Đầu nối cáp quang là gì? Các loại đầu nối cáp quang

1.1 Hai phương pháp kết nối các thành phần của hệ thống cáp quang

Trong các hệ thống điện, dòng điện hoặc năng lượng điện được sử dụng để truyền tải điện năng hoặc truyền dẫn thông tin giữa các thành phần và hệ thống con. Các hệ thống cáp quang chủ yếu sử dụng năng lượng quang học để truyền dẫn thông tin hoặc dữ liệu. Bất kể định dạng dữ liệu hay tốc độ truyền tải trong một hệ thống cáp quang, có ba chuỗi hoạt động được thực hiện giữa các thành phần và hệ thống con khác nhau. Một thành phần có thể đang phát ra năng lượng quang học (như đèn LED và laser), truyền tải năng lượng quang học (như cáp quang và bộ ghép quang), hoặc tiếp nhận năng lượng quang học (như các bóng bán dẫn quang và điốt quang).

Để kết nối các thành phần cáp quang này và cho phép truyền tải năng lượng quang học trong hệ thống, có hai phương pháp chính được sử dụng là:

• Đầu nối cáp quang
• Kết nối slice không cần đầu nối (phương pháp hàn quang)

>>Xem thêm: Cáp quang là gì? Đặc điểm và phân loại dây cáp quang

1.2 Đầu nối cáp quang là gì?

Đầu nối cáp quang, hay đầu nối sợi quang được thiết kế để căn chỉnh cơ học và ghép nối hoặc kết thúc sợi quang, giúp hai sợi cáp có thể kết nối và ngắt kết nối nhanh chóng, an toàn. Đầu nối này căn chỉnh lõi sợi quang một cách cơ học, giúp ánh sáng truyền qua cáp mà không bị gián đoạn.

Khác với phương pháp hàn quang, nơi hai lõi cáp được nối vĩnh viễn bằng phương pháp nung chảy – làm nóng các đầu của hai lõi sợi quang đến khoảng 1.600°C và sau đó ghép chúng lại – việc sử dụng đầu nối cáp quang giúp kỹ thuật viên dễ dàng kiểm tra, bảo trì và tái cấu trúc mạng.

Phần lớn các đầu nối quang được thiết kế với các ống ferrule để giữ và căn chỉnh sợi quang khi kết nối, cho phép ánh sáng truyền từ một sợi cáp sang sợi khác, hoặc đến các thiết bị chủ động, thiết bị kiểm tra… Đầu nối quang đóng vai trò quan trọng đối với độ tin cậy và hiệu suất của mạng lưới mà chúng kết nối. Các đầu nối chất lượng cao sẽ ít bị mất ánh sáng do hiện tượng phản xạ từ kết nối kém hoặc do sợi quang bị lệch.

>>Xem thêm: Đầu nối cáp là gì? Các loại đầu nối cáp của HELUKABEL

Đầu nối cáp quang có nhiều thành phần, nhưng ba thành phần chính là: ống nối - ferrule, vỏ đầu nối và cơ chế ghép nối.

• Ống nối – ferrule: đây là một cấu trúc mỏng (thường có dạng hình trụ), dùng để giữ sợi thủy tinh quang học. Phần trung tâm được khoét rỗng để tạo độ bám chặt cho sợi quang. Ferrule thường được làm từ gốm, kim loại, hoặc nhựa chất lượng cao và thường giữ một sợi quang quy nhất.
• Vỏ đầu nối, hay thân đầu nối, là bộ phận lớn nhất của đầu nối cáp quang. Đây là cấu trúc bằng nhựa hoặc kim loại, giữ ferrule và gắn với vỏ ngoài của cáp, đồng thời tăng cường độ bền cho các thành phần của cáp quang.
• Cơ chế ghép nối: Đây là phần của thân đầu nối giúp giữ đầu nối cố định khi nó được gắn vào một thiết bị khác (như công tắc, NIC, bộ ghép nối bulkhead…). Nó có thể là một kẹp giữ, một đai ốc kiểu bajonett, hoặc thiết bị tương tự.

