Hệ thống cáp quang, Tin Tức, Tin tức công nghệ
Suy hao quang là gì? Cách tính suy hao trong sợi quang
Suy hao quang là gì? Có các loại suy hao nào? Và tính suy hao của sợi quang như thế nào? Hôm nay, VTHN sẽ giải đáp những vấn đề này, hãy cùng tìm hiểu về suy hao sợi quang (Fiber loss) nhé!
Suy hao quang là gì?
Suy hao quan (Fiber Loss) là một đại lượng quan trọng trong kỹ thuật quang học. Nó đo lường mức độ mất mát tín hiệu khi đi qua một đường truyền quang hay một thành phần quang học như kết nối hoặc đầu nối. Đại lượng này thường được biểu diễn dưới dạng mất mát công suất (Power Loss) và được đo bằng đơn vị dB (decibel).
Suy hao sợi quang xảy ra do các nguyên nhân như phản xạ; Khúc khuỷu; Hấp thụ tín hiệu trong sợi quang hay trong các thành phần quang học. Khi tín hiệu đi qua một kết nối hay đầu nối quang, một phần năng lượng sẽ bị phản xạ hoặc hấp thụ, dẫn đến mất mát tín hiệu. Độ suy hao cũng có thể được gây ra bởi sự không khớp về độ dẫn tia sáng (mismatch) giữa các thành phần quang học.
Ảnh hưởng của suy hao trong hệ thống cáp quang
Suy hao quan trọng trong việc đánh giá hiệu suất và chất lượng của hệ thống truyền dẫn quang. Nó ảnh hưởng đến khoảng cách truyền tín hiệu, tốc độ truyền và độ tin cậy của hệ thống. Đối với các ứng dụng quang học như mạng quang, độ suy hao phải được kiểm soát và duy trì ở mức thấp để đảm bảo truyền tải tín hiệu hiệu quả.
Có các loại Suy hao nào?
Về phân loại, suy hao trong sợi quang có thể được phân loại thành: Suy hao sợi quang bên trong và Suy hao sợi quang bên ngoài. Tùy thuộc vào việc suy hao có phải do đặc tính sợi hay điều kiện vận hành gây ra hay không.
- Suy hao sợi quang bên trong bao gồm: Suy hao hấp thụ; Suy hao tán sắc và suy hao tán xạ do các khuyết tật cấu trúc gây ra.
- Suy hao sợi quang bên ngoài bao gồm: Suy hao nối, Suy hao đầu nối và Suy hao uốn cong.
Tiêu chuẩn về Suy hao quang là gì?
Hiệp hội Công nghiệp Viễn thông (TIA) xác định các yêu cầu về hiệu suất và đường truyền đối với cáp quang, đầu nối, v.v. Và được chấp nhận và sử dụng rộng rãi trong ngành cáp quang. Suy hao tối đa thực chất là hệ số suy hao của sợi cáp quang. Được biểu thị bằng đơn vị dB/km.
Đây là một trong những thông số quan trọng nhất để đo Suy hao quang. Theo TIA/EIA-568, độ suy hao tối đa cho các loại cáp quang khác nhau được thể hiện trong biểu đồ sau:
| Loại cáp | Bước sóng (nm) | Suy hao tối đa (dB/km) | Công suất truyền tối thiểu (Mhz * km） |
|---|---|---|---|
| Cáp multimode 50/125 micron | 850 | 3,5 | 500 |
| 1300 | 1,5 | 500 | |
| Cáp multimode 62,5/125 micron | 850 | 3,5 | 160 |
| 1300 | 1,5 | 500 | |
| Singlemode Indoor | 1310 | 1.0 | không áp dụng |
| 1550 | 1.0 | không áp dụng | |
| Cáp Singlemode Outdoor | 1310 | 0,5 | không áp dụng |
| 1550 | 0,5 | không áp dụng |
Cách tính suy hao trong sợi quang
Cách tính suy hao quang là gì?
