Hạ tầng thụ động: cáp, bảng đấu nối, mối hàn, bộ chia quang, bộ lọc
Giữa hai transceiver là hạ tầng thụ động — mọi thứ mang hoặc nối ánh sáng mà không cần cấp nguồn. Hạ tầng này quyết định phần lớn suy hao của liên kết, toàn bộ phản xạ của nó và gần như mọi sự cố, đồng thời tồn tại lâu hơn nhiều thế hệ quang học được cắm vào nó. Trang này liệt kê các thành phần — loại và kết cấu cáp, bảng đấu nối quang và pigtail, mối hàn nhiệt và mối hàn cơ khí, đầu nối và adapter, bộ suy hao, bộ chia quang PON, bộ lọc WDM, hộp bảo vệ — cùng định mức suy hao và các quy tắc thiết kế, thao tác giúp quỹ công suất luôn đúng với thực tế.
Cáp
| Loại | Kết cấu | Số sợi | Ở đâu | Ghi chú |
|---|---|---|---|---|
| Dây nhảy quang simplex / duplex | 1–2 sợi, lớp đệm chặt 900 µm, vỏ bọc 2–3 mm, đầu nối ở cả hai đầu | 1–2 | tủ rack, từ module tới bảng đấu nối | LC-LC, LC-SC, MPO-MPO; dài 0,5–30 m |
| Cáp phân phối (trong nhà) | sợi đệm chặt 900 µm, sợi aramid gia cường, vỏ bọc LSZH/OFNR/OFNP | 4–144 | trục đứng tòa nhà, giữa các phòng | kết cuối tại bảng đấu nối hoặc cassette đấu sẵn |
| Breakout / fan-out | mỗi sợi nằm trong một cáp con 2 mm riêng | 2–24 | lắp đầu nối trực tiếp, không cần bảng đấu nối | chắc chắn, cồng kềnh |
| Ống lỏng (ngoài trời) | sợi 250 µm trong ống chứa gel hoặc ống khô quấn quanh phần tử chịu lực, chặn nước, vỏ bọc PE | 12–288 | ống ngầm, chôn trực tiếp, treo trên không | dải nhiệt độ −40…+70; phải hàn nối với pigtail trong nhà |
| Ribbon / ribbon cuộn được | 12 sợi dán liền cạnh nhau, hàn hàng loạt | 144–6 912 | tuyến trục số lượng sợi lớn, kết nối trung tâm dữ liệu | hàn nhiệt hàng loạt 12 sợi |
| Cáp giáp bảo vệ | lớp thép gợn sóng hoặc FRP | bất kỳ | chống chuột gặm và chèn ép, chôn trực tiếp | tiếp địa cho lớp giáp kim loại |
| ADSS (toàn điện môi, tự treo) | cáp treo trên không gia cường bằng aramid | 12–144 | tuyến cột, hành lang đường dây điện | nhịp treo 100–1 000 m |
| OPGW | sợi quang bên trong dây chống sét của đường dây cao thế | 12–96 | hạ tầng tiện ích | — |
| Vi cáp / cáp thổi khí | sợi 200 µm, cáp mảnh được thổi vào vi ống | 12–432 | FTTH, metro | — |
| Cáp thuê bao (FTTH) | 1–4 sợi G.657, dạng dẹt, tự treo hoặc dùng trong nhà | 1–4 | đoạn cuối 50–500 m tới thuê bao | sợi quang chịu uốn |
| Cáp trục MPO (trung tâm dữ liệu) | 12/24/144 sợi đấu sẵn đầu nối MPO | 12–144 | leaf–spine, hệ thống cáp DC có cấu trúc | phương pháp cực tính A/B/C (Breakout & MPO) |
Mã màu sợi quang bên trong cáp: 12 màu theo TIA-598 (xanh dương, cam, xanh lá, nâu, xám đá, trắng, đỏ, đen, vàng, tím, hồng, xanh ngọc), các ống cũng được mã màu theo cách tương tự (Nhãn & mã màu).
Kết cuối: bảng đấu nối, pigtail, cassette
| Thành phần | Chức năng | Suy hao |
|---|---|---|
| Pigtail | đoạn sợi quang dài 1–2 m, một đầu có sẵn đầu nối lắp tại nhà máy, đầu kia để trần; được hàn nhiệt vào cáp | đầu nối 0,1–0,3 dB + mối hàn 0,05 |
| Bảng đấu nối quang / ODF (giá phối quang) | giữ các adapter (LC/SC duplex, MPO) tại nơi pigtail gặp dây nhảy quang; khay hàn đặt phía sau | một cặp ghép nối mỗi cổng |
| Cassette / khay hàn | sắp xếp và bảo vệ các mối hàn, kiểm soát bán kính uốn cong | — |
| Cassette đấu sẵn | đầu vào là cáp trục MPO, đầu ra 12/24 cổng LC (fan-out bên trong) | 0,3–0,5 dB mỗi đường (cặp MPO + LC) |
| Đầu nối lắp tại hiện trường | đầu nối kiểu cơ khí hoặc hàn nhiệt, lắp ngay tại hiện trường | 0,3–0,5 dB (cơ khí), 0,1–0,2 (hàn trực tiếp) |
| Ổ cắm tường / hộp đấu cuối | điểm kết cuối tại thuê bao hoặc khu vực làm việc | một cặp |
Quy tắc thiết kế: mọi cặp ghép nối trên đường truyền đều phải tính — module tới dây nhảy quang (1), dây nhảy quang tới bảng đấu nối (2), bảng đấu nối tới dây nhảy quang phía xa (3), dây nhảy quang tới module (4); cassette bổ sung thêm các cặp MPO.
