Tải bản đầy đủ

Báo cáo thực tập: Hệ thống thông tin quang tại Công ty CP Công trình Viettel

Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

LỜI NÓI ĐẦU
---------------------------------Hiện nay các hệ thống thông tin quang phát triển rất nhanh, với tốc độ như
vũ bão. Các quá trình công nghệ luôn gắn với mục tiêu kinh tế của hệ thống. Sự
phát triển của hệ thống thông tin quang trong mạng viễn thông đã tạo hiệu qủa
kinh tế, việc sử dụng môi trường truyền dẫn quang làm cho các hệ thống hoạt
động ở tốc độ cao được dễ dàng. Hệ thống thông tin quang có rất nhiều ưu điểm,
nổi bật là băng tần truyền dẫn rộng, cho phép truyền dẫn hầu hết các dạng thông
tin dưới dạng số. Do đó trên thế giới và nước ta đang phát triển mạng viễn thông
đa dịch vụ ISDN, ADSL... đặc biệt chỉ có sợi quang mới có thể đáp ứng được đa
dịch vụ băng rộng và chế độ chuyển mạch tế bào (ATM), nó đòi hỏi tốc độ thông
tin phải cao, băng tần rộng, chất lượng tốt, đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao
của khách hàng, ngoài ra còn đơn giản hoá và nâng cao hiệu quả của việc quản lý
vận hành bảo dưỡng hệ thống.
Em xin được cảm ơn các thầy cô giáo trong ngành Điện Tử - Trường đại
học Đại Học Công Nghiệp Hà Nội đã giảng dạy và hướng dẫn em trong suốt quá
trình học tập. Em cũng xin cảm ơn các anh chị tại Công ty CP Công trình Viettel
đã tạo điều kiện và giúp đỡ tận tình cho em trong suốt quá trình thực tập.

Do thời gian tìm hiểu không nhiều và quá trình thực hiện không tránh khỏi
những thiếu sót nhất định. Kính mong nhận được những góp ý của quý thầy cô
cùng các bạn!!!
Hà Nội, ngày …tháng…năm 2012
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Trọng Khanh

SVTH: Nguyễn Trọng Khanh

1


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN QUANG
I. TIẾN TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG
Các phương tiện sơ khai của thông tin quang là khả năng nhận biết của
con người về chuyển động, hình dáng và màu sắc của sự vật thông qua đôi
mắt. Tiếp đó, một hệ thống thông tin điều chế đơn giản xuất hiện bằng cách
sử dụng các đèn hải đăng các đèn hiệu. Sau đó, năm 1791, VC.Chape phát
minh ra một máy điện báo quang.
Thiết bị này sử dụng khí quyển như là một môi trường truyền dẫn và do
đó chịu ảnh hưởng của các điều kiện về thời tiết. Để giải quyết hạn chế này,
Marconi đã sáng chế ra máy điện báo vô tuyến có khả năng thực hiện thông
tin giữa những người gửi và người nhận ở xa nhau.
Đầu năm 1980, A.G.Bell - người phát sinh ra hệ thống điện thoại - đã
nghĩ ra một thiết bị quang thoại có khả năng biến đổi dao động của máy hát
thành ánh sáng. Tuy nhiên, sự phát triển tiếp theo của hệ thống này đã bị bỏ
bễ do sự xuất hiện hệ thống vô tuyến.
Bảng 1: Các giai đoạn phát triển của thông tin cáp sợi quang
Năm

Nguồn quang

1960

Triển


khai

Cáp sợi quang
máy

laser

Ruby

(HUGHES)
1962

Máy laser Ga As

1965

Máy laser Co2 (BL)

SVTH: Nguyễn Trọng Khanh

2


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

1966

Khả năng sử dụng đường truyền
dẫn cáp quang (ST, tổn thất
1000dB/km)

1970

Máy laser GaAIAS tạo dao động liên Triển khai thành công sợi sáp
tục (BL, Nga, NEC)

quang sử dụng abaston (Corning,
20 dB/km)

1973

Phương pháp sản xuất sợi quang
có độ tổn thất thấp (MCVD, BL,
1 dB/km)

1976

Máy laser GalnAsP dao động liên tục Đề xuất khả năng sản xuất sợi
(MIT, KDD, TIT, NTT)

1977

quang florua (France, Lucas).

