.
Cold-aisle ở phái trước của rack/cabinet. Các cable phân phối nguồn sẽ được thiết lập
tại đây.
Hot-aisle ở phía sau của rack/cabinet. Các máng cable cho đường cáp viễn thong được
đặt tại đây.
Page 20
* Sắp đặt thiết bị:
Thiết bị được đặt vào trong cabinet và rack với đường hút khí lạnh ở phía trước cabinet/rack, và đường thoát khí nóng ở phía sau. Việc đảo ngược thiết bị trong tủ sẽ phá vỡ chức năng của Hot-aisle và Cold-aisle.
Các blank-panel sẽ được gắn vào các không gian không sử dụng của rack/cabinet để hoàn thiện các chức năng của Hot-aisle và Cold-aisle.
* Kích thước:
Chiều cao tối đa của rack/cabinet là 2.4m(8ft). Tốt nhất là không quá 2.1m(7ft) để dễ dàng cho việc tiếp xúc và kết nối với các thiết bị được gắn ở trên cao.
Các cabinet có độ sâu tương xứng để thích hợp với các thiết bị, bao gồm luôn cả đường cable, dây nguồn, các ổ cắm điện. Để đảm bảo luồng khí thích hợp và đáp ứng không gian cho ổ cắm và đường cable, xem xét việc sử dụng cabinet sâu hoặc rộng tối thiểu 150mm(6in) so vối độ sâu nhất của thiết bị.
* Ổ cắm điện:
Các cắm với đồng hồ đo nhưng không có các nút on/off hoặc reset sẽ được sử dụng để tối giảm các tai nạn ngắt điện.
Page 21
Số lượng các ổ cắm được dung phải đáp ứng đủ chỗ chứa và công suất dòng điện để cung cấp cho các thiết bị. Các phích cắm cho ổ cắm nên là phích khóa để tránh sự cố ngắt kết nối.
Các ổ cắm phải được đánh nhãn với khai báo PDU/panel và số công tắc mạch.
4. Hệ thống làm mát.
Các thiết bị trong phòng lab hoạt động hiện nay có mật độ năng lượng cao. Thêm điện năng đồng nghĩa với tỏa nhiệt nhiều hơn. Cần được làm mát 24hx7ngày trong tuần x365ngày.
Theo tiêu chuẩn cho các phòng thiết bị viễn thông, DC thì
- Nhiệt độ hồi về: 220C - 240C ( Độ chính xác +/- 30 C )
- Độ ẩm hồi về 45%-55% ( Độ chính xác +/- 5%)
- Độ ồn : <60dB
- Lưu lượng khí.
Sử dụng hệ thống làm mát với các dãy nóng lạnh riêng theo tiêu chuẩn Tia942 Asare TC9.9 (Cold isle/Hot aisle)
Page 22
Quy hoạch hệ thống tủ rack theo hàng, mặt trước của tủ quay mặt vào nhau, và mặt sau của tủ rack quay vào nhau như hình vẽ. Khí lạnh sẽ được cấp ở mặt trước của tủ rack (Cold Aisle), khí nóng sẽ được thu hồi ở mặt sau của tủ Rack (Hot Aisle). Ưu điểm lớn nhất là hạn chế sự hòa trộn giữa khí nóng và khí lạnh, đưa khí lạnh tới những nơi cần thiết.
5. Hệ thống phòng cháy chữa cháy.
Nguyên lý hoạt động của FM-200® Để duy trì một đám cháy phải có sự tồn tại của 3 yếu tố là vật liệu gây cháy, oxy và nhiệt độ. Nếu loại bỏ được 1 trong 3 yếu tố trên, đám cháy sẽ bị dập tắt.
Page 23
FM-200® hoạt động dựa trên nguyên tắc loại bỏ nhiệt, tức là các nguyên tử khí FM-200® sẽ hấp thụ nhiệt cho tới khi nhiệt độ của đám cháy hạ xuống dưới mức duy trì sự cháy, khi đó đám cháy sẽ bị dập tắt.
Thiết bị hệ thống FM-200®
Thiết bị hệ thống FM-200® rất đơn giản gồm: bình khí, đầu kích hoạt, công tắc áp lực, đầu phun, đường ống, đầu dò khói, và tủ điều khiển. Do nồng độ sử dụng thấp (6.25%), để bảo vệ 1 phòng kích thước đến 20x14x3 m, hệ thống FM-200® chỉ sử dụng 1 bình 368L, không sử dụng hệ thống ống góp phức tạp chỉ dành cho nhiều bình.
Page 24
Đầu kích hoạt cho hệ thống có rất nhiều loại như kích hoạt bằng điện, khí, cơ, hoặc bằng điện và cơ, thích hợp cho từng ứng dụng cụ thể.
Tủ điều khiển FM-200® có loại cho 1 vùng (3+1), loại cho 2 vùng (4+2), loại cho 3 vùng (8+3). Sử dụng nguồn điện 220V và 2 bình ắc-quy dự phòng (đến 24 giờ), tủ điều khiển rất dễ sử dụng và an toàn.
Ưu điểm của hệ thống khí FM200:
- Khi FM-200® được phun ra, con người vẫn có thể thở và tiến hành các biện pháp
khắc phục cháy cần thiết.
- Hệ thống FM200 chỉ mất 2 phút để kích hoạt và 1 ngày để khắc phục sau cháy.
- Chi phí sử dụng FM-200® rẻ hơn CO2, Argonite do ít thiết bị hơn, an toàn cho
người sử dụng hơn CO2, Argonite khi áp suất hoạt động thấp hơn và không gây ngạt.
6. Hệ thống chống sét.
-Theo ước tính của các nhà chuyên môn , trên khắp mặt địac ầu, cứ mỗi giây, có khoảng
100 cú sét đánh xuống mặt đất, Sét không những có thể gây thương vong cho con người,
mà còn có thể phá hủy những tài sản của con người như các ông trình xây dựng, công
trình cung cấp năng lượng, hoạt động hang không, các thiết bị dung điện, các hệ thồbg
thông tin lien lạc.
Page 25
- Muốn chống sét hiệu quả toàn diện thì phải uân thủ 3 nguyên tắc:
1.Chống sét đánh trực tiếp vào tòa nhà.
2.Chống sét lan truyền qua đường cáp nguồn và cáp tín hiệu.
3.Hệ thống tiếp đất có tổng trở cao và an toàn.
Có thể phân biệt 2 loại thiết bị chống sét: thiết bị chống sét trực tiếp và thiết bị
chống sét lan truyền.
Chống sét trực tiếp:
Phương pháp này dung những thiết bị chống sét để tạo thành một khung sườn bao
phủ bên ngoài khu vực cần bảo vệ. Bằng phương pháp này, có thể có 2 loại hệ thống:
Hệ thống chống sét chủ động: Hệ thống chủ động dùng thu lôi phóng trực tiếp một
luồng ion về phía đám mây, làm tăng them khả năng phóng điện có thể xảy ra trong đám
mây.
Ví dụ: kim thu lôi chống sét INGESCO PDC, sản xuất từ năm 1984.
Page 26
Kim thu sét được đặt tại một hoặc nhiều điểm nhô cao của một công trình kiến trúc
Phạm vi bảo vệ của nó được tính toán nằm trong vòng bán kính tương đương với
chiều cao của vị trí đặt kim so với mặt đất.
Hệ thống chống sét thụ động: Là hệ thống không kích động cú sét đánh thủng. nó không làm tăng them khả năng phòng điện có thể xảy ra tại khu vực cầm bảo vệ như phương pháp chủ động.
Hệ thống chống sét thụ động đáng tin cậy được dung là Faraday Cage.
Chống sét lan truyền:
Các thiết bị trong điện tử, viễn thông đều phải đối diện với vấn đề rắc rối là al2m
thế nào để giữ cho những thiết bị này vẫn hoạt động được khi có sấm sét. Sấm sét khiến
điện áp tạm thời goia tăng đột ngột. Để chế ngự nó, chúng ta cần dung loại thiết bị chống
sét lan truyền.
Page 27
Surge Protector DS105E(CITEL): có cơ ấu ngắt điện ở 3 mức bảo vệ cho mạng 1pha
(2xDS105E), bảo vệ cho mạng 3 pha (4 hoặc 3 x DS105E).
DS105E chịu được dòng sét 140KA, cho xung 8/20 µs và 15KA, cho xung 10/350 µs,
ngắt bên trong có bộ hiển thị.
Surge Protector DS40D(CITEL):, có cơ cấu ngắt điện 3 mức bảo vệ quá áp tại tủ phân
phối điện chính.
Dòng phóng: Ịn=15kA Imax=40kA
Surge Protector ICS480E (CITEL): lắp đặt trên đường truyền cable.