Trường hợp thường xảy ra là tính toán suy hao tín hiệu tối đa trên một liên kết sợi quang nhất định trong quá trình lắp đặt cáp quang. Đầu tiên, bạn nên biết về công thức suy hao sợi quang:
- Tổng suy hao liên kết = Suy hao cáp + Suy hao đầu nối + Suy hao mối nối
- Độ suy hao của cáp (dB) = Hệ số suy hao cáp tối đa (dB/km) × Chiều dài (km)
- Mất kết nối (dB) = Số cặp kết nối × Cho phép mất kết nối (dB)
- Suy hao mối nối (dB) = Số mối nối × Cho phép suy hao mối nối (dB)
Như các công thức này cho thấy, tổng suy hao liên kết là tổng tối đa của các biến xấu nhất trong một đoạn sợi quang. Cần lưu ý rằng tổng suy hao được tính toán theo cách này chỉ là ước tính giả định các giá trị có thể có của các tổn thất thành phần. Nên tổn thất thực tế có thể cao hơn hoặc thấp hơn tùy thuộc vào các yếu tố khác nhau.
Ví dụ: Có một tuyến cáp quang Singlemode được lắp đặt giữa hai tòa nhà. Với khoảng cách 10km và bước sóng quang là 1310nm. Cáp có 2 cặp đầu nối ST và 1 dây quang kết nối.
Dựa theo hình vẽ ở trên, độ suy hao của cáp quang Singlemode 1310nm bên ngoài là 0,5dB/km. Do đó tổng suy hao của cáp là 0,5dB/km × 10km = 5dB.
– Tính tổng suy hao đầu nối: Sử dụng mức suy hao tối đa TIA/EIA trên mỗi cặp là 0,75 và tổng mức suy hao đầu nối là 0,75dB × 2 =1,5dB. Nhưng trong tính toán thực tế, suy hao đầu nối thực tế có thể tham khảo giá trị trong thông số kỹ thuật cáp quang do nhà cung cấp cung cấp.
– Tổng tổn thất mối nối: Sử dụng mức suy hao tối đa TIA/EIA là 0,3 trên mỗi mối nối. Và tổng suy hao mối nối là 0,3dB × 1=0,3dB.
– Phải tính toán thêm suy hao thành phần khác nếu có bất kỳ thành phần nào khác như bộ suy hao.
– Tính thêm suy hao cáp, suy hao đầu nối và suy hao mối nối. Tổng suy hao cho liên kết này là 5dB + 1,5dB + 0,3dB = 6,8dB.
Lưu ý rằng các ước tính chỉ là giả định, cách dễ nhất và chính xác nhất là sử dụng máy đo OTDR để đo sẽ cho kết quả chính xác nhất.
Tính ngân sách năng lượng tiêu thụ
Ngân sách năng lượng được sử dụng để so sánh với tổng suy hao được tính toán để đảm bảo cáp quang được lắp đặt đúng cách. Liên kết sẽ hoạt động bình thường chỉ khi suy hao liên kết nằm trong ngân sách tổn thất.
Ngân sách năng lượng (PB ) được tính là kết quả của sự khác biệt giữa độ nhạy của máy thu (PR ) và đầu ra của máy phát vào sợi quang (PT ). Công thức tính là PB = PT – PR .
Giả sử công suất phát trung bình của máy phát là -15dBm, độ nhạy của máy thu là -28dBm, ngân sách công suất sẽ là -15dB – (-28dB) = 13dB.
Kết luận: Trên đây là công thức tính suy hao trong sợi quang. Các thành phần quang học như dây nhảy quang, kết nối quang, bộ chuyển đổi quang và các thiết bị quang khác đều có suy hao chèn cụ thể. Để đảm bảo hiệu suất tốt, cần lựa chọn và sử dụng các thành phần quang học có suy hao chèn thấp và tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định liên quan.