Mối hàn
| Loại | Suy hao (SMF) | Suy hao (MMF) | Suy hao phản xạ | Ứng dụng |
|---|---|---|---|---|
| Hàn nhiệt, một sợi | 0,02–0,1 dB (điển hình 0,03) | 0,05–0,2 | > 60 dB (không phản xạ) | mọi mối nối vĩnh viễn |
| Hàn nhiệt, ribbon (hàng loạt) | 0,05–0,15 dB | — | > 60 dB | cáp số lượng sợi lớn |
| Cơ khí | 0,2–0,5 dB | 0,3–0,5 | 35–45 dB (gel phối chiết suất) | tạm thời, khôi phục sự cố |
Suy hao mối hàn được đo bằng OTDR (giá trị trung bình hai chiều); mối hàn đo được > 0,3 dB phải hàn lại (Đo kiểm). Hàn G.652 với G.657 hoặc với DSF làm tăng thêm 0,05–0,3 dB do lệch trường mode (Ánh sáng trong sợi quang).
Đầu nối và adapter
Chi tiết xem tại Đầu nối & các loại sợi quang; những điều cốt yếu về phía hạ tầng:
| Mục | Giá trị |
|---|---|
| Cấp suy hao chèn (IEC 61755) | cấp A ≤ 0,07 dB (hiếm), B ≤ 0,12 (tối đa 0,25), C ≤ 0,25 (tối đa 0,5), D ≤ 0,5 (tối đa 1,0) |
| Suy hao phản xạ | UPC ≥ 50 dB (cấp 1), ≥ 45 (cấp 2); APC ≥ 60 dB |
| Số chu kỳ cắm rút | 500–1 000 lần trước khi suy hao bắt đầu tăng |
| Ống dẫn trong adapter | gốm zirconia (chính xác) so với đồng phốt pho (rẻ, mòn nhanh); luôn đậy nắp chống bụi lên adapter còn trống |
| MPO | đực (có chốt) / cái (không chốt), key up/down, cực tính A/B/C; suy hao thấp ≤ 0,35 dB, tiêu chuẩn ≤ 0,75 |
Bộ suy hao
| Loại | Dải giá trị | Ứng dụng |
|---|---|---|
| Cắm cố định (bulkhead) | 1, 2, 3, 5, 7, 10, 15, 20 dB; ±0,5 dB; UPC hoặc APC | bảo vệ bộ thu khỏi quá tải trên các liên kết ngắn (Quỹ công suất tuyến) |
| Điều chỉnh được (VOA), cơ khí | 0–30 dB, chỉnh bằng vít | đưa vào vận hành, phòng thí nghiệm |
| Điều chỉnh được, điện tử (eVOA) | 0–20 dB, điều khiển được | cân bằng kênh DWDM (Thành phần DWDM) |
| Khe khí so với sợi pha tạp | khe khí gây phản xạ (tránh dùng trên liên kết dài); sợi pha tạp hấp thụ ánh sáng | ưu tiên loại hấp thụ khi nguồn là laser |
Bộ suy hao phụ thuộc bước sóng ở mức nhỏ (±0,5 dB trong dải 1310–1550) nhưng không bằng 0; cần nêu rõ bước sóng làm việc.
Bộ chia quang (PON)
| Tỷ lệ | Suy hao chèn (điển hình / tối đa) | Ghi chú |
|---|---|---|
| 1:2 | 3,5 / 3,9 dB | — |
| 1:4 | 6,9 / 7,4 | — |
| 1:8 | 10,2 / 10,8 | — |
| 1:16 | 13,5 / 14,1 | — |
| 1:32 | 16,8 / 17,5 | thường gặp ở GPON lớp B+ |
| 1:64 | 20,2 / 21,0 | lớp C+ / XGS-PON |
| 1:128 | 23,5 / 24,5 | hiếm gặp; cần quỹ công suất lớp E |
Bộ chia PLC (mạch quang phẳng) có đặc tuyến bằng phẳng theo bước sóng trong dải 1260–1650 nm và chia đều; bộ chia FBT (chóp lưỡng côn nung chảy) rẻ hơn, phụ thuộc bước sóng và dùng cho tỷ lệ 1:2/1:4 hoặc tỷ lệ không cân bằng (ví dụ