Các loại cáp viễn thông hiện nay

CÁC LOẠI CÁP VIỄN THÔNG HIỆN NAY I. CÁP ĐỒNG I. Cáp xoắn đôi (Twisted pair) Năm 1881 Alexander Graham Bell là người đầu tiên đưa cáp xoắn đôi vào sử dụng trong dịch vụ điện thoại.Và đến năm 1900,loại cáp này đã được sử dụng phổ biến,rộng rãi trên toàn nước Mĩ.Ngày nay hàng triệu Km cáp xoắn đôi đang được sử dụng bên ngoài bởi các công ty điện thoại ,phục vụ cho truyền tải âm thanh.Và phần lớn các mạng thông tin,Internet cũng sử dụng loại cáp này. Cáp xoắn đôi(Twisted pair) là loại cáp gồm nhiều cặp dây đồng xoắn lại với nhau nhằm chống phát xạ nhiễu điện từ (Electromagnetic Interference-EMI) từ bên ngoài,từ sự phát xạ của loại cáp UTP và sự xuyên âm(Crosstalk) giữa những cặp cáp liền kề.(Trong thông tin vô tuyến, sự xuyên âm thường được biểu thị giao thoa đồng kênh, và liên quan đến giao thoa kênh- kề bên. ) Chẳng bao lâu sau phát minh ra điện thoại,các đường dây cáp đã được sử dụng trong công nghệ truyền tải .Hai dây được căng ra ở 2 phía của thanh chéo trên các cực, truyền tải chung tuyến đường với dây điện.Ban đầu các nhà nghiên cứu nhận ra rằng dây điện đã làm giảm đi khoảng cách truyền tải của tín hiệu điện thoại.Và một giải pháp mới được đưa ra gọi là sự chuyển vị dây,để giảm bớt sự giao thoa,tại các cực, 2 dây lại được vắt chéo qua nhau.Như vậy mỗi dây sẽ chịu ít ảnh hưởng của sự phát xạ nhiễu điện từ từ dòng điện hơn.Ngày nay ,những đường dây trần với sự chuyển vị tuần hoàn như vậy vẫn có thể còn được bắt gặp ở các vùng nông thôn.Điều này đại diện cho một sự thi hành sớm của sự xoắn với nhịp xoắn là 4 lần trên 1 Km.Dựa trên những thành quả nghiên cứu đó,năm 1881,Alexander Graham Bell(nhà bác học Thụy sĩ người đã phát minh ra chiếc máy điện thoại vào năm 1876) đã đưa cáp xoắn đôi vào sử dụng cho hệ thống điện thoại của chính công ty truyền thông Bell của ông. Cáp xoắn có thể làm giảm nhiễu vì hai dây chỉ truyền một đường dữ liệu, biễu diễn bằng hiệu điện thế giữa hai dây này. Khi nhiễu đánh vào, hai dây xoắn vào nhau nên sẽ xem như bị nhiễu giống nhau, cùng tăng hoặc cùng giảm một điện áp nhất định.Hiệu điện thế giữa hai dây vẫn giữ nguyên nên dữ liệu truyền vẫn đúng.Do giá thành thấp nên cáp xoắn được dùng rất rộng rãi đặc biệt là làm cáp điện thoại và sử dụng cho các loại máy tính trong công nghệ truyền thông Internet.Các loại cáp xắn đôi có tốc độ truyền tối đa có thể lên đến hàng chục Gigabit/giây (Gbps) với tần số dao động có thể đạt tới 600MHz.Có hai loại cáp xoắn đôi được sử dụng rộng rãi trong LAN là: loại có vỏ bọc chống nhiễu(STP) và loại không có vỏ bọc chống nhiễu(UTP). 1- Cáp xoắn đôi không có vỏ bọc chống nhiễu UTP(Unshielded Twisted Pair) UTP cáp không có vỏ bọc chống nhiễu.Bù lại nó có tính linh hoạt và độ bền cao.Gồm nhiều cặp xoắn như cáp STP nhưng không có lớp vỏ đồng chống nhiễu. Cáp xoắn đôi trần sử dụng chuẩn 10BaseT hoặc 100BaseT. Do giá thành rẻ nên đã nhanh chóng trở thành loại cáp mạng cục bộ được ưu chuộng nhất. Độ dài tối đa của một đoạn cáp là 100 mét. Không có vỏ bọc chống nhiễu nên dễ bị nhiễu khi đặt gần các thiết bị và cáp khác do đó thông thường dùng để đi dây trong nhà. Đầu nối dùng đầu RJ-45. Cáp UTP có 5 loại: Loại 1: truyền âm thanh, tốc độ <4MbpsLoại 2: cáp này gồm 