3.1 Đầu nối cáp LC

Đầu nối LC là một loại đầu nối dạng nhỏ phổ biến (Small Form Factor - SFF). Giao diện này được phát triển bởi Lucent Technologies (do đó gọi là Lucent Connector). Đầu nối LC sử dụng cơ chế chốt giữ, tương tự như đầu nối điện thoại hoặc RJ45, và phần thân đầu nối có hình dạng vuông. Các đầu nối cáp quang LC thường được giữ ở cấu hình duplex bằng một kẹp nhựa. Ferrule của đầu nối LC có đường kính 1,25mm.

HELUCOM® CONNECTING SYSTEMS® Jumper cable I-VH 2x1 LC/LC

3.2 Đầu nối cáp quang ST

Đầu nối ST (Straight Tip connector) là một trong những loại đầu nối cáp đầu tiên được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng mạng cáp quang. Kết nối ST sử dụng ferrule có đường kính 2,5mm với thân bằng nhựa hoặc kim loại tròn. Đầu nối này được giữ cố định bằng cơ chế "vặn vào/vặn ra" kiểu bayonet. Đầu nối cáp quang ST thường được sử dụng trong hệ thống cáp quang Multimode cho khuôn viên và tòa nhà, các môi trường mạng doanh nghiệp và các ứng dụng quân sự.

HELUCOM® CONNECTING SYSTEMS® Jumper cable I-VH 2x1 ST/ST

HELUCOM® CONNECTING SYSTEMS® ST-Fibre pigtails farbig 2M

3.3 Đầu nối cáp quang SC

Đầu nối cáp SC (square connector) cũng sử dụng ferrule tròn 2,5mm để giữ một sợi quang. Loại đầu nối cáp này áp dụng cơ chế kết nối "đẩy vào/kéo ra," thường dễ sử dụng hơn so với kiểu vặn của đầu nối ST khi ở các không gian chật hẹp. Thân đầu nối SC có hình vuông, và hai đầu nối SC thường được giữ với nhau bằng một kẹp nhựa (còn gọi là kết nối duplex). Nhờ hiệu suất xuất sắc, đầu nối quang SC thường được sử dụng cho các ứng dụng duy trì phân cực. Đầu nối cáp quang SC rất phù hợp cho các ứng dụng trong lĩnh vực datacom và telecom, bao gồm kết nối điểm tới điểm và mạng quang thụ động.

HELUCOM® CONNECTING SYSTEMS® SC-Fibre pigtails 2M

HELUCOM® CONNECTING SYSTEMS® SC-Fibre pigtails farbig 2M

3.5 Đầu nối cáp quang MPO/MTP

Đầu nối MPO là đầu nối quang có nhiều sợi quang. Chúng có các cấu hình từ 4 đến 144 sợi và thường được sử dụng trong các trung tâm dữ liệu tốc độ cao và các ứng dụng viễn thông. Việc tích hợp nhiều sợi quang trong một đầu nối giúp tiết kiệm không gian đáng kể. Đầu nối quang MTP là phiên bản nâng cấp của đầu nối MPO, được thiết kế với vỏ có thể tháo rời, đồng thời có khả năng thay đổi đầu nối từ đực sang cái. Kết nối MTP được giữ cố định bằng cơ chế chốt đẩy vào/rút ra, và cũng có thể được nhận diện nhờ vào một cặp chốt dẫn kim loại nhô ra từ phía trước đầu nối.

4.1 Kiểu đánh bóng đầu nối cáp quang: APC và UPC

Khi lựa chọn đầu nối quang, người sử dụng cần chú ý đến kiểu đánh bóng của các ferrule. Các kiểu đánh bóng khác nhau được tạo ra nhằm tăng hiệu quả truyền ánh sáng tại các điểm kết nối và giảm thiểu phản xạ ngược.