Máy laser GaAIAs có tuổi thọ ước
lượng là 100 năm (BL, NTT)

1979

Máy laser GalnAsP 1,55 um (KDD, Chế tạo sợi quang có Abastoes
BL, TIT) dao động liên tục

có độ tổn thất tối thiểu (NTT,
0.18 dB/km (1.55um))

1980

Cấu trúc laser giếng lượng tử được Chế tạo sợi quang Flo (NRL) độ
chế tạo (Bell Lab).

1981

tổn thất 1000 dB/km

GalnAsP LD (1.6 um) Continuous
Oscillation (TIT)

1982

LD Array High Power
(2.5 W Continuous Osciltation)

1983

Single Mode, Single Frequency LD

Sợi quang fluor có độ tổn thất

(KDD, Bel Lab.)

SVTH: Nguyễn Trọng Khanh

thấp (NRT, NTT) độ tổn thất 10

3


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

dB/km
1986

Single Mode, Single Frequency LD

Sợi quang fluor có độ tổn thất

Commercialization (NEC, Hitachi thấp,
etc.)

Độ tổn thất 1dB/km (khoảng
2.5 um)

1989

GaAI/AIGa Laser Develoment
Sự nghiên cứu hiện đại về thông tin quang được bắt đầu bằng sự phát minh

thành công của Laser năm 1960 và bằng khuyến nghị của Kao và Hockham năm
1966 về việc chế tạo sợi quang có độ tổn thất thấp. 4 năm sau, Kapron đã có thể
chế tạo các sợi quang trong suốt có độ suy hao truyền dẫn khoảng 20 dB/km.
Được cổ vũ bởi thành công này, các nhà khoa học và kỹ sư trên khắp thế giới đã
bắt đầu tiến hành các hoạt động nghiên cứu và phát triển và kết quả là các công
nghệ mơi về giảm suy hao truyền dẫn, về tăng giải thông về các Laser bán dẫn ...
đã được phát triển thành công trong những năm 70. Như được chỉ ra trong Bảng
1.1 , độ tổn thất của sợi quang đã được giảm đến 0,18 dB/km. Hơn nữa, trong
những năm 70 Laser bán dẫn có khả năng thực hiện dao động liên tục ở nhiệt độ
khai thác đã được chế tạo. Tuổi thọ của nó được ước lượng hơn 100 năm. Dựa
trên các công nghệ sợi quang và Laser bán dẫn giờ đây đã có thể gửi một khối
lượng lớn các tín hiệu âm thanh / dữ liệu đến các địa điểm cách xa hàng 100 km
bằng một sợi quang có độ dày như một sợi tóc, không cần đến các bộ tái tạo. Hiện
nay, các hoạt động nghiên cứu nghiêm chỉnh đang được tiến hành trong lĩnh vực
được gọi là photon học - là một lĩnh vực tối quan trọng đối với tất cả các hệ thống
thông tin quang, có khả năng phát hiện, xử lý, trao đổi và truyền dẫn thông tin
bằng phương tiện ánh sáng. Photon học có khả năng sẽ được ứng dụng rộng rãi
trong lĩnh vự điện tử và viễn thông trong thế kỷ 21.

SVTH: Nguyễn Trọng Khanh

4


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

II. CÁC ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN CÁP
SỢI QUANG
1. Hệ thống truyền dẫn quang có những ưu điểm sau
Sợi 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 đặc điểm của sợi quang.
Dung lượng lớn. Các sợi quang có khả năng truyền những lượng lớn thông tin.
Với công nghệ hiện nay trên hai sợi quang có thể truyền được đồng thời 60.000
cuộc đàm thoại. Một cáp sợi quang (có đường kính ngoài 2 cm) có thể chứa được
khoảng 200 sợi quang, sẽ tăng được dung lượng đường truyền lên 6.O0O.OOO
cuộc đàm thoại. So với các phương tiện truyền dẫn bằng dây thông thường, một
cáp lớn gồm nhiều đôi dây có thể truyền được 500 cuộc đàm thoại. một cáp đồng
trục có khả năng với 10.000 cuộc đàm thoại và một tuyến viba hay vệ tinh có thể
mang được 2000 cuộc gọi đồng thời.
Kích thước và trọng lượng nhỏ: So với một cáp đông 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.
Không bị nhiễu điện: Truyền dẫn bằng sợi quang không bị ảnh hưởng bởi nhiễu
điện từ (EMI) hay nhiễu tần số vô tuyến (RFI) và nó không tạo ra bất kỳ sự nhiễu
nội tại nào. Sợi quang có thể cung cấp một đường truyền “sạch" ở những môi
trường khắc nghiệt nhất. Các công ty điện lực sử dụng cáp quang, dọc theo các
đường dây điện cao thế để cung cấp đường thông tin rõ ràng giữa các trạm biến