III. Mạng truyền dẫn quang.1. Tiến trình phát triển của hệ thống thông tin quang.
1.1 Giới thiệu chung.
Hệ thống thông tin được hiểu một cách đơn giản là một hệ thống để truyền thông
tin từ nơi này đến nơi khác. Khoảng cách giữa các nơi này có thể từ vài trăm mét đến vài
trăm kilomet. Hệ thống thông tin quang là một hệ thống thông tin bằng ánh sáng và dùng
sợi quang để truyền thông tin. Thông tin truyền đi trong hệ thống thông tin quang được
Page 28
thực hiện ở tần số sóng mang cao trong vùng nhìn thấy hoặc vùng hồng ngoại gần của
phổ sóng điện từ. Kỹ thuật thông tin quang ngày càng được sử dụng rộng rãi trong viễn
thông, truyền số liệu, truyền hình cáp, ...
1.2 Lịch sử phát triển của hệ thống thông tin quang.
Việc thông tin liên lạc bằng ánh sáng đã sớm xuất hiện trong sự phát triển của loài người khi con người trước đó đã liên lạc với nhau bằng cách ra dấu. Đây cũng được xem là một dạng của thông tin quang bởi vì không thể ra dấu trong bóng tối. Thông tin được gửi từ người này đến người khác thông qua bức xạ mặt trời. Thông tin kiểu này sơ khai nên rất chậm, khoảng cách lan truyền có ngắn...
Trải qua một thời gian dài một thời gian dài từ khi con người sử dụng ánh sáng mặt trời và lửa để làm thông tin liên lạc đến ngày nay lịch sử của thông tin quang đã qua những bước phát triển và hoàn thiện có thể tóm tắt bằng những mốc chính sau:
+ Năm 1775: Paul Revere đã sử dụng ánh sáng để báo hiệu quân đội Anh từ Bonston sắp kéo tới.
+ Năm 1790: Claude Chappe, là một kỹ sư người Pháp, đã xây dựng một hệ thống điện báo quang (optical telegraph). Hệ thống này gồm một chuỗi các tháp với các đèn báo hiệu trên đó. Thời đó tin tức được vượt chặn đường 200 Km trong vòng 15 phút.
+ Năm 1854: John Tyndall, nhà vật lý tự nhiên người Anh, đã thực hiện thành công một thí nghiệm đáng chú ý nhất là ánh sáng có thể truyền qua một môi trường điện trong suốt.
+ Năm 1870: cũng John Tyndall đã chứng minh được rằng ánh sáng có thể dẫn được theo một vòi nước uốn cong dựa vào nguyên lý phản xạ toàn phần.
+ Năm 1880: Alexander Graham Bell, người Mỹ, đã phát minh ra một hệ thống thông tin ánh sáng, đó là hệ thống photophone. Ông ta đã sử dụng ánh sáng mặt trời từ một gương phẳng mỏng đã điều chế tiếng nói để mang tiếng nói đi. Ở máy thu, ánh sáng mặt trời đã được điều chế đập vào tế bào quang dẫn, selen, nó sẽ biến đổi thông điệp thành dòng điện. Bộ phận máy điện thoại hoàn tất hệ thống này. Hệ thống photophone chưa bao giờ đạt được thành công trên thương mại, mặt dù nó đã làm việc tốt hơn, do nguồn nhiễu quá lớn làm giảm chất lượng đường truyền.
+ Năm 1934: Norman R.French, một kỹ sư người Mỹ, nhận được bằng sáng chế về hệ thống thông tin quang. Phương tiện truyền dẫn của ông là thanh thủy tinh.
+ Vào những năm 1950: Brian O’Brien, Harry Hopkins và Nariorger Kapany đã phát triển sợi quang có hai lớp, bao gồm lớp lõi (core) bên trong (ánh sáng lan truyền
Page 29
trong lớp này) và lớp bọc (Cladding) bao xung quanh bên ngoài lớp lõi, nhằm giữ ánh sáng ở lõi. Sợi này sau đó được các nhà khoa học trên phát triển thành Fibrescope uốn cong (một loại kính soi bằng sợi quang), một thiết bị có khả năng truyền một hình ảnh từ đầu sợi tới cuối sợi. Tính uốn cong của Fiberscope cho phép ta quan sát một vùng mà ta không thể xem một cách bình thường được. Đến nay, hệ thống Fiberscope vẫn còn được sử dụng rộng rãi, đặc biệt trong ngành y dùng để soi bên trong cơ thể người.
+ Vào năm 1958: Charles H.Townes đã phát minh ra con Lazer cho phép tăng cường và tập trung nguồn sáng để ghép vào sợi.
+ Năm 1960: Theodor H.maiman đưa laser vào hoạt động thành công, làm tăng dung lượng hệ thống thông tin quang rất cao.
+ Năm 1966: Charles K.Kao và George Hockham thuộc phòng thí nghiệm Standard Telecommunication của Anh thực hiện nhiều thí nghiệm để chứng minh rằng nếu thủy tinh được chế tạo trong suốt hơn bằng cách giảm tạp chất trong thủy tinh thì sự suy hao ánh sáng sẽ được giảm tối thiểu. Và họ cho rằng nếu sợi quang được chế tạo đủ tinh khiết thì ánh sáng có thể truyền đi xa nhiều Km.
+ Năm 1967: suy hao sợi quang được báo cáo là α gần bằng 1000 dB/Km.+ Năm 1970: hãng Corning Glass Works đã chế tạo thành cộng sợi SI có suy hao
α < 20 dB/Km ở bước sóng 633 nm.+ Năm 1972: loại sợi GI được chế tạo với suy hao α là 4dB/Km.+ Năm 1983: Sợi single mode được sản xuất ở Mỹ.+ Năm 1988: Công ty NEC thiết lập một mạng đường dài mới có tốc độ 10 Gbit/s
trên chiều dài 80,1 Km dùng sợi dịch tán sắc và Lazer hồi tiếp phân bố.+ Hiện nay sợi quang có suy hao α ≤ 2,2 dB/Km ở bước sóng 1550 nm và có
những loại sợi đặc biệt có suy hao thấp hơn giá trị này rất nhiều.
2. Các thiết bị quang.2.1 Sợi cáp quang.
Cáp quang là một loại cáp viễn thông làm bằng thủy tinh hoặc plastic, sử dụng ánh sáng
để truyền tín hiệu.
Page 30
a. Cấu tạo sợi cáp quang.
Hai loại cáp quang phổ biến là GOF (Glass Optical Fiber) – cáp quang làm bằng thuỷ
tinh và POF (Plastic Optical Fiber) – cáp quang làm bằng plastic. POF có đường kính
core khá lớn khoảng 1mm, sử dụng cho truyền dẫn tín hiệu khoảng cách ngắn, mạng tốc
độ thấp.
Các thành phần chính của sợi cáp quang:
Sợi cáp quang được cấu tạo từ ba thành phần chính: lõi (core), lớp phản xạ ánh sáng
(cladding), lớp vỏ bảo vệ chính (primary coating hay còn gọi coating, primary buffer).
Page 31
Trên các tài liệu kỹ thuật, cáp quang GOF ghi các thông số đường kính của
core/cladding là 9/125µm (single mode), 50/125µm hay 62,5/125µm (multimode), còn
primary coating có đường kính mặc định là 250µm
Core được làm bằng sợi thủy tinh hoặc plastic dùng truyền dẫn ánh sáng. Bao bọc
core là cladding – lớp thủy tinh hay plastic – nhằm bảo vệ và phản xạ ánh sáng trở lại
core. Primary coating là lớp vỏ nhựa PVC giúp bảo vệ core và cladding không bị bụi,
ẩm, trầy xước.
Các thành phần bảo vệ sợi cáp quang:
Bảo vệ sợi cáp quang là lớp vỏ ngoài gồm nhiều lớp khác nhau tùy theo cấu tạo, tính
chất của mỗi loại cáp. Nhưng có ba lớp bảo vệ chính là lớp chịu lực kéo (strength
member), lớp vỏ bảo vệ ngoài (buffer) và lớp áo giáp (jacket) – tùy theo tài liệu sẽ có
tên gọi khác nhau.
Strength member là lớp chịu nhiệt, chịu kéo căng, thường làm từ các sợi Kevlar.
Buffer thường làm bằng nhựa PVC, bảo vệ tránh va đập, ẩm ướt. Lớp bảo vệ ngoài cùng
là Jacket. Mỗi loại cáp, tùy theo yêu cầu sử dụng sẽ có thêm các lớp jacket khác nhau.
Jacket có khả năng chịu va đập, nhiệt và chịu mài mòn, bảo vệ phần bên trong tránh ẩm
ướt và các ảnh hưởng từ môi trường.
Có hai cách thiết kế khác nhau để bảo vệ sợi cáp quang là ống đệm không chặt (loose-
tube) và ống đệm chặt (tight buffer).
Page 32
Loose-tube thường dùng ngoài trời (outdoor), cho phép chứa nhiều sợi quang bên
trong. Loose-tube giúp sợi cáp quang “giãn nở” trước sự thay đổi nhiệt độ, co giãn tự
nhiên, không bị căng, bẻ gập ở những chỗ cong.
Cáp quang outdoor
Tight-buffer thường dùng trong nhà (indoor), bao bọc khít sợi cáp quang (như
cáp điện), giúp dễ lắp đặt khi thi công.
b.Truyền tia sáng trong sợi quang.
