Tìm hiểu về Cáp quang đơn mode và đa mode

Cáp quang là công nghệ kết nối dữ liệu ánh sáng. Gồm hai loại chính là single-mode (đơn mode) và multimode (đa mode). Việc lựa chọn đúng loại cáp quang đóng vai trò quan trọng trong hiệu quả và ổn định của hệ thống mạng. Do đó, cáp quang đơn mode và đa mode thường khiến nhiều người phân vân. Bởi mỗi loại đều có ưu điểm riêng. Vậy sự khác biệt giữa chúng là gì? Đâu là sự lựa chọn phù hợp với nhu cầu của bạn? Hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây. 

Tổng quan về cáp quang Single-mode và Multimode

Cáp quang được chia làm hai loại chính: Singlemode (chế độ đơn) và Multimode (chế độ đa). Sự khác biệt chính nằm ở cách ánh sáng truyền qua lõi sợi quang.

Đối với Singlemode có lõi rất nhỏ (~9 µm), chỉ cho một tia sáng truyền tại một thời điểm. Nhờ đó, tín hiệu ổn định, ít suy hao và truyền được khoảng cách rất xa. Còn với Multimode có lõi lớn hơn (50–62,5 µm), cho phép nhiều tia sáng truyền đồng thời. Phù hợp với khoảng cách ngắn và dễ triền khai hơn. 

Độ suy giảm ở sợi Multimode cao hơn do ánh sáng bị phản xạ nhiều hơn trong lõi lớn. Trong khi đó, sợi Singlemode giảm suy hao nhờ ánh sáng đi theo một đường thẳng, ít bị tán xạ. Về ứng dụng, Singldemode thích hợp cho các kết nối đường dài, hạ tầng mạng diện rộng. Multimde thường được dùng cho hệ thống mạng nội bộ, trung tâm dữ liệu với chi phí thiết bị thấp hơn. 

Cáp quang đa mode sử dụng các nguồn sáng như đèn LED và VCSEL. Hoạt động ở bước sóng 850nm và 1300nm. Ngược lại, cáp đơn mode dùng laser hoặc diot laser chính xác hơn. Hoạt động ở 1310nm và 1550nm, phù hợp cho truyền xa và ổn định. 

Cáp đa mode có băng thông bị giới hạn bởi hiện tượng tán sắc giữa các chế độ ánh sáng. Với mức tối đa khoảng 28000MHz.km (sợi OM5). Trong khi đó, cáp đơn mode có băng thông gần như không giới hạn về mặt lý thuyết. Do chỉ truyền một chế độ ánh sáng duy nhất. 

Đặc điểm của sợi quang đơn mode và sợi quang đa mode

Cả cáp quang đơn mode và đa mode đều dùng để truyền tín hiệu dữ liệu qua ánh sáng. Tuy nhiên, cách truyền và cấu trúc sợi quang lại rất khác nhau. Dẫn đến hiệu suất và ứng dụng khác biệt rõ rệt. 

Cáp quang đơn mode (Single Mode)

• Chỉ truyền một chế độ ánh sáng tại một thời điểm, nhờ lõi sợi rất nhỏ (~9 µm).
• Không bị ảnh hưởng bởi tán sắc, giúp truyền tín hiệu ổn định và xa hơn (lên đến hàng chục – hàng trăm km)
• Lõi và vỏ có chiết suất đồng đều, ánh sáng truyền thẳng hoặc hơi ziczac, nhưng ít suy hao
• Phù hợp với công nghệ WDM để truyền nhiều bước sóng cùng lúc, tăng băng thông 
• Thường được sử dụng trong kết nối đường dài, mạng diện rộng, truyền dẫn tốc độ cao. 

Cáp quang đa mode (Multimode)

• Truyền đồng thời nhiều chế độ ánh sáng với các góc khác nhau, nhờ lõi sợi lớn (50–62,5 µm).
• Dễ bị tán sắc và suy hao tín hiệu trên khoảng cách dài, nên chỉ phù hợp cho truyền ngắn (dưới 2km)
• Chia làm 2 loại cấu trúc chính là step-index (chiết suất thay đổi theo từng lớp rõ rệt). Và Graded-index (chiết suất giảm dần liên tục từ tâm ra ngoài)
• Thiết bị đầu cuối rẻ hơn, dễ lắp đặt, phù hợp cho mạng nội bộ, trung tâm dữ liệu nhỏ. 

Thông số vật lý 

Đường kính lõi (phần truyền tin):

• Cáp quang Single Mode: 9 µm
• Cáp quang Multimode: 50 µm hoặc 62,5 µm

Đường kính vỏ phản xạ (cladding): Cả hai loại đều có đường kính vỏ 125 µm.

Kích thước lõi thực tế:

• Lõi Single Mode rất nhỏ, khoảng 27 µm (được nhấn mạnh do độ chính xác cao khi chế tạo).
• Lõi Multimode lớn hơn nhiều, khoảng 130 µm.

Coating (lớp bảo vệ):

• Đối với cáp ngoài trời (outdoor) thường có lớp phủ 250 µm.
• Cáp trong nhà (indoor) thường có lớp phủ 900 µm.
• Lớp coating này không phân biệt giữa đơn mode hay đa mode, mà tùy thuộc vào môi trường sử dụng và yêu cầu bảo vệ.

Ứng dụng và thi công:

• Cáp đơn mode thường được dùng cho đường trục (backbone) nhờ khả năng truyền xa. Nhưng công nghệ sản xuất và thi công khá khắt khe. Đòi hỏi thiết bị chính xác và chi phí cao, nên khó dùng cho các công trình dân sự thông thường.
• Cáp đa mode dễ thi công, chi phí thấp hơn, thích hợp cho các mạng nội bộ với khoảng cách ngắn.

Lựa chọn sử dụng: Quyết định dùng cáp đơn mode hay đa mode phụ thuộc vào công suất phát, độ nhạy thu, khoảng cách truyền dẫn, tốc độ yêu cầu và chi phí tổng thể.

Kết luận 

Từ sự so sánh giữa cáp quang đơn mode và đa mode. Có thể kết luận rằng cáp quang đơn mode phù hợp với các ứng dụng truyền dữ liệu tầm xa. Và thường được sử dụng trong các mạng nhà cung cấp dịch vụ, mạng đô thị (MAN) và mạng truy cập PON. Trong khi đó, cáp quang đa mode với phạm vi truyền ngắn hơn. Thường được triển khai rộng rãi trong doanh nghiệp, trung tâm dữ liệu và mạng LAN. Dù chọn loại nào, việc cân nhắc tổng chi phí và phù hợp với nhu cầu mạng là bước quan trọng giúp các nhà thiết kế xây dựng hệ thống hiệu quả và bền vững.

Việc lựa chọn giữa cáp quang đơn mode và đa mode phụ thuộc vào nhu cầu truyền dữ liệu, khoảng cách và ngân sách của bạn. Cáp đơn mode lý tưởng cho các hệ thống truyền dẫn xa với hiệu suất cao. Trong khi cáp đa mode phù hợp với mạng nội bộ và khoảng cách ngắn. Hiểu rõ đặc điểm và ứng dụng của từng loại sẽ giúp bạn đưa ra quyết định chính xác, tối ưu hóa hiệu quả hệ thống mạng. Nếu bạn cần tư vấn thêm hoặc chọn mua cáp quang phù hợp, đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi để được hỗ trợ nhanh chóng và chính xác nhất.