SVTH: Nguyễn Trọng Khanh

5


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

áp. Cáp sợi quang cũng không bị xuyên âm. Thậm chí dù ánh sáng bị bức xạ ra từ
một sợi quang thì nó không thể thâm nhập vào sợi quang khác 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 thực sự là một phương tiện
an toàn thường được dùng ở nơi cần cách điện.
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.
Độ tin cậy cao và dễ bảo dưỡng: Sợi quang là một phương tiện truyền dẫn đồng
nhất và không gây ra hiện tượng pha-đinh. Những tuyến 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. Sợi quang có thời gian hoạt
động lâu, ước tính trên 30 năm đối với một số cáp. Yêu cầu về bảo dưỡng đối với
một hệ thống cáp quang là ít hơn so với yêu cầu của một hệ thống thông thường
do cần ít bộ lặp điện hơn trong một tuyến thông tin; trong cáp không có dây đồng,
là yếu tố có thể bị mòn dần và gây ra mất hoặc lúc có lúc không có tín hiệu; và

SVTH: Nguyễn Trọng Khanh

6


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

cáp quang cũng không bị ảnh hưởng bởi sự ngắn mạch, sự tăng vọt điện áp nguồn
hay tĩnh điện.
Tính linh hoạt: 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.
Tính mở rộng: Các hệ thống sợi quang được thiết kế thích hợp có thể dễ dàng
được mở rộng khi cần thiết. Một hệ thống dùng cho tốc độ số liệu thấp, ví dụ T1
(I 544 Mb/s) có thể được nâng cấp trở thành một hệ thống tốc độ số liệu cao hơn,
OC-12 (622 Mb/s), bằng cách thay đổi các thiết bị điện tử. Hệ thống cáp sợi
quang có thế vẫn được giữ nguyên như cũ.
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.
2. Nhược điểm của hệ thống truyền dẫn quang
Không truyền dẫn được nguồn năng lượng có công suất lớn , chỉ hạn chế ở
mức công suất cở vài miliwat.
Tín hiệu truyền bị suy hao và giãn rộng, điều này làm hạn chế cự li hệ thống
truyền dẫn. Thiết bị đầu cuối và sợi quang có giá thành cao so với hệ thống dùng
cáp kim loại .
Hệ thống thông tin quang yêu cầu cấu tạo các linh kiện rất tinh vi và đòi
SVTH: Nguyễn Trọng Khanh

7


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

hỏi độ chính xác tuyệt đối là trong việc hàn nối là phức tạp.
Việc cấp nguồn điện cho các trạm trung gian là khó vì không lợi dụng

SVTH: Nguyễn Trọng Khanh

8


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

CHƯƠNG: II
TÌM HIỂU CÁP SỢI 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.
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.

SVTH: Nguyễn Trọng Khanh

9


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

I. CÁP QUANG
1. Cấu tạo

Cáp quang cấu tạo gồm 3 bộ phận 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
POF (Plastic Optical Fiber) - cáp quang làm bằng plastic.
POF có đường kính core khá lớn khoảng 1mm, sử dụng cho truyền dẫn tín
hiệukhoảng 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.
- 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:
SVTH: Nguyễn Trọng Khanh

10


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

+ lớp chịu lực kéo (strength member).
+ lớp vỏ bảo vệ ngoài (buffer).
+ lớp áo giáp (jacket)
-

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.

-

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. Mỗi loại cáp, tùy
theo yêu cầu sử dụng sẽ có thêm các lớp jacket khác nhau
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.

Tight-buffer thường dùng trong nhà (indoor), bao bọc khít sợi cáp quang
(như cáp điện), giúp dễ lắp đặt khi thi công.

SVTH: Nguyễn Trọng Khanh

11


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

2. Phân loại
Phân loại Cáp quang: Gồm hai loại chính:
* Multimode (đa mode)
- Multimode stepped index (chiết xuất
bước): Lõi lớn (100 µm), các tia tạo xung

ánh

sáng có thể đi theo nhiều đường khác nhau

trong

lõi: thẳng, zig-zag… tại điểm đến sẽ nhận

các

chùm tia riêng lẻ, vì vậy xung dễ bị méo

dạng.