4 dây xoắn đôi, tốc độ 4MbpsLoại 3: truyền dữ liệu với tốc độ lên đến 10 Mbps. Cáp này gồm 4 dây xoắn đôi với 3 mắt xoắn trên mỗi foot.Loại 4: truyền dữ liệu, 4 cặp xoắn đôi, tốc độ đạt được 16 MbpsLoại 5: truyền dữ liệu, 4 cặp xoắn đôi, tốc độ 100MbpLà một dạng cáp xoắn đôi,cáp UTP đã được sử dụng hơn 100 năm bởi các hệ thống điện thoại,mạng máy tính.Nó còn có một tên gọi khác là cáp Ethernet,theo tên của mạng Erthernet,loại mạng sử dụng cáp UTP nhiều nhất trên thế giới.Và tính đến hiện nay thì cáp UTP được phân loại làm 7 loại, từ cat 1 có tốc độ và khả năng chống nhiễu thấp nhất thường dùng để truyền tín hiệu thoại trong ngành bưu điện đến cat 7 có tốc độ và khả năng chống nhiễu cao nhất. Thông số kỹ thuật về cable UTP CAT 5 E Cấu tạo sợi cápJacket: Lớp vỏ bảo vệ ngaòi cùng (PVC)Insulation: Lớp vỏ bọc lõiConductor: Lõi đồngZipcord: Sợi dây dùng để tách lớp vỏ bọc ngoài cùng Cáp UTP CAT5 e được chế tạo theo tiêu chuẩn TIA/EIA-568Sử dung phù hợp với các công nghệ mạng như:10BASE -T, 100BASE –T, Gigabit Ethernet, Tokenring, 155Mbps ATM .Vỏ bọc cáp bao gồm các màu lựa chọn theo part number 1. Thông số kỹ thuật:1. Part NumberLoại cáp Kiếu đóng gói Part NumberTrắng GrayXám Xanh Vàng4- PairNon-Plenum RB 57826-2 57826-4 57826-6 57826-8WR 57826-1 57826-3 57826-5 57826-7PB 6-57826-2 6-57826-4 6-57826-6 6-57826-84- PairPlenum RB 57825-2 57825-4 57825-6 57825-8WR 57825-1 57825-3 57825-5 57825-7PB 6-57825-2 6-57825-4 6-57825-6 6-57825-82. Đặc điểm kỹ thuậtTần số(MHz)Mức suy hao NEXT,dB(dB/100m)Max/Typical10 6.5 72/8120 9.3 51/6025 10.4 49/5862.5 17.0 43/52100 22.0 40/49155 28.1 37/46250 36.9 34/43300 41.0 33/42350 44.9 32/413. Băng thông: Có dải băng thông rộng (lên đến 350MHz) phù hợp tất cả mọi loại dịch vụ .4. Vỏ bọc bảo vệ bên ngoài: -Đối với loại cáp có Part Number 57825-X la: Polymer alloy-Đối với loại cáp có Part Number 57825-X là: FR PVC5. Dải nhiệt độ: - Dải nhiệt độ bảo quản: -200C tới +800C- Dải nhiệt độ sử dụng: -200C tới +600C 2-Cáp xoắn đôi có vỏ bọc chống nhiễu STP(Shielded Twisted Pair) Gồm nhiều cặp xoắn được phủ bên ngoài một lớp vỏ làm bằng dây đồng bện. Lớp vỏ này có tác dụng chống EMI từ ngoài và chống phát xạ nhiễu bên trong. Lớp vỏ bọc chống nhiễu này được nối đất để thoát nhiễu. Cáp xoắn đôi có bọc ít bị tác động bởi nhiễu điện và có tốc độ truyền qua khoảng cách xa cao hơn cáp xoắn đôi trần. - Chi phí: đắt tiền hơn Thinnet và UTP nhưng lại rẻ tiền hơn Thicknet và cáp quang. - Tốc độ: tốc độ lý thuyết 500Mbps, thực tế khoảng 155Mbps, với đường chạy 100m. Tốc độ phổ biến 16Mbps (Token Ring). - Độ suy dần: tín hiệu yếu dần nếu cáp càng dài, thông thường ngắn hơn 100m. - Đầu nối: STP sử dụng đầu nối DIN (DB –9).Ngoài 2 dạng cáp trên, cáp xoắn đôi còn một dạng nữa là FTP(Foiled Twisted Pair).FTP là loại cáp lai tạo giữa cáp UTP và STP, nó hỗ trợ chiều dài tối đa 100m. 3.Kĩ Thuật Bấm Cáp Mạng * Cáp thẳng (Straight-through cable): là cáp dùng để nối trực tiếp giữa hai thiết bị khác nhau như PC-Hub, PC-Switch, Router-Hub, Router-Switch Cáp thẳng theo chuẩn 10/100Base-T dùng 2 cặp xoắn nhau và dùng chân 1,2, 3, 6 trên đầu RJ45. Cặp dây xoắn thứ nhất nối vào chân 1, 2 và cặp dây xoắn thứ hai nối vào chân 3, 6. Đầu kia của cáp dựa vào màu