Cáp quang dùng ánh sáng truyền dẫn tín hiệu, các tia sáng bên trong cáp quang có hai
kiểu truyền dẫn là đơn mốt (Singlemode) và đa mốt (Multimode)
Để nhận biết được 2 loại này, trước hết chúng ta cần tìm hiều một vài khái niêm cơ
bản sau.
Mode
Page 33
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 High Order Mode Low Order 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
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
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.
Page 34
Cáp quang Singlemode (SM) là sợi quang mà trong đó chỉ có một tia sáng Axial được
lan truyền
Vì đường kính lõi rất nhỏ (khoảng 10 μm¿ nên SM không bị ảnh hưởng bởi hiện
tượng tán sắc.
Cáp quang Multimode (MM) là sợi quang 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)
Các tia sáng trong sợi quang Step Index Multimode
Các tia sáng trong sợi quang Step Index Multimode truyền theo nhiều hướng khác
nhau vì vậy có mức suy hao cao và tốc độ khá chậm. Step index ít phổ biến, thường dùng
cho cáp quang POF
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).
Page 35
Sợi quang Multimode chiết suất biến đổi (Graded Index Multimode)
Các tia sáng kiểu Graded index truyền dẫn theo đường cong và hội tụ tại một điểm.
Do đó Graded index ít suy hao và có tốc độ truyền dẫn cao hơn Step index. Graded index
được sử dụng khá phổ biến.
Các tia sáng trong sợi quang Graded Index Multimode
Đặc điểm và ứng dụng của sợi Singlemode và Multimode:
Singlemode hay Multimode đều có ưu điểm và tính năng riêng, mỗi chuẩn này được thiết
kế để chạy cho một vùng yêu cầu của thực tế
Single mode Multimode
Đặc điểm SM có đường kính lõi rất nhỏ
(khoảng 10 μm¿.
MM có đường kính core lớn hơn SM
(khoảng 50µm, 62.5µm).
SM sử dụng nguồn phát laser truyền
tia sáng xuyên suốt vì vậy tín hiệu ít
bị suy hao và có tốc độ khá lớn.
MM sử dụng nguồn sáng LED (Light
Emitting Diode) hoặc laser để truyền
tia sáng.
SM thường hoạt động ở 2 bước sóng
1310nm, 1550nm.
MM thường hoạt động ở 2 bước sóng
850nm, 1300nm.
Page 36
SM có đường kính ruột sợi nhỏ nên
việc hàn nối các sợi gặp rất nhiều
khó khăn hơn sợi MM
MM có khoảng cách kết nối và tốc độ
truyền dẫn nhỏ hơn SM.
Ứng dụng SM dùng cho khoảng cách xa
hàng nghìn km, phổ biến trong các
mạng điện thoại, mạng truyền hình
cáp và được các đơn vị viễn thông
sử dụng để truyền dữ liệu trong hệ
thống của họ .
MM Sử dụng cho truyền tải tín
hiệu trong khoảng cách ngắn ≤ 5Km,
thường được sử dụng trong các hệ
thống mạng nội bộ, truyền thông
trong công nghiệp,...
-Step index: dùng cho khoảng cách
ngắn, phổ biến trong các đèn soi trong
-Graded index: thường dùng trong các
mạng LAN
c. Truyền dẫn tín hiệu trên cáp quang.
Truyền dẫn tín hiệu trên cáp quang có hai dạng đơn công (simplex) và song
công (duplex).
- Simplex truyền tín hiệu chỉ 1 chiều.
- Duplex có thể truyền nhận tín hiệu 1 chiều bán song công (half-Duplex) hoặc cả 2
chiều song công toàn phần (full-Duplex) Duplex ở cùng thời điểm tùy theo cách cấu
hình.
Page 37
Ứng dụng của cáp quang
Mạng truyền dẫn quang có thể được xây dựng làm các tuyến đường trục, trung kế,
liên tỉnh, thuê bao kéo dài cho tới cả việc truy nhập vào mạng thuê bao linh hoạt và đáp
ứng được mọi môi trường lắp đặt từ trong nhà, trong các cấu hình thiết bị cho tới các hệ
thống truyền dẫn xuyên lục địa, vượt đại dương...Các hệ thống thông tin quang cũng rất
phù hợp cho các hệ thống truyền dẫn số không loại trừ tín hiệu dưới dạng ghép kênh nào,
các tiêu chuẩn Bắc Mỹ, Châu Âu hay Nhật Bản.
Trước đây, cáp quang chỉ dùng để kết nối các đường trục chính của quốc gia, nhà
cung cấp dịch vụ, doanh nghiệp lớn vì chi phí khá cao. Nhưng hiện nay, cáp quang được
sử dụng khá rộng rãi ở các doanh nghiệp vừa, nhỏ, các trường đại học và người sử dụng
thông thường.
d. Ưu – nhược điểm của cáp quang so với cáp đồng:
Ưu điểm:
Cáp quang đã trở thành một phương tiện thông dụng cho nhiều yêu cầu truyền thông.
Nó có những ưu điểm vượt hơn so với các phương pháp truyền dẫn điện thông
thường. Phần dưới đây nêu những ưu điểm điểm của Cáp quang:
- Cáp quang dùng ánh sáng truyền dẫn tín hiệu, do đó ít suy hao và thường được
dùng cho kết nối khoảng cách xa. Trong khi cáp đồng sử dụng dòng điện để truyền tín
hiệu, dễ bị suy hao trong quá trình truyền và có khoảng cách kết nối ngắn hơn
- Kích thước và trọng lượng nhỏ: So với một cáp đồng có cùng dung lượng, cáp
sợi quang có đường kính nhỏ hơn và khối lượng nhẹ hơn nhiều. Do đó dễ lắp đặt chúng
hơn, đặc biệt ở những vị trí có sẵn dành cho cáp (như trong các đường ống đứng trong
các tòa nhà), ở đó khoảng không là rất ít.
- Dung lượng tải cao hơn : Bởi vì sợi quang mỏng hơn cáp đồng, nhiều sợi quang
có thể được bó vào với đường kính đã cho hơn cáp đồng. Điều này cho phép nhiều kênh
đi qua cáp.
Page 38
- Chất lượng tín hiệu tốt hơn - Không giống tín hiệu điện trong cáp đồng, tín hiệu
ánh sáng từ sợi quang không bị nhiễu với những sợi khác trong cùng cáp. Điều này làm
cho chất lượng tín hiệu tốt hơn.
- Không bị nhiễu bởi các tín hiện điện, điện từ hoặc thậm chí cả bức xạ ánh
sáng.
- Sử dụng điện nguồn ít hơn: Bởi vì tín hiệu trong cáp quang giảm ít, máy phát có
thể sử dụng nguồn thấp hơn thay vì máy phát với điện thế cao được dùng trong cáp đồng.
- Tính bảo mật: Sợi quang cung cấp độ bảo mật thông tin cao. Một sợi quang
không thể bị trích để lấy trộm thông tin bằng các phương tiện điện thông thường như sự
dẫn điện trên bề mặt hay cảm ứng điện từ, và rất khó trích để lấy thông tin ở dạng tín hiệu
quang. Các tia sáng truyền lan ở tâm sợi quang và rất ít hoặc không có tia nào thoát khỏi
sợi quang đó. Thậm chí nếu đã trích vào sợi quang được rồi thì nó có thể bị phát hiện nhờ
kiểm tra công suất ánh sáng thu được tại đầu cuối. Trong khi các tín hiệu thông tin vệ tinh
và viba có thể dễ dàng thu để giải mã được.
- Tính cách điện: Sợi quang là một vật cách điện. Sợi thủy tinh này loại bỏ nhu
cầu về các dòng điện cho đường thông tin. Cáp sợi quang làm bằng chất điện môi thích
hợp không chứa vật dẫn điện và có thể cho phép cách điện hoàn toàn cho nhiều ứng
dụng. Nó có thể loại bỏ được nhiễu gây bởi các dòng điện chạy vòng dưới đất hay những
trường hợp nguy hiểm gây bởi sự phóng điện trên các đường dây thông tin như sét hay
những trục trặc về điện. Đây là một phương tiện an toàn thường được dùng ở nơi cần
cách điện.
- Độ tin cậy cao - do cáp quang được thiết kế thích hợp có thể chịu đựng được
những điều kiện về nhiệt độ và độ ẩm khắc nghiệt và thậm chí có thể hoạt động ở dưới
nước.
- Tính linh hoạt: do các hệ thống thông tin quang đều khả dụng cho hầu hết các
dạng thông tin số liệu, thoại và video. Các hệ thống này đều có thể tương thích với các
chuẩn RS.232, RS422, V.35, Ethernet, Arcnet, FDDI, T1, T2, T3, Sonet, thoại 2/4 dây,
tín hiệu E/M, video tổng hợp và còn nhiều nữa.
Page 39
- Dễ dàng nâng cấp khi chỉ cần thay thế thiết bị thu phát quang còn hệ thống cáp
sợi quang vẫn có thể được dữ nguyên.