- Multimode graded index (chiết xuất liên

tục):

Lõi có chỉ số khúc xạ giảm dần từ trong ra
ngoài cladding. Các tia gần trục truyền chậm

hơn

các tia gần cladding. Các tia theo đường

cong

thay vì zig-zag. Các chùm tia tại điểm hội

tụ, vì

vậy xung ít bị méo dạng.
* Single mode (đơn mode)
Lõi nhỏ (8 µm hay nhỏ hơn), hệ số thay đổi khúc xạ thay đổi từ lõi ra cladding ít
hơn multimode. Các tia truyền theo phương song song trục. Xung nhận được hội
tụ tốt, ít méo dạng.
Bất kỳ giao tiếp quang nào cũng bao gồm 3 thành phần: nguồn phát, vật
truyền dẫn trung gian (cáp quang) và nguồn thu. Nguồn phát sẽ chuyển đổi tín
hiệu điện tử thành ánh sáng và truyền dẫn qua cáp quang. Nguồn thu chuyển đổi
ánh sáng thành tín hiệu điện tử. Có hai loại nguồn phát là laser và LED. Laser ít
tán sắc, cho phép truyền dẫn dữ liệu tốc độ nhanh, khoảng cách xa (trên 20km),
SVTH: Nguyễn Trọng Khanh

12


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

dùng được cho cả Singlemode và Multimode nhưng chi phí cao, khó sử dụng.
LED tán sắc nhiều, truyền dẫn tốc độ chậm hơn, bù lại chi phí thấp, dễ sử dụng,
thường dùng cho cáp quang Multimode. LED dùng cho hệ thống có khoảng cách
ngắn hơn, có thể sử dụng cho cả sợi quang thủy tinh, sợi quang plastic.
3. 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, đầu nối quang.
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. 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 (nanometer). 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 (absorption) do
tạp chất lẫn trong cáp quang từ quá trình sản xuất

SVTH: Nguyễn Trọng Khanh

13


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

II. ỨNG DỤNG CỦA ỐNG ĐỆM TRONG CÁP SỢI QUANG
Trong hầu hết các ứng dụng của sợi quang đa mode và đơn mode đều phải
tăng cường khả năng trống đỡ các ảnh hưởng từ bên ngoài. chăng hạn khi sợi
quang đa mode và đơn mode đều phải tăng khả năng chống đỡ các ảnh hưởng từ
bên ngoài. Chẳng hạn khi sợi bị kéo căng hoặc uốn cong quá mức thì suy hao của
sợi tăng lên. Hoặc sợi ngâm trong nước dài ngày thì tốc độ bảo hoà nhanh hơn suy
hao của sợi tăng, sợi sẽ dòn và dễ gẫy vì thế trước khi sử dụng phải đặt sợi quang
trong ống nhựa gọi là ống đệm để bảo vệ nếu cáp quang ngoài trời thì người ta
phải sử dụng ống đệm một sợi hoặc hai sợi ngược lại cáp có hàng trăm sợi phải
bao gồm các ống đệm nhiều sợi.
1.Các loại ống đệm
Một sợi ống đệm lỏng
Đây là một ống plastic đường kính bé bên trong đặt một sợi quang đã có võ
bọc thứ nhất ( có hai lớp) nhờ vậy mà sợi chống biến dạng và chống va đập rất có
hiệu quả, (hình 1.a). ống nhựa phải giữ được hình dạng khi nhiệt độ môi trường
thay đổi, dai,không nhạy cảm với lão hoá và nềm mại ống đệm lỏng một sợi phải
có các đặc tính của một phần tử cấu trúc cơ bản và được sử dụng phổ thông.Ống
đệm gồm một lớp bảo vệ bên trong có hệ ma sát thấp và một lớp bên ngoài bảo vệ
sợi chống lại các tác động cơ học nhờ các vật liệu gốc khác nhau mà ống có khả
năng hoạt động trong phạm vi rộng các điều kiện của môi trường sơị quang có
một khoãng không gian tự do bên trong ống và dài hơn ống nên dịch chuyển dễ
dàng của sợi.
Ở trạng thái tĩnh, sợi quang nằm tại vị trí tâm của ống. Do ống đệm phải bện
quanh các phần tử trung tâm nên ống và sợi có chiều dài vượt chiều dài của cáp.
Chiều dài tăng thêm này phụ thuộc vào bán kính lõi bện, đường kính ống và độ
dài bước bện . Nhờ bện mà khi cáp bị kéo căng hoặc co lại do nhiệt độ thấp nhưng
sợi không bị dãn hoặc không vượt phạm vi cho phép.
SVTH: Nguyễn Trọng Khanh

14


Bỏo cỏo thc tp tt nghip

Trng i hc cụng nghip H Ni
Sợi

Vỏ bảo vệ
thứ nhất

Rỗng hoặc
chất điều dầy

ống plastic

Rỗng hoặc
chất điều dầy

a)

Rỗng hoặc
chất điều dầy

b)
Vỏ bảo vệ
thứ nhất

Sợi

Sợi

Vỏ bảo
vệ thứ nhất

Rỗng hoặc
chất diều đầy

Lõi rnh
chữ V

c)
Lõi rnh chữ V

d)

Sợi

Băng dẹt
có rnh

Vỏ bảo vệ
thứ nhất

e)

Hỡnh 1:Cỏc loi m lng mt si v nhiu si
u im c bn ca ng m lng l d búc ng khi hn ni si , do ú thi
gian chun b u si trc khi hn c rỳt ngn .( hỡnh 1) th hin v trớ ca si
trong ng m lng mt s trng hp c bit . ( hỡnh 1.a) th hin v trớ ca
si khi cỏp trng thỏi bỡnh thng .( hỡnh 1.b) l v trớ ca si khi cỏp b kộo
cng .
( Hỡnh 1.c) v trớ ca si khi cỏp b co .
SVTH: Nguyn Trng Khanh

15


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

a)

Phần tử trung tâm
Sợi quang
ống đệm

b)

c)

Hình 2: Vị trí của sợi trong ống đệm lỏng một sợi
Khi cáp bị kéo căng thì sợi chuyễn về phía trong. Phụ thuộc vào thiết kế
ống đệm mà độ dãn của cáp chỉ ảnh hưởng đến độ dãn của sợi khi chiều dài cuả
cáp tăng thêm 0,5÷ 1% . Nếu cáp dãn vượt trị số cho phép này thì suy hao của sợi
bắt đầu tăng . khi cáp bị co trong phạm vi cho phép thì sợi chuyễn về phía ngoài ,
do đó bán kính cong vẫn nằm trong phạm vi cho phép và suy hao của sợi vẫn
không tăng.
Ngoài ống đệm lỏng một sợi còn có đệm lỏng một sợi trong rãnh hình.Của
lõi rãnh chử V, hoặc trong rãnh của lõi cáp băng dẹt ( hình 1.c).
Ống đệm lỏng nhiều sợi
Ống đệm lỏng một sợi rất tiện lợi cho ứng dụng trong thực tế những ống đệm
như vậy có đường kính rất bé, khoãng từ 1,4÷2mm và được sử dụng để chế tạo
cáp có tối đa 14 sợi , ống đệm lỏng một sợi cũng có khả năng sử dụng để thiết kế
và chế tạo cáp có nhiều hơn 14 sợi. Tuy nhiên cấu trúc của cáp như vậy trở nên
SVTH: Nguyễn Trọng Khanh

16


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

phức tạp, đường kính ngoài lớn và trọng lượng cũng tăng đáng kể điều đó dẫn đến
ứng dụng trong thực tế của cáp rất khó khăn và không thích hợp cho nên để khắc
phục nhược điểm trên người ta thay thế ống đệm 1 sợi bằng ống đệm chứa 2 - 12
sợi đa mode hoặc đơn mode và tăng đường kính ngoài của ống một ít đây chính
là ống đệm lỏng nhiều sợi ống đệm lỏng to nhất chứa tới 20 sợi.
Các sợi quang bên trong ống đệm to đều được bện , đường kính ngoài của
ống chứa 12 sợi khoãng 5,9 mm . Do bện mà chiều dài của sợi vượt chiều dài
của ống khoãng 0,7÷0,8mm . ( hình 3 ) cho thấy điều này .

Hình 3:Sợi được bện trong ống đệm lỏng loại to
2. Ống đệm chặt
Cách đơn giản để bảo vệ quang là dùng một ống plastie bọc trực tiếp bên
ngoài sợi được gọi là ống đệm chặt
Sợi quang
Ống đệm