nối vào chân của đầu RJ45 và nối tương tự. * Cáp chéo (Crossover cable): là cáp dùng nối trực tiếp giữa hai thiết bi giống nhau như PC–PC, Router–Router, Hub–Hub, Switch–Switch, PC-Router, và Hub–Switch. Cáp chéo trật tự dây cũng giống như cáp thẳng nhưng đầu dây còn lại phải chéo cặp dây xoắn sử dụng (dây 1 → dây 3, dây 2 → dây 6 và dây 3 → dây 1, dây 6 → dây 2). * Cáp console: dùng để nối PC vào các thiết bị mạng chủ yếu dùng để cấu hình các thiết bị . Thông thường khoảng cách dây console ngắn nên chúng ta không cần chọn cặp dây xoắn, mà chọn theo màu từ 1 → 8 sao cho dễ nhớ và đầu bên kia ngược trở lại từ 8 → 1. Thứ tự bảng màu của cáp xoắn đôi UTP 4-Ích lợi và hạn chế của cáp xoắn đôi 1)Ích lợi Là loại cáp mỏng, mềm dẻo nên dễ dàng để kéo dài thành dây giữa những tường. Cáp UTP nhỏ, nó không nhanh đổ đầy tràn những ống nối dây. UTP chi phí ít hơn so với mọi cáp kiểu LAN khác 2)Hạn chế: Tính cảm ứng của cáp xoắn tới phát xạ nhiễu điện từ phụ thuộc nhiều vào những sơ đồ Xoắn cặp (thông thường được cấp bằng sáng chế bởi những nhà sản xuất) và không được sứt mẻ trong thời gian sự cài đặt. Do đó, những cáp xoắn đôi thông thường có những yêu cầu khó khăn cho việc sắp đặt bán kính uống cong cực tiểu hoặc cực đại. Tính dễ vỡ tương đối này của những cáp xoắn đôi làm cho việc thực hiện việc cài đặt trở thành một yếu tố quan trọng đảm bảo cho sự hoạt động của cáp. II.Cáp Đồng Trục Cáp đồng trục được chế tạo gồm một dây đồng ở trung tâm được bao bọc bởi một vật liệu cách li là chất điện môi không dẫn điện, chung quanh chất điện môi được quấn bằng dây bện kim loại vừa dùng làm dây dẫn vừa bảo vệ khỏi sự phát xạ nhiễm điện từ.Ngoài cùng lại là một lớp vỏ bọc làm bằng chất không dẫn điện(thường là PVC,PE).Dây đồng trục có hai loại, loại nhỏ (Thin) và loại to (Thick). Dây cáp đồng trục được thiết kế để truyền tin cho bǎng tần cơ bản (Base Band) hoặc bǎng tần rộng (broadband).Dây cáp loại to dùng cho đường xa, dây cáp nhỏ dùng cho đường gần, tốc độ truyền tin qua cáp đồng trục có thể đạt tới 35 Mbit/s.Ngoài ra dây cáp đồng trục còn chia làm 2 loại là loại cứng và loại dẻo.Loại cứng thì có một lớp bảo vệ dày đặc còn loại dẻo thì là một viền bảo vê,thường là một dây đồng.Sự suy giảm và trở kháng của dung môi ảnh cũng có ảnh hưởng quan trọng đến tính năng của cáp.Dung môi có thể đặc hoặc rỗng.Tận cùng của cáp là một đầu kết nối RF.Vì trường điện từ mang tín hiệu chỉ tồn tại trong khoảng không giữa bên trong và dây dẫn ở phía ngoài, nên nó không bị suy giảm hay chịu ảnh hưởng của phát xạ nhiễm điện từ.Do đó cáp đồng trục được sử dụng như một đường truyền tần số cao để truyền tải những tín hiệu cao tần hoặc một dải rộng tín hiệu. * Cáp đồng trục có hai loại: Cáp đồng trục mỏng (Thin coaxial cable) và cáp đồng trục dày (Thick coaxial cable) được dùng trong các mạng Ethernet. - Cáp mỏng (Thin cable / Thinnet) – 10BASE-2: có đường kính khoảng 6mm, thuộc họ RG-58, chiều dài tối đa cho một phân đoạn là 185m, tốc độ truyền dữ liệu tối đa là 10Mbps, số repeater tối đa là 4, số trạm tối đa trên một phân đoạn là 30, số trạm tối đa trong mạng là 90, khoảng cách tối thiểu giữa hai máy là 0.5m. + Cáp RC-58, trở kháng 50Ω (Ohm) dùng với Ethernet mỏng. + Cáp RC-59, trở kháng 