- Sự tái tạo tín hiệu: Công nghệ ngày nay cho phép thực hiện những đường truyền
thông bằng cáp quang dài trên 70 km trước khi cần tái tạo tín hiệu, khoảng cách này còn
có thể tăng lên tới 150 km nhờ sử dụng các bộ khuếch đại laze. Trong tương lai, công
nghệ có thể mở rộng khoảng cách này lên tới 200 km và có thể 1000 km. Chi phí tiết
kiệm được do sử dụng ít các bộ lắp trung gian và việc bảo dưỡng chúng có thể là khá lớn.
Ngược lại, các hệ thống cáp điện thông thường cứ vài km có thể đã cần có một bộ lặp.
Nhược điểm
- Dòn và dễ gãy
- Cài đặt đòi hỏi phải có chuyên môn nhất định
- Nối cáp khó khăn, dây cáp dẫn càng thẳng càng tốt. do cáp quang không thể bẻ
cong nên khi nối cáp quang vào các thiết bị khác chúng ta phải thông qua hộp đấu nối.
Cáp quang và các thiết bị đi kèm, chi phí hàn nối rất đắt tiền so với các loại cáp đồng.
e. Các thông số quang cần quan tâm.
Suy hao quang (Optical loss): lượng công suất quang (optical power) mất trong suốt
quá trình truyền dẫn qua cáp quang, điểm ghép nối. Ký hiệu dB.
Suy hao phản xạ (Optical Return loss): ánh sáng bị phản xạ tại các điểm ghép
nối,đầunốiquang.
Suy hao tiếp xúc (Insertion loss): giảm công suất quang ở hai đầu ghép nối. Giá trị
thông thường từ 0,2dB – 0,5dB.
Suy hao (Attenuation): mức suy giảm công suất quang trong suốt quá trình truyền
dẫn trên một khoảng cách xác định. Ký hiệu dB/km. Ví dụ, với cáp quang Multimode ở
bước sóng 850nm suy giảm 3dB/km, trong khi ở bước sóng 1300nm chỉ suy giảm
1dB/km. Cáp quang Singlemode: suy giảm 0,4dB/km ở 1310nm, 0,3dB/km ở 1550nm.
Page 40
Đầu nối (connector) suy giảm 0,5dB/cặp đấu nối. Điểm ghép nối (splice) suy giảm 0,2
dB/điểm.
Bước sóng (Wavelength): là chu kỳ di chuyển của sóng điện từ. Ký hiệu nm. Ánh
sáng chúng ta nhìn thấy được có wavelength từ 400nm đến 700nm (màu tím đến màu
đỏ). Cáp quang sử dụng ánh sáng nằm trong vùng hồng ngoại có wavelength lớn hơn
wavelength mà ta nhìn thấy – trong khoảng 850nm, 1300nm và 1550nm. Các bước sóng
truyền dẫn quang được xác định dựa trên hai yếu tố nhằm khắc phục tình trạng suy hao
do năng lượng và vật liệu truyền dẫn: các bước sóng nằm trong vùng hồng ngoại và
các bước sóng không nằm trong vùng hấp thu, cản trở năng lượng ánh sáng truyền dẫn
do tạp chất lẫn trong cáp quang từ quá trình sản xuất
Page 41
f. Các loại cáp quang.
- Loại lõi 8.3micron, lớp lót 125micron, chế độ đơn.
- Loại lõi 62.5micron, lớp lót 125micron, đa chế độ.
- Loại lõi 50micron, lớp lót 125micron, đa chế độ.
- Loại lõi 100micron, lớp lót 140micron, đa chế độ
g. Một số loại cáp quang thông dụng.
Page 42
2.2 Đầu nối quang.
a. Khái niệm.
Đầu nối (Connector): là thiết bị để nối cáp sợi quang với các thiết bị quang
b. Phân loại.
Đầu nối thông dụng :SC/PC, SC/APC, SC/UPC, ST/UPC, FC/APC, FC/UPC,
LC/UPC, LC/APC …. ST (straight tip), FC (fiber connector) là các kiểu đầu nối quang
có dạng hình tròn, SC (subscriber connector) là đầu vuông to, LC là đầu vuông nhỏ...)
Page 43
Các đầu nối chuyên dụng SMA 905,SMA906,D4, BICONIC, DIN
Page 44
c. Cấu tạo.
Bên trong đầu nối là ferrule, giúp bảo vệ và giữ thẳng sợi cáp quang. Ferrule được làm bằng thủy tinh, kim loại, plastic hoặc gốm (ceramic) – trong đó chất liệu gốm là tốt nhất
Đỉnh của ferrule được làm nhẵn (polish) với ba dạng điểm tiếp xúc chính PC (Physical Contact), UPC (Ultra Physical Contact) và APC (Angled Physical Contact), giúp đảm bảo chỗ ghép nối có ít ánh sáng bị mất hoặc bị phản xạ nhất
PC: được vạt cong, sử dụng với các kiểu đầu nối FC, SC, ST. PC, có giá trị suy hao phản xạ (optical return loss) là 40dB.
UPC cũng được vạt cong như PC nhưng giảm return loss hơn. UPC có giá trị return loss 50dB (là giải pháp giúp giảm giá trị suy hao). UPC dùng với các đầu nối FC, SC, ST, DIN, E2000.
APC được vạt chéo 8 độ, loại bỏ hầu hết sự phản xạ ở điểm ghép nối và có giá trị return loss 60dB ( suy hao ít nhất).
2.3 Dây nhảy quang, dây nối quang.
a. Dây nối quang.
Dây nối quang – pigtaill: là một đoạn sợi quang có đường kính la 0.9 mm, được gắn một đầu với đầu nối quang, đầu còn lại để chờ, nhằm mục đích gắn vào cáp quang.
Page 45
Dây nối dùng để nối giữa cáp quang với ODF.
b. Dây nhảy quang.
Dây nhảy quang là một đoạn sợi quang có đường kính thông dụng là 0.9, 2.0, 2.4, 3.0 mm, hai đầu được gắn vào cáp quang, các đầu nối có thể là dạng PC, UPC, APC thuộc chuẩn SC, ST, LC, MU, E2000,....
Dây nhảy quang dùng để kết nối từ hộp ODF đến thiết bị quang điện hoặc giữa 2 ODF với nhau
Page 46
2.4 ODF (Optical Distribution Frame) :
ODF là là nơi tập trung cáp để đấu nhảy vào hệ thống của đài trạm, đồng thời là
nơi tập trung tất cả đầu cáp từ ngoài tủ vào trong đài trạm. Tất cả được đấu trên đầu
connecter nhờ những sợi dây nhảy quang.
Những sợi quang trên 1 tuyến cáp quang sẽ đấu vào 1 phía ODF, phía còn lại sẽ
dùng để gắn dây nhảy quang (pig tail), dây nhảy quang này sẽ đi đến thiết bị (hoặc nối
đến 1 ODF khác, tùy mục đích sử dụng).
Phòng lắp ODF thường được đặt gần phòng lắp thiết bị đài, là nơi đo thử, kiểm tra
mạng cáp và cáp thuê bao.
Sử dụng dây nhảy đầu nối giữa các đầu connecter tạo nên sự linh hoạt và dễ dàng
thay đổi cáp khi hư hỏng hay thuê bao di dời từ nơi này sang nơi khác.
Nhược điểm là suy hao ở điểm đấu nhảy rất lớn. Thường được dùng ở các điểm
kết cuối (terminate) của cáp.
3.2
Page 47
2.5 Tủ cáp gốc:
Là nơi kết cuối cáp gốc từ ODF trung tâm trong đài trạm kéo đến, thường dùng
cáp 24 FO, từ tủ cáp các tuyến cáp gốc được kéo đến các tủ cáp S1. Trong tủ sử dụng dây
nhảy quang và đầu connecter, bộ chia 1:4 để đấu nối đến các tủ S2. Các tủ S1 thường có
các tên được sơn bên ngoài tủ là CO1.00, CO2.00…
2.6 Tủ cáp phối:
Là nơi kết cuối cáp phối từ S1 kéo đến,
thường dung là cáp 12 FO. Trong tủ sử dụng bộ chia 1:16, dây nhảy quang và đầu
connecter để đấu nối thuê bao. Các tủ S2 thường có các tên được sơn bên ngoài tủ là
CO1.00.01, CO2.00.01….