Hình 4: Ống đệm chặt

SVTH: Nguyễn Trọng Khanh

17


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

III. MỘT SỐ LOẠI CÁP QUANG
1. Cáp quang treo
Cấu trúc cơ bản của sợi cáp được mô tả như hình 4:

Hình 4: Cáp quang treo
Dây treo cáp: được cấu tạo từ nhiều sợi thép (7 sợi) mạ kẽm xoắn lại với nhau.
Kích thước dây treo được quy định như sau:
Stt
Loại cáp
Kích thước dây treo cáp
1 Dung lượng 48 sợi
tối thiểu 1 mm cho mỗi sợi
2 Dung lượng trên 48 sợi đến 96 sợi tối thiểu 1,2 mm cho mỗi sợi
3 Dung lượng trên 96 sợi đến 200 tối thiểu 1,3 mm cho mỗi sợi
4

sợi
Dung lượng trên 200 sợi đến 600 tối thiểu 1,5 mm cho mỗi sợi

sợi
Dây bện gia cường: được đặt dưới lớp băng Mylar chống nước là tập hợp gồm
nhiều sợi aramid vừa có chức năng gia cường sơ cấp giúp tăng khả năng chịu lực
của lõi sợi cáp vừa có khả năng ngăn hơi ẩm.

SVTH: Nguyễn Trọng Khanh

18


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

Thông thường, bên cạnh các sợi dây bện gia cường có đi kèm thành phần
hợp chất chống nước xâm nhập được chế tạo bằng loại hóa chất đặc biệt gọi là
“Super Absorbent Polymer – S.A.P”
Băng chống nước: có cấu tạo gồm một lớp băng Mylar bao bọc bên ngoài lõi sợi
cáp quang, có tác dụng:
- Ngăn sự xâm nhập của nước;
- Không dẫn điện, cách nhiệt, khó cháy, chống nấm mốc.
Ống đệm: được sử dụng để đặt các sợi quang bên trong, được làm bằng vật liệu
Polybutylene Terephthalate có tác dụng:
- Gia tăng độ bền kéo, cách nhiệt để bảo vệ sợi quang đã bọc lớp phủ sơ cấp.
Lớp đệm sử dụng cho cáp treo ngoài trời là loại lớp đệm lỏng có đường
kính từ 1,5 đến 2,5mm.
- Các ống đệm được sắp xếp xoắn đảo chiều SZ theo trục của sợi chịu lực
trung tâm.
- Trong trường hợp dung lượng cáp không cho phép đủ số ống đệm để tạo sự
tròn đều cho sợi cáp, yêu cầu sử dụng thêm ống đệm phụ
Thông thường để ngăn nước và hơi ẩm xâm nhập vào lõi sợi quang, trong
lớp ống đệm lỏng sẽ sử dụng thêm chất điền đầy. Chất điền đầy phải đảm bảo:
không độc, không gây tác hại cho sức khỏe, không có mùi khó chịu, không dẫn
điện, chống nấm mốc.
Sợi gia cường phi kim loại (thành phần chịu lực trung tâm): phải có đặc tính:
- Đảm bảo cho sợi quang không bị căng quá trong điều kiện vận chuyển, lắp
đặt và khai thác.
- Đảm bảo độ mềm dẻo trong thi công.

SVTH: Nguyễn Trọng Khanh

19


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

- Là thành phần phi kim loại làm bằng vật liệu Fiber Reinforced Plastic
(FRP) có cấu tạo tròn đều
Vỏ cáp: phải tuân thủ các yêu cầu sau:
- Vật liệu là hợp chất H.D.P.E.
- Phải có tác dụng bảo vệ cáp khỏi tác động cơ học và môi trường.
- Bề dày lớp vỏ tối thiểu là 1,5mm.
- Có khả năng chịu điện áp cao: tối thiểu 4Kv với điện áp thử xoay chiều
hình Sin tần số 60Hz, nếu sau 60s thử không có hiện tượng đánh lửa hoặc
đánh thủng chất cách điện là đảm bảo.
- Có khả năng chịu được tia tử ngoại.
- Có độ dày đồng nhất và không chứa thành phần kim loại.
- Khi cháy cho ra ít khói và khí độc đặc biệt cho cáp indoor.
- Không có vết rạn nứt, tròn đều, chất lượng đồng đều trên toàn bộ chiều dài
cáp.
Dây Ripcord: tối thiểu là 1 sợi dưới lớp vỏ cáp ngoài, cấu tạo từ chất liệu aramid,
đảm bảo đủ chắc để tuốt vỏ cáp và dễ dàng phân biệt với các thành phần khác.
2. Cáp quang kéo cống
Được lắp đặt trong các ống PVC chôn ngầm sử dụng làm cáp quang liên
đài/trạm, cáp quang cho các tủ outdoor hoặc trong mạng cáp quang FTTx đóng
vai trò là cáp quang gốc và phối.
Cấu trúc cơ bản của sợi cáp quang kéo cống được mô tả trong hình 5.
Cấu trúc chung tiêu biểu của một sợi cáp quang kéo cống phải bao gồm các
thành phần cơ bản sau (tính từ ngoài vào trong):
Vỏ cáp: kể cả vỏ bọc sợi dây treo cáp phải tuân thủ các yêu cầu sau:

SVTH: Nguyễn Trọng Khanh

20


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

- Vật liệu là hợp chất H.D.P.E.
- Vỏ cáp phải tác dụng bảo vệ cáp khỏi tác động cơ học và môi trường (nước,
nhiệt độ, hóa chất, côn trùng gặm nhấm…).
- Bề dày lớp vỏ cáp: tối thiểu là 1.5 mm.
- Có khả năng chịu điện áp cao: tối thiểu 4kV với điện áp thử là xoay chiều
hình sin tần số đến 60 Hz, nếu sau 60s thử không có hiện tượng đánh lửa
hoặc đánh thủng chất cách điện là đảm bảo.
- Có khả năng chịu được tía tử ngoại.
- Có độ dày đồng nhất và không chứa thành phần kim loại.
- Khi cháy cho ra ít khói và khí độc đặc biệt cho cáp indoor.
- Không có vết rạn nứt, tròn đều, chất lượng đồng đều trên toàn bộ chiều dài
cáp.

Hình 5: Cáp quang kéo cống
Dây Ripcord:
- Số lượng: Tối thiểu 1 sợi (dưới lớp vỏ cáp ngoài).

SVTH: Nguyễn Trọng Khanh

21


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

- Bằng chất liệu aramid, đảm bảo đủ chắc để tuốt vỏ cáp và dễ dàng phân biệt
với các thành phần khác.
Băng chống nước: có cấu tạo gồm 1 lớp băng Mylar bao bọc bên ngoài lõi sợi
cáp quang, có tác dụng:
- Ngăn sự xâm nhập của nước.
- Không dẫn điện, cách nhiệt, khó cháy, chống nấm mốc.
Dây bện gia cường: được đặt dưới lớp băng Mylar chống nước là tập hợp gồm
nhiều sợi aramid vừa có chức năng gia cường sơ cấp giúp tăng khả năng chịu lực
của lõi sợi cáp vừa có khả năng ngăn hơi ẩm.
Thông thường, bên cạnh các sợi dây bện gia cường “aramid yarn” có đi kèm thêm
thành phần hợp chất chống nước xâm nhập được chế tạo bằng loại hoa chất đặc
biệt gọi là “Super Absorbent Polymer – viết tắt là S.A.P”.
Ống đệm: Ống đệm được sử dụng để đặt các sợi quang bên trong, được làm bằng
vật liệu Polybutylene Terephthalate có tác dụng:
- Tăng thêm độ bền (gia tăng độ bền kéo, cách nhiệt) để bảo vệ sợi quang đã
bọc lớp phủ sơ cấp. Lớp đệm sử dụng cho cáp treo ngoài trời là loại lớp
đệm lỏng có kích thước: Đường kính 1,5 ÷ 2,5 mm.
- Các ống đệm được xắp sếp xoắn đảo chiều SZ theo trục của sợi chịu lực
trung tâm.
- Trong trường hợp dung lượng cáp không cho phép đủ số ống đệm để tạo sự
tròn đều cho sợi cáp, yêu cầu sử dụng thêm ống đệm phụ (Filler Rod).
Thông thường để ngăn nước và hơi ẩm xâm nhập vào lõi sợi quang, một
cách truyền thống trong lớp ống đệm lỏng sẽ sử dụng thêm chất điền đầy (filling
compound).
Chất điền đầy khi sử dụng cần phải đảm bảo:
SVTH: Nguyễn Trọng Khanh