75Ω (Ohm) dùng cho truyền hình cáp. + Cáp RC-62, trở kháng 93Ω (Ohm) dùng cho ARCnet. Sơ đồ mạng dùng cáp đồng trục mỏng - Cáp dày (Thick cable / Thicknet) – 10BASE-5: có đường kính khoảng 13mm thuộc họ RG-58, chiều dài tối đa trên một phân đoạn là 500m, tốc độ truyền dữ liệu tối đa là 10Mbps, số repeater tối đa là 4, số trạm tối đa trên một phân đoạn là 50, số trạm tối đa trong mạng là 300, khoảng cách tối thiểu giữa hai máy là 2.5m. Cáp đồng trục dày (RG-62) thường được dùng trong một mạng máy tính nó tạo thành các đường xương sống (backbone) trong hệ thống mạng. So sánh giữa cáp đồng trục mỏng và đồng trục dày. - Chi phí: cáp đồng trục thinnet rẻ nhất, cáp đồng trục thicknet đắt hơn. - Tốc độ: mạng Enthernet sử dụng cáp thinnet có tốc độ tối đa 10Mbps và mạng ARCNet có tốc độ tối đa 2.5Mbps - EMI: có lớp chống nhiễu nên hạn chế được nhiễu. - Có thể bị nghe trộm tín hiệu trên đường truyền. Cách lắp đặt dây cáp đồng trục với máy tính: - Muốn nối các đoạn cáp đồng trục mỏng lại với nhau ta dùng đầu nối chữ T và đầu nối BNC. - Muốn đấu nối cáp đồng trục dày ta phải dùng một đầu chuyển đổi transceiver và nối kết vào máy tính thông qua cổng AUI. Các mạng cục bộ thường sử dụng cáp đồng trục có băng thông từ 2,5 - 10 Mbps, cáp đồng trục có độ suy hao ít hơn so với các loại cáp đồng khác vì nó có lớp vỏ bọc bên ngoài, độ dài thông thường của một đoạn cáp nối trong mạng là 200m, thường sử dụng cho dạng Bus (mạng tuyến tính). II. Cáp Quang Ngày nay, Internet đã trở thành một nhu cầu thiết yếu, giúp mọi người ở khắp nơi trên thế giới có thể giao tiếp, trao đổi, học tập, mua sắm, giải trí dễ dàng, nhanh chóng. Các ứng dụng, dịch vụ trên Internet cũng ngày càng phát triển theo, điều này đòi hỏi tốc độ, băng thông kết nối Internet cao và cáp quang trở thành lựa chọn số một - FTTH (Fiber To Home) là một điển hình. FTTH đáp ứng các dịch vụ luôn đòi hỏi mạng kết nối tốc độ cao như IPTV, hội nghị truyền hình, video trực tuyến, giám sát từ xa IP Camera... 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. Bài viết giới thiệu cơ bản về cáp quang và các đầu nối, giúp bạn đọc hiểu được thông số kỹ thuật trên các tài liệu, thông tin sản phẩm 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. 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). 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. 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. Trên các tài liệu kỹ thuật, bạn thường thấy cáp quang GOF ghi các thông số 9/125µm, 50/125µm hay 62,5/125µm, đây là đường kính của core/cladding; còn primary coating có đường kính mặc định là 250µm. ( Hình 1 ) Hìn1 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). 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.( Hình 2 ) Hình2 Tight-buffer thường dùng trong nhà (indoor), bao bọc khít sợi cáp quang (như cáp điện), giúp dễ lắp đặt khi thi công. Hình 3 Hình 3 Trên một số tài liệu, bạn sẽ gặp hai thuật ngữ viết tắt IFC, OSP. IFC (Intrafacility fiber cable) là loại cáp dùng trong nhà, có ít lớp bảo vệ vật lý và việc thi công lắp đặt linh hoạt. OSP (Outside plant cable) là loại cáp dùng ngoài trời, chịu được những điều kiện khắc nghiệt của nhiệt độ, độ ẩm, bụi... loại cáp này có nhiều lớp bảo vệ.