2.7 Măng xông quang.
a. Khái niệm:
Măng xông quang là thiết bị thường được dùng để nối kéo dài cáp, hoặc rẽ nhánh ở giữa một tuyến cáp
Hình ảnh măng xông 4FO, 2FO
Khi chôn hoặc treo cáp quang ngoài đường, mỗi cuộn cáp quang đều có chiều dài
nhất định, vì vậy cáp quang ngoại vi muốn phát triển đi xa hơn phải dung nhiều cuộn cáp
Page 48
để kéo và dùng máy hàn cáp quang, ống co nhiệt để nối lại. Măng-xông là thiết bị dùng
để cố định lại điểm nối đó để thành 1 tuyến cáp hoàn chỉnh. Nó cũng được sử dụng để nối
lại tuyến cáp khi có sự cố đứt cáp xảy ra. Có thể sử dụng măng-xông để rẽ 1 số sợi quang
trong 1 tuyến cáp, nhập với 1 tuyến cáp khác và đi về hướng đó tùy mục đích sử dụng
b. Cấu tạo:
- Măng xông quang được làm bằng nhựa plastic- Bên trong măng xông có các khay, đặt chồng lên nhau. Các khay này là nơi
dùng để đặt các mối hàn giữa 2 sợi quang
Các phụ kiện trong khay chứa của măng xông
Page 49
Các phụ kiện thêm vào trong kit
- Phần vỏ của măng xông được cấu tạo cứng chắc để chống lại tác động của môi trường và các tác động vật lý bên ngoài. Các vật liệu cấu tạo
Vỏ khuôn măng xông : Polypropylene Đai khóa: Thép Van thông khí: Thép Băng bịt kín măng xông: Cao su Acylic Vòng đệm: PBT
Hình ảnh bên ngoài và trong măng xông 24FO
- Kích thước của măng xông
Kích thước ngoài (LxWxH) 15.7” x 6.9” x 4.2” (399x175x109 mm)
Khoảng trống bên trong măng xông 12” x 4.7” x 3.3” (295x120x84 mm)
Page 50
(LxWxH)Trọng lượng (không bao gồm kit) 1715 gĐường kính của cáp 0.4 – 1 inch(10 – 25 mm)Số lượng port cáp vào ra 4 (02 ở mỗi đầu)
- Dung lượng của măng xông
Số lượng cáp có thể lắp đặt 2 – 4Số lượng tối đa đặt khay đỡ mối hàn 3M FOT001
4
Dung lượng của khay đỡ mối hàn 3M FOT001
12
Chiều dài quấn vòng của sợi quang trần
2x0.8 m
Chiều dài quấn vòng của sợi quang chứa trong ống đệm
2x0.8 m
c. Công dụng:
Nhiệt độ hoạt động : (- 400C) ÷ (+ 60oC)
Đảm bảo độ an toàn cho điểm nối, điểm đấu nối sẽ kiên cố, lâu dài, suy hao điểm đấu nhảy thấp
Vỏ bọc bảo vệ mối nối khỏi bị oxy hóa và chống lại tác động của môi trường và các tác động vật lý bên ngoài.
2.8 Máy hàn cáp quang:a. Khái niệm:
Máy hàn cáp quang là một thiết bị dùng để nối hai sợi cáp quang lại với nhau, sợi cáp quang này được dùng để truyền thông tin trên nền quang.
Bản chất nguyên lý nối hai sợi cáp quang : để nối hai sợi quang thủy tinh lại với nhau cần phải nung nóng chúng lên trên 1000 độ để hai sợi này nóng chảy và gắn lại với nhau. Để làm được điều này, người ta dùng hai điện cực và phóng hồ quang giữa hai điện cực đốt nóng hai sợi quang.
Page 51
Máy hàn cáp quang
b. Phân loại:
Về phương pháp chia các loại máy hàn thì có nhiều quan điểm khác nhau, tuy nhiên có thể chia ra các máy hàn cáp quang hiện nay như sau:
- Chia theo công nghệ: Máy hàn cáp quang dạng gắn lõi (tạm dịch): tiêu biểu cho loại máy hàn này là:
Fujikura FSM-60S, FSM-50S, Innoinstrument IFS-7, Sumitomo Type 39, Type 37, Furukawa S177A
Máy hàn cáp quang dạng gắn vỏ (tạm dịch): tiêu biêu cho loại máy hàn này là: Fujikura FSM-18S, Fitel S122A, Sumitomo Type 25s...
- Chia theo công dụng: Máy hàn cáp quang dùng cho sản xuất: Máy hàn cáp quang dùng thi công mạng truyền dẫn: Máy hàn cáp quang thi công thuê bao FTTH, FTTX Máy hàn cáp quang trong phòng thí nghiệm...
c. Cấu tạo:
Page 52
Sơ lược về một số hệ thống cơ bản của máy hàn cáp quang ta có:
- Hệ thống gán hai sợi sát nhau để chúng có thể dính lại với nhau, hệ thống này là hệ thống quan trọng nhất của máy, lý do: sợi quang có đường kính lõi rất nhỏ cỡ micromet, lên hệ thống này phải có độ chính xác rất cao, đây là sản phẩm cơ khí chính xác
- Buồng phóng hồ quang với hai điện cực
- Hệ thống cảm nhận sợi, đo suy hao sau hàn, đo độ gán
- Hệ thống hiển thị
- PIN để đi công trường, dao cắt sợi, dụng cụ thi công sợi.
d. Hàn cáp quang:
- Mối hàn: kết nối hai sợi quang cố định- So sánh với khớp nối (connector):
Suy hao thấp, suy hao phản hồi (return loss) thấp và độ bền vật lý tốt hơn so với connector
Chi phí thấp hơn Cần ít nhân công hơn để có thể thực hiện kết nối (chế tạo connector) Mối nối nhỏ, gọn hơn có thể đặt vào măng xông cáp
- Phân loại: Hàn nóng chảy (Fusion splice): Sử dụng tia hồ quang do hai điện cực
tạo ra để làm nóng chảy sợi quang ở nhiệt độ 2000oC để kết dính hai sợi quang
Hàn cơ khí (Mechanical splice): Tuốt lớp phủ, làm sạch và cắt sợi quang. Sau đó canh chỉnh và giữ sợi quang cố định tại một vị trí bằng keo epoxy hoặc bằng kẹp cơ khí
2.9 Dao cắt sợi quang:a. Khái niệm-ứng dụng:
Dao cắt sợi cáp quang thường được đi kèm với máy hàn cáp quang. Nên rất nhiều người không để ý và lưu tâm tới thiết bị này tuy nhiên đây được coi là một trong những sản phẩm mấu chốt nếu muốn có năng suất cao khi hàn cáp quang. Bởi nó là thiết bị được dùng đầu tiên trong công đoạn hàn cáp quang và sản phẩm của dao cắt sợi quang ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mối hàn
Page 53
Dao cắt sợi cáp quang là thiết bị dùng để cắt sợi cáp quang, sản phẩm sau khi cắt sẽ được đưa vào máy hàn cáp quang, nơi diễn ra thao tác gắn sợi quang.
Sợi cáp quang nói ở đây là sợi quang silica, một dạng thủy tinh, nên khi cắt rất rễ bị vỡ sước thành sợi quang làm lỗi cho hệ thống hàn sau đó.
Nếu thành phẩm hàn cáp quang không đạt yêu cầu, máy hàn sẽ loại sợi vừa cắt và yêu cầu cắt lại việc này lặp đi lặp lại cho đến khi đạt yêu cầu về góc máy hàn quang mới nhận
b. Phân loại:- Phân theo số thao tác của người thực hiện
Loại 1 thao tác cắt: người dùng làm duy nhất 1 động tác ấn dao là tự động cắt sợi các model tiêu biểu của loại này như: ILSINTECH CI-02, CI-03A, CI-03B
Loại 2 thao tác cắt: người dùng làm 02 động tác để thực hiện cắt, model thuộc loại này là: Fujikura CT-20
Loại 3 thao tác cắt: Người dùng làm 03 động tác để cắt sợi, model loại này là: Fujikura CT-30, Sumitomo FC-7S
Loại 4 thao tác cắt: Người dùng dùng 04 thao tác để cắt sợi, model loai này là: Sumitomo FC-6S, ILSINTECH CI-01
- Phân theo cơ chế thực hiện cắt của dao
Page 54
Cơ thế thanh trượt cơ khí: vidụ như: CT-20, CT-30, FC-7S Cơ chế điền dầu: vidụ: ILSINTECH CI-02 Cơ chế dùng sóng điện từ để cắt sợi: vidụ: ILSINTECH Ultra sonic cleaver
- Phân theo số lượng sợi cắt. Cắt sợi đơn, cắt 01 sợi Cắt sợi đa, cắt nhiều sợi, thường là 12 sợi cùng 1 lúc
c. Quy trình cắt sợi:
Đẩy bộ phận trượt lưỡi dao về phía trước và mở bộ giữ sợi to và nhỏ (xem ảnh trên)
Sử dụng dao tuốt vỏ sợi quang tuốt bỏ sạch lớp vỏ, với khoảng cách 30 - 40mm. Sử dụng bông hoặc giấy lau chuyên dụng thấm cồn và lau sạch phần sợi đã tuốt vỏ
Đặt phần sợi quang đã tuốt và lau sạch vào rãnh (đảm bảo lớp vỏ sợi quang đã được tuốt bỏ và lau sạch) và nằm thẳng chính xác trên 2 miếng đệm.
Đóng nắp giữ sợi nhỏ trước và nắp giữ sợi to sau.
Tay trái giữ thân dao, tay phải ấn đẩy phận trượt lưỡi dao về phía sau để cắt sợi.
Tay trái cầm giữ sợi quang và giữ thân dao, tay phải mở nắp giữ sợi to trước và năp giữ sợi nhỏ sau để lấy sợi ra. Chú ý: Luôn lau vệ sinh sạch đoạn cáp quang cần hàn và phần sợi quang thô.
Cẩn thận với mặt sợi quang đã được cắt, tránh để đầu cáp tiếp xúc với bất kỳ vật khác hoặc bị bụi bẩn
2.10 Máy đo OTDR:
Page 55
a. Khái niệm:
OTDR là từ viết tắt của từ Optical Time Domain Reflectometer có nghĩa là: máy đo thời gian phản xạ của tín hiệu quang. Nó xác định sự cố và suy hao của tính hiệu tài bất kỳ điểm nào trên sợi quang
b. Cấu tạo:Sơ đồ khối tổng quát của máy đo OTDR:
Page 56
Trong Set up OTDR điển hình, bộ vi xử lý sẽ gửi các bộ chỉ thị tới bộ tạo xung và
laser mà cung cấp xung ánh sáng sử dụng bởi OTDR (OTDR thường được trang bị với 2
laser trong đó mỗi một laser sẽ xác định cho mỗi cửa sổ phát của sợi quang). Những xung
này thông qua 1 " Optical coupler " mà cho phép xung di chuyển qua tới cổng OTDR và
đầu ra, vào trong sợi quang đang được định rõ. Khi sự phản xạ đến trở lại OTDR chúng ở
đường trực tiếp từ laser nguồn bởi "Optical coupler" và trong photodetector thác (bộ giải
mã tín hiệu quang thành tín hiệu điện hoạt động theo nguyên lý thác lũ, ký hiệu là APD).
Tín hiệu này sau đó được đưa đến bộ chuyển đổi A/D và được gửi vào bộ vi xử lý để tiến
hành phân tích và hiển thị. Khi đồ thị đã được hiển thị trên màn hình thì mỗi một điểm
trên màn hình sẽ đại diện cho 1 giá trị trung bình của 12 điểm mẫu.
c. Nguyên lý đo của OTDR:
OTDR sẽ gửi các xung ánh sáng ngắn vào sợi quang. Sự tán xạ ánh sáng xảy ra trong sợi quang, chính xác tại các chỗ bị gián đoạn như các connector, mối hàn nối, các
Page 57
đoạn cong và các loại hỏng khác ... Ánh sáng tán xạ này sẽ quay trở lại OTDR và OTDR sẽ tiến hành phân tích các tín hiệu phản hồi này. Đặc biệt cường độ tín hiệu này sẽ được đo trong mối quang hệ với thời gian bên trong sợi (thời gian từ lúc bắt đầu phát xung ánh sáng vào sợi cho đến khi thu nhận được ánh sáng phản hồi quay trở lại). Trong khi đó quãng thời gian lúc phát ra và lúc thu về có liên quan đến tốc độ truyền của ánh sáng trong chất liệu bằng sợi thuỷ tinh. Do vậy mà OTDR có thể tính toán được các khoảng cách tới được các sự cố đặc trưng. Công thức sau minh hoạ cách đo khoảng cách của OTDR như sau:
D=C . t2. n
Trong đó: D: là khoảng cách hiển thị từ điểm bắt đầu đến sự cố C: là tốc độ của ánh sáng trong chân không (2998000 km/s) t: là thời
gian trễ từ lúc phát xung tới lúc thu xung ánh sáng (mà chia cho 2) n: là chỉ số khúc xạ của sợi quang dưới sự kiểm tra (thường được xác
định tại nhà máy)
OTDR sử dụng hệ quả tán xạ ngược Rayleigh và sự phản xạ Fresnel để đo các tình trạng của sợi quang
Tán xạ ngược: khi ánh sáng gặp những điểm không đồng nhất trong sợi quang
Phản xạ: khi có sự thay đổi về chiết suất của môi trường truyền (thủy tinh và không khí)
Page 58
Công suất dội về do hiện tượng phản xạ lớn hơn rất nhiều so với hiện tượng tán xạ ngược
d. Ứng dụng của máy OTDR:
OTDR đươc xem như là một thiết bị không thể thiếu trong hệ thống truyền dẫn quang. Từ lúc lắp đặt tuyến cáp đến công việc bảo dưỡng và sửa chữa đều không thể thiếu máy OTDR. OTDR được sử dụng với các mục đích sau:
Đo suy hao toàn bộ tuyến cáp quang. Đo suy hao phản hồi (return loss) tại các mối nối Đo suy hao phản xạ của khớp nối. Định vị điểm đứt sợi quang. Phát hiện đoạn cáp bị chèn ép hoặc uốn cong quá mức cho phép
3. Mô hình hệ thống thông tin quang điển hình:
3.1 Mô hình hệ thống thông tin quang:Sơ đồ khối của hệ thống thông tin quang.
- Hình trên biểu thị cấu hình cơ bản của một hệ thống thông tin quang. Nói chung, tín hiệu điện từ máy điện thoại, từ các thiết bị đầu cuối, số liệu hoặc Fax được đưa đến bộ E/O để chuyển thành tín hiệu quang, sau đó gởi vào cáp quang. Khi truyền qua sợi quang, công suất tín hiệu (ánh sáng) bị suy yếu dần và dạng sóng bị rộng ra. Khi truyền tới đầu
Page 59
bên kia sợi quang, tín hiệu này được đưa vào bộ O/E để tạo lại tín hiệu điện, khôi phục lại nguyên dạng như ban đầu mà máy điện thoại, số liệu và Fax đã gửi đi.
- Như vậy cấu trúc cơ bản của một hệ thống thông tin quang có thể được mô tả đơn giản như trên gồm:
Bộ phát quang. Bộ thu quang. Môi trường truyền dẫn cáp sợi quang.
- Bộ phát: Nguồn tín hiệu thông tin như tiếng nói, hình ảnh, dữ liệu... sau khi được xử lý trở thành tín hiệu điện (có thể ở dạng tương tự hoặc số) sẽ được đưa đến bộ phát quang (cụ thể là nguồn quang). Các tín hiệu điện đưa vào bộ phát quang được điều chế quang theo nhiều phương pháp điều biến khác nhau (điều biến trực tiêp cường độ ánh sáng hay điều biến gián tiếp) để thu được tín hiệu quang. Tín hiệu quang này sẽ được ghép vào sợi quang để truyền đi tới phía thu.
- Môi trường truyền dẫn cáp sợi quang: là môi trường truyền dẫn ánh sáng
(tín hiệu đã được điều chế quang) từ đầu phát tới đầu thu. Trong quá trình truyền
dẫn này, do đặc tính quang học của ánh sáng và sợi quang mà tín hiệu quang bị
suy giảm (suy hao và tán sắc). Cự ly truyền dẫn càng dài thì ánh sáng bị suy giảm
càng mạnh, điều này dẫn đến khó khăn khi khôi phục tín hiệu ở phía thu. Do vậy,
trên tuyến truyền dẫn thông tin quang, thường có các bộ khuếch đại tín hiệu quang
và các trạm lặp nhằm tái tạo lại tín hiệu bị suy giảm trên đường truyền.
- Bộ thu: Tín hiệu thu được từ môi trường truyền dẫn sẽ được bộ thu quang
tiếp nhận. Tại đây, tín hiệu quang sẽ được biến đổi ngược trở lại thành tín hiệu
điện như tín hiệu phát ban đầu. Cuối cùng ta thu được tín hiệu thông tin cần.
Page 60
Nếu cự ly thông tin quá dài thì trên tuyến có thể có một hoặc nhiều trạm lặp
(Repeater). Cấu trúc đơn giản của một trạm lăp (cho một hướng truyền dẫn) được
minh họa ở hình bên dưới.
- Trạm lặp khi truyền trên sợi quang, công suất tín hiệu quang bị suy yếu dần
(do sợi quang có độ suy hao). Nếu cự ly thông tin quá dài thì tín hiệu quang này có
thể không đến được đầu thu hoặc đến đầu thu với công suất còn rất thấp đầu thu
không nhận biết được, lúc này ta phải sử dụng trạm lặp (hay còn gọi là trạm tiếp
vận). Chức năng chính của trạm lặp là thu nhận tín hiệu quang đã suy yếu, tái tạo
chúng trở thành tín hiệu điện. Sau đó sửa dạng tín hiệu điện này, khuếch đại tín
hiệu đã sửa dạng, chuyển đổi tín hiệu đã khuếch đại thành tín hiệu quang. Và cuối
cùng đưa tín hiệu quang này lên đường truyền để truyền trực tiếp đến đầu thu. Như
vậy, tín hiệu ở ngõ vào và ngõ ra của trạm lặp đều ở dạng quang, và trong trạm lặp
có cả khổi O/E và E/O.
3.2 Cấu trúc truyền dẫn mạng đường trục Ring:- Xu thế hiện nay trên thế giới và của ngành Bưu điện là xây dựng mạng NGN với công
nghệ truyền tải quang thế hệ sau dựa trên công nghệ chuyển mạch quang WDM với khả năng dung lượng cao và chi phí thấp. Hiện nay ở Việt Nam, công nghệ WDM đã được triển khai ở cấp đường trục. Với tốc độ phát triển theo hàm số mũ của các dịch vụ đa phương tiện trên nền IP đặc biệt là sự phát triển không ngừng ở các thiết bị di động(
Page 61
Sự phát triển công
Tablet, Smart phone...) làm tăng nhu cầu người sử dụng Internet lên rất nhiều, đã thúc đẩy việc áp dụng công nghệ mạng truy nhập băng rộng (xDSL, FTTx…) và sẽ gây ra sự tắc nghẽn trong vùng mạng đô thị(MAN) nếu bản thân mạng đường trục của các nhà mạng không đáp ứng đủ.
- Trong khi đó, với sức ép cạnh tranh, các nhà khai thác mạng không muốn đầu tư quá nhiều vào hạ tầng mạng nhưng vẫn phải đảm bảo vấn đề an toàn thông tin liên tục và phát triển lâu dài về sau.
- Vì vậy các công nghệ quang mới cần tận dụng cơ sở hạ tầng hiện có và hiện nay đã phát
triển, ứng dụng các công nghệ có tính kế thừa như NG-SDH, RPR và WDM với cấu hình
Ring trong môi trường mạng MAN. Mạng quang hiện ở Việt nam được triển khai phổ
biến với cấu hình Ring rất hiệu quả. Do vậy, vấn đề nổi lên đó là việc thiết kế và khai
Page 62
Sự phát triển công
thác hiệu quả mạng quang, nhất là đối với mạng MAN có cấu trúc Ring mà hiện đang
được triển khai phổ biến trên thế giới cũng như ở Việt nam.
Mạng quang hiện nay ở Việt nam chủ yếu được triển khai dựa theo cấu trúc đa Ring
trên cơ sở công nghệ SDH và WDM. Điển hình mạng quang đường trục của VNPT đã
nâng cấp lên sử dụng công nghệ WDM cấu hình Ring, và sắp tới cũng sẽ triển khai
trong mạng MAN. Các tuyến cáp đường trục quan trọng T-V-H, C-S-C và đặc
biệt tuyến cáp quang biển SEA-ME-WE3, AAG là xa lộ thông tin nối Việt Nam với
các nước trong khu vực và quốc tế. Mạng viễn thông đã và đang phát triển về cả chất
lượng và tốc độ. Tuyến thông tin quang đường trục DWDM tốc độ 10 Gbit/s đã đáp
ứng nhu cầu thông tin ngày càng tăng cả về tốc độ và sự an toàn thông tin trong thời
gian qua.
Page 63
Đặc điểm cấu trúc mạng Ring quang:
- Cấu trúc liên kết mạng Ring (vòng khép kín) nối các điểm tập trung mạng trên một vòng cáp, không có đầu nào bị hở. Tín hiệu truyền đi theo một chiều và đi qua từng core Router. Mỗi Router đóng vai trò như một bộ chuyển tiếp khuếch đại tín hiệu và gửi nó tới máy tính tiếp theo. Do tín hiệu đi qua từng máy nên sự hỏng hóc của một máy có thể ảnh hưởng đến toàn mạng.
- Ta có 2 dạng Ring chính: Ring với 2 cáp; Ring với 4 cáp;
Page 64
Xét mô hình phân tích kiểu Ring với 2 cáp được ứng dụng ở nước ta:
Mô hình này khá đơn giản, Lúc hệ thống hoạt động bình thường tín hiệu liên
lạc giữa các Node đi liên tục qua lại với nhau. Nếu gặp sự cố trên một đường
thì bắt buộc phải đi theo hướng còn lại, thông qua Node trung gian. Lúc đó
chúng ta có thể sửa chữa khắc phục sự cố mà vẫn đảm bảo thông tin không
bị trì hoãn. (Với điều kiện sự cố không đồng thời trên các hướng)
VD: Chẳng hạn gặp sự cố trên 1 đường trực tiếp giữa Hà nội và Đà Nẵng thì
buộc dữ liệu từ Hà nội đến Đà nẵng, cũng như Đà nẵng đến Hà nội phải thông
qua Node TP Hồ Chí Minh.
Page 65
Tuy nhiên nếu hướng liên lạc với TP Hồ Chí Minh cũng bị lỗi thì hệ thống Failse hoàn toàn. Vì vậy người ta dùng hệ thống Ring 4 dây để nâng cao độ an toàn
Xét hệ thống Ring 4 dây:
- Do các Node được kết nối xuyên suốt nhau nên chỉ cần thông tin liên lạc giữa các Node đảm bảo thì hệ thống sẽ hoạt động xuyên suốt đến tất cả các Node mạng còn lại. Tuy nhiên để đảm bảo quá trình thông tin liên tục khi xảy ra sự cố không mong muốn người ta thường dùng một đôi cáp bảo vệ cho việc thông tin giữa hai điểm Node mạng, đề phòng khi xảy ra sự cố trên một đường thì vẫn còn một đường liên lạc và dễ dàng khắc phục sự cố cho đường hỏng đó mà không ảnh hưởng đến quá trình thông tin.
Page 66
Khi cần truyền dữ liệu từ Node A - Node D mà đường truyền chính bị sự cố giữa A- D dữ liệu được truyền trên đường bảo vệ.
Đường truyền chính từ Node A-C bị lỗi hoàn toàn dữ liệu được truyền theo đường vòng
Ta thấy việc dùng 4 dây tuy tốn kém ban đầu nhưng hệ thống được đảm bảm an toàn cao hơn rất nhiều so với phương pháp Ring 2 dây, giúp đảm bảo cho các hệ thống thông tin quan trọng. Tuy nhiên giá thành đầu tư ban đầu sẽ cao hơn so với cấu trúc 2 dây. Nên thực tế thường thấy ở những hệ thống 2 dây thường phải đảm bảo bảo vệ tốt hơn, và được triển khai ở những nơi ít sự cố.
Page 67
- Trên các node chính lại được nối Ring ra các node phụ với các điểm node thường là các Switch, tại đây tùy theo yêu cầu hệ thống mà sử dụng cấu trúc mạng khác nhau...cho phù hợp và tiết kiệm nhất.
3.3 Cấu trúc truyền dẫn mạng Nhánh:3.3.1 AON và PON:
AON (Active Optical Network - mạng cáp quang chủ động ) là kiến trúc mạng điểm - điểm (point to point ) , thông thường mỗi thuê bao có một đường cáp quang riêng chạy từ thiết bị trung tâm (Access Node ) đến thuê bao (FTTH - Fiber to the Home )
Page 68
Sơ đồ mạng AON- Mạng AON có nhiều ưu điểm như:
Tầm kéo dây xa (lên đến 70km mà không cần bộ lặp (repeater) Tính bảo mật cao (do việc can thiệp nghe lén trên đường truyền gần
như là không thể ) Dễ dàng nâng cấp băng thông thuê bao khi cần , dễ xác định lỗi
- Bên cạnh đó AON cũng có khuyết điểm: Chi phí cao do việc vận hành các thiết bị trên đường truyền đều cần
nguồn cung cấp Mỗi thuê bao là một sợi quang riêng Cần nhiều không gian chứa cáp
Mô hình triển khai mạng AON
Page 69
PON (Passive Optical Network ) là kiến trúc mạng điểm - nhiều điểm (point to multipoint ) . Để giảm chi phí trên mỗi thuê bao , đường truyền chính sẽ đi từ thiết trung tâm OLT (Optical Line Termination ) qua một thiết bị chia tín hiệu (Splitter) và từ thiết bị này mới kéo đến nhiều người dùng (có thể chia từ 32- 64 thuê bao)
Sơ đồ mạng PON
- Mạng PON có nhiều ưu điểm như: Splitter không cần nguồn cung cấp , có thể đặt bất kỳ đâu nên nếu triển
khai cho nhiều thuê bao thì chi phí giảm đáng kể so với AON Hệ thống cũng tiết kiệm điện hơn và không gian chứa cáp cũng ít hơn so
với AON ( do Splitter không cần nguồn cung cấp)- PON cũng có nhiều khuyết điểm:
Khó nâng cấp băng thông khi thuê bao yêu cầu (do kiến trúc điểm đến nhiều điểm sẻ ảnh hưởng đến những thuê bao khác trong trường hợp đã dùng hết băng thông )
Khó xác định lỗi hơn do 1 sợi quang chung cho nhiều người dùng
Page 70
Tính bảo mật cũng không cao bằng AON (có thể bị nghe lén nếu dữ liệu không mã hóa )
Mô hình triển khai mạng PON So sánh hai công nghệ AON và PON:
Công nghệ AON PONBăng thông trên mỗi thuê bao
100Mbps – 1Gbps 2,5Gbps/1,25Gbps nếu không dùng splitter, triển khai theo mô hình điểm - điểm, tuy nhiên thường chia thành 1:32 (78Mbps) hay 1:64 (39Mbps).
Tăng băng thông tạm thời cho thuê bao (cần sao lưu dự phòng máy chủ, chẳng hạn)
Đơn giản Phức tạp
Số thuê bao bị ảnh hưởng khi có lỗi
ít Nhiều
Thời gian xác định lỗi Nhanh Chậm hơnKhả năng bị nghe lén Rất thấp CaoĐộ tin cậy của đường cáp đến thuê bao
Cao do tùy mô hình khách hàng có thể được kết nối theo dual-homing (có 2 đường truyền khác nhau), vòng tròn (ring) hay 2 kết nối
Thấp, không có phương án 2 kết nối trên một PON
Chi phí triển khai Cao do mỗi thuê bao là một sợi quang riêng
Thấp vì sợi quang từ OLT sẽ được chia sẻ cho nhiều thuê
Page 71
bao qua bộ chia thụ động (passive splitter)
Chi phí vận hành Cao các thiết bị như Access Node cần cấp nguồn và kích thước cũng lớn, yêu cầu không gian. Không gian cho cáp cũng cần nhiều.
Thấp do OLT kích thước nhỏ và passive splitter không cần nguồn. Phục vụ khoảng 8000 thuê bao chỉ cần không gian của một tủ rack
Chi phí nâng cấp Thấp, do đặc tính điểm đến điểm nên việc nâng cấp băng thông đơn giản, chẳng hạn chỉ cần thay thiết bị đầu cuối (CPE)
Cao do một toàn bộ thuê bao trong một dây PON (từ OLT qua splitter đến người dùng) phải được nâng cấp.
3.3.2 GPON:
BPON (Broadband PON): là một chuẩn dựa trên APON. Nó hỗ trợ thêm công nghệ WDM, băng thông giành cho đường uplink là động và cao hơn. Nó cũng cung cấp một giao diện quản lý chuẩn OMCI giữa OLT và ONU/ONT cho phép nhiều nhà cung cấp dịch vụ cùng hoạt động. GPON (Gigabit PON): là sự nâng cấp của chuẩn BPON
Gigabit Passive Optical Networks (GPON) là tiêu chuẩn ITU-T G.984 cho phép tốc độ truyền dữ liệu tăng lên. Nó hỗ trợ tốc độ cao hơn, bảo mật được tăng cường và sự đa dạng trong việc lựa chọn giao thức lớp 2: ATM, GEM, Ethernet
GPON cung cấp khả năng mở rộng băng thông và hiệu quả sử dụng băng thông.: Băng thông tải xuống khoảng 2,488 Gbps và tải lên khoảng 1,244 Gbps
Phương pháp GPON cho phép đóng gói rất hiệu quả lưu lượng truy cập của người dùng, với khung phân khúc cho phép cao hơn QoS nhạy cảm với trễ như thông tin liên lạc bằng giọng nói và video.
Page 72
4. Các dịch vụ trong hệ thống thông tin quang:
Một số dịch vụ
4.1 FTTX
FTTx (Fiber to the x) là một thuật ngữ chung cho kiến trúc mạng băng rộng sử
dụng cáp quang thay thế tất cả hay một phần cáp kim loại thông thường dùng
trong mạch vòng ở chặng cuối của mạng viễn thông.
Page 73
Mô hình mạng triển khai sợi quang
Ngành công nghiệp viễn thông đã phân biệt một vài mô hình riêng biệt, rõ ràng.
Trong đó được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay là:
- Fiber To The Home (FTTH): sợi quang được dẫn tới ranh giới không gian sống, như
một hộp cáp quang được đặt trên tường bên ngoài của một ngôi nhà.
- Fiber To The Building (FTTB): sợi quang được dẫn tới chân của một tòa nhà cao tầng,
từ đó thông qua phương tiện chuyển đổi (quang-điện) đấu nối tới từng người sử dụng
riêng biệt.
- Fiber To The Curb (FTTC): sợi quang được dẫn tới tủ cáp đặt trên lề đường cách khu
vực khách hàng gần hơn 300m,từ đó sử dụng cáp đồng đấu nối tới người dùng.
- Fiber To The Node (FTTN): sợi quang được dẫn tới node, nó cũng tương tự như FTTC,
nhưng khoảng cách từ node tới khu vực khách hàng thì xa hơn, có thể tới vài kilomet.
Page 74
4.2 IPTV
IPTV - Internet Protocol Television- là dịch vụ truyền hình bằng giao thức IP trên
mạng truyền dẫn băng thông rộng. Đây là một trong các dịch vụ Triple - play mà các
nhà khai thác dịch vụ viễn thông đang giới thiệu trên phạm vi toàn thế giới. Hiểu một
cách đơn giản, Triple - play là một loại hình dịch vụ tích hợp 3 trong 1: dịch vụ thoại,
dữ liệu và video được tích hợp trên nền IP (tiền thân là từ hạ tầng truyền hình cáp).
IP-TV bao gồm các dịch vụ truyền hình quảng bá (broadcast TV), truyền hình theo
yêu cầu (Video-on-Demand: VoD), truyền hình tương tác (interactive-video).
Nói rộng hơn IPTV là dịch vụ giá trị gia tăng sử dụng mạng băng rộng IP phục vụ
cho nhiều người dùng (user). Các user có thể thông qua máy vi tính PC hoặc máy thu
hình phổ thông cộng với hộp phối ghép set-top-box để sử dụng dịch vụ IPTV.
Page 75
Tính tương tác là ưu điểm của IPTV so với hệ thống truyền hình cáp CATV hiện
nay, vì truyền hình CATV tương tự cũng như CATV số đều theo phương thức phân
chia tần số, định trước thời gian và quảng bá đơn hướng (truyền từ một trung tâm đến
các máy tivi thuê bao). Mạng CATV hiện nay chủ yếu dùng cáp đồng trục hoặc lai
ghép cáp đồng trục với cáp quang (HFC) đều phải chiếm dụng tài nguyên băng tần rất
rộng. Hơn nữa kỹ thuật ghép nối modem cáp hiện nay đều sản sinh ra tạp âm. So với
mạng truyền hình số DTV thì IPTV có nhiều đổi mới về dạng tín hiệu cũng như
phương thức truyền bá nội dung. Trong khi truyền hình số thông qua các menu đã
định trước (thậm chí đã định trước hàng tuần, hoặc hàng tháng) để các user lựa chọn,
thì IPTV có thể đề cao chất lượng phục vụ có tính tương tác và tính tức thời. Người sử
dụng (user hoặc viewer) có thể tự do lựa chọn chương trình TV của mạng IP băng
rộng. Với ý nghĩa đúng của phương tiện truyền thông (media) giữa server và user.
4.3 Mobility:
Page 76
Mobility (công nghệ di động) cho phép thực hiện các giao tiếp, hoạt động xã hội, thương mại và tác nghiệp kinh doanh trên điện thoại, lúc này chiếc điện thoại không đơn thuần là thiết bị liên lạc nữa mà là công cụ lao động.
Ở Việt Nam, Mobility đã bắt đầu được triển khai trong lĩnh vực ngân hàng di động
(mobile banking). Tuy nhiên, chúng ta cần những hệ điều hành hỗ trợ cho dịch vụ để
bảo đảm bảo mật và tốc độ, việc di động hóa phần nào trong hệ thống của doanh
nghiệp phụ thuộc vào đặc thù hiện trạng hệ thống IT cũng như đặc điểm về kinh
doanh của doanh nghiệp. Tuy nhiên, rất nhiều phần có thể di động hóa được như Hệ
thống quản lý tài liệu nội bộ, hệ thống Intranet và các ứng dụng quản trị.
4.4 Mạng thoại trên nền Voip
Voice over Internet Protocol (VoIP) là một công nghệ cho phép truyền thoại sử
dụng giao thức mạng IP, trên cơ sở hạ tầng sẵn có của mạng Internet. VoIP có thể
vừa thực hiện cuộc gọi thoại như trên mạng điện thoại kênh truyền thống (PSTN)
đồng thời truyền dữ liệu trên cơ sở mạng truyền dữ liệu. Như vậy, nó đã tận dụng
được sức mạnh và sự phát triển vượt bậc của mạng IP vốn chỉ được sử dụng để
truyền dữ liệu thông thường.
Page 77
4.5 Video Conference
Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ thông tin và khoa học kỹ thuật. Việc tổ
chức các cuộc họp, các buổi hội thảo, đào tạo từ xa… ngày càng trở nên phổ biến. Với
sự hỗ trợ của các phương tiện truyền thông hiện đại sẽ giúp các công ty, ngân hàng,
doanh nghiệp tiết kiệm rất nhiều thời gian và chi phí đi lại.
Hội nghị Truyền hình (Video Conference) là dịch vụ được triển khai và sử dụng
dựa trên các công nghệ mạng truyền thông tiên tiến như IP (Internet Protocol), ATM,
ISDN. Dịch vụ này cung cấp khả năng truyền hình ảnh, âm thanh trực tuyến giữa
nhiều điểm trên mạng, giúp tăng cường khả năng tương tác, trao đổi thông tin giữa
các thành viên trong hội nghị với nhau.
Page 78
Recommended