22


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

- Không độc, không tác hại cho sức khỏe, không có mùi khó chịu.
- Không dẫn điện, chống nấm mốc.
- Thử nghiệm chất làm đầy: với chiều dài cáp thử 0,3m, thử trong buồng gia
nhiệt với nhiệt độ 65 ± 10C. Sau 24 giờ lấy mẫu thử ra phải đảm bảo chất
làm đầy không bị rớt xuống.
Thành phần chịu lực trung tâm (sợi gia cường phi kim loại): thành phần này
phải có đặc tính:
- Đảm bảo cho sợi quang không bị căng quá trong điều kiện vận chuyển, lắp
đặt và khai thác.
- Đảm bảo độ mềm dẻo trong thi công.
- Là thành phần phi kim loại làm bằng vật liệu Fiber Reinforced Plastic
(FRP) có cấu tạo tròn đều.
3. Cáp quang chôn trực tiếp
Được chôn trực tiếp dưới đất thông thường sử dụng làm cáp quang liên
đài/trạm, cáp quang cho các tủ outdoor hoặc trong mạng cáp quang FTTx đóng
vai trò là cáp quang gốc và phối.
Cấu trúc chung tiêu biểu của một sợi cáp quang kéo cống phải bao gồm các
thành phần cơ bản sau (tính từ ngoài vào trong):
Vỏ cáp: kể cả vỏ bọc sợi dây treo cáp phải tuân thủ các yêu cầu sau:
- Vật liệu là hợp chất H.D.P.E.
- Vỏ cáp phải tác dụng bảo vệ cáp khỏi tác động cơ học và môi trường (nước,
nhiệt độ, hóa chất, côn trùng gặm nhấm…).
- Bề dày lớp vỏ cáp: tối thiểu là 1.5 mm.

SVTH: Nguyễn Trọng Khanh

23


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

- Có khả năng chịu điện áp cao: tối thiểu 4kV với điện áp thử là xoay chiều
hình sin tần số đến 60 Hz, nếu sau 60s thử không có hiện tượng đánh lửa
hoặc đánh thủng chất cách điện là đảm bảo.
- Có khả năng chịu được tía tử ngoại.
- Có độ dày đồng nhất và không chứa thành phần kim loại.
- Khi cháy cho ra ít khói và khí độc đặc biệt cho cáp indoor.
- Không có vết rạn nứt, tròn đều, chất lượng đồng đều trên toàn bộ chiều dài
cáp.

Hình 6: Cáp quang chôn trực tiếp
Thành phần kim loại chịu lực:
- Được cấu tạo dưới dạng ống gợn sóng, phải được xi mạ bằng chất polymer
để tránh hiện tượng ăn mòn.
- Độ dày của ống gợn sóng: Danh định: 0,15 mm; Chỗ gợn sóng: 0,4 mm.
- Độ dày lớp mạ polymer của ống gợn sóng, mỗi mặt: 0,05 mm.
Vỏ cáp trong:
- Vật liệu là hợp chất H.D.P.E.
- Vỏ cáp phải tác dụng bảo vệ cáp khỏi tác động cơ học và môi trường (nước,
nhiệt độ, hóa chất, côn trùng gặm nhấm…).
SVTH: Nguyễn Trọng Khanh

24


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Trường đại học công nghiệp Hà Nội

- Bề dày lớp vỏ cáp: tối thiểu là 1mm.
- Có khả năng chịu điện áp cao: tối thiểu 4kV với điện áp thử là xoay chiều
hình sin tần số đến 60 Hz, nếu sau 60s thử không có hiện tượng đánh lửa
hoặc đánh thủng chất cách điện là đảm bảo.
- Có khả năng chịu được tía tử ngoại.
- Có độ dày đồng nhất và không chứa thành phần kim loại.
- Khi cháy cho ra ít khói và khí độc đặc biệt cho cáp indoor.
- Không có vết rạn nứt, tròn đều, chất lượng đồng đều trên toàn bộ chiều dài
cáp.
Dây Ripcord:
- Số lượng tối thiểu 2 sợi (trên (dưới lớp kim loại chịu lực) và sau lớp vỏ cáp
trong).
- Bằng chất liệu aramid, đảm bảo đủ chắc để tuốt vỏ cáp và dễ dàng phân biệt
với các thành phần khác.
Băng chống nước: có cấu tạo gồm 1 lớp băng Mylar bao bọc bên ngoài lõi sợi
cáp quang, có tác dụng:
- Số lượng tối thiểu 2 sợi (trên (dưới lớp kim loại chịu lực) và sau lớp vỏ cáp
trong).
- Ngăn sự xâm nhập của nước.
- Không dẫn điện, cách nhiệt, khó cháy, chống nấm mốc.
Dây bện gia cường: được đặt dưới lớp băng Mylar chống nước là tập hợp gồm
nhiều sợi aramid vừa có chức năng gia cường sơ cấp giúp tăng khả năng chịu lực
của lõi sợi cáp vừa có khả năng ngăn hơi ẩm.

SVTH: Nguyễn Trọng Khanh

25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×