Sự khác biệt chính giữa đầu nối cáp quang APC và UPC nằm ở bề mặt cuối của sợi quang. Đầu nối APC có góc cắt 8 độ ở phần ferrule, giúp kết nối giữa các sợi quang rất chặt chẽ. Tuy nhiên, mức suy hao phản hồi của chúng có thể lên tới -60dB. Trong khi đó, đầu nối UPC có bề mặt cuối dạng lồi, nhưng với độ mịn cao hơn. Mức suy hao phản hồi của đầu nối UPC dao động từ -40dB đến -55dB, khiến chúng đáng tin cậy cho việc truyền tải tín hiệu TV và dữ liệu. Ngoài ra, đầu nối quang APC có màu xanh lá cây, còn đầu nối UPC có màu xanh dương.

4.2 Sự khác biệt giữa đầu nối cáp quang Single-mode và Multimode

Sự khác biệt cơ bản giữa cáp quang Single-mode và Multimode là số lượng chế độ ánh sáng có thể truyền qua tại một thời điểm. Cáp quang Single Mode chỉ cho phép một chế độ ánh sáng truyền qua tại một thời điểm, trong khi cáp Multimode có thể truyền đồng thời nhiều chế độ ánh sáng. Đây cũng là điểm khác biệt chính giữa đầu nối cáp quang single mode và multimode, vì chúng được kết hợp với loại sợi quang tương ứng.

Tuy nhiên, với sự phát triển của công nghệ, các đầu nối cáp quang như SC, LC và FC do các nhà sản xuất cung cấp hiện đã tương thích với cả cáp quang Single-mode và Multimode.

4.3 Đầu nối cáp quang Simplex và Duplex

Kết nối đơn (Simplex) và kết nối đôi (Duplex) phục vụ các mục đích khác nhau và phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau, vì vậy việc hiểu rõ sự khác biệt giữa chúng đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn đầu nối cáp quang phù hợp:

• Đối với giao tiếp một chiều: Nếu ứng dụng của bạn chỉ yêu cầu truyền dữ liệu theo một hướng, một kết nối đơn là đủ và thường tiết kiệm chi phí hơn.
• Đối với giao tiếp hai chiều: Nếu thiết lập của bạn cần truyền tải dữ liệu đồng thời theo cả hai hướng, các kết nối đôi là lựa chọn phù hợp.

4.4 Các loại đầu dây nhảy quang

Một ứng dụng quan trọng của đầu nối cáp quang là các đầu dây nhảy quang. Dây nhảy quang (fibre optic patchcoard) là một đoạn cáp quang, với nhiều đường kính và độ dài khác nhau, đã được lắp ráp sẵn đầu nối quang ở hai đầu. Các loại đầu dây nhảy quang phổ biến như sau:

• Đầu dây nhảy quang LC - LC: là loại kết nối được biết đến với kích thước nhỏ gọn, rất thích hợp cho các hệ thống mạng dày đặc, giúp tiết kiệm không gian.
• Đầu dây nhảy quang LC – SC: Kích thước nhỏ gọn của đầu nối cáp quang LC khiến nó phù hợp cho các thiết lập có mật độ cao. Kết nối SC, với hệ thống khóa đẩy-kéo, cung cấp một kết nối an toàn. Sự kết hợp này cho phép kết nối linh hoạt giữa các loại thiết bị khác nhau.
• Đầu dây nhảy quang LC-ST: Kết nối LC phù hợp với các cấu hình có mật độ cao. Kết nối ST, nổi tiếng với kiểu ghép nối hình tròn, theo kiểu bayonet, vừa đáng tin cậy vừa dễ sử dụng. Điều này khiến thiết lập LC-ST trở thành một lựa chọn linh hoạt cho nhiều môi trường khác nhau.
• Đầu dây nhảy quang SC-SC: Cáp có các kết nối SC ở cả hai đầu đảm bảo kết nối ổn định, thường được sử dụng cho các trung tâm dữ liệu.
• Đầu dây nhảy quang SC-ST: kết hợp giữa kết nối an toàn theo kiểu đẩy-kéo và kết nối kiểu bayonet. Thiết lập này cung cấp sự linh hoạt và hiệu suất đáng tin cậy trên nhiều hệ thống mạng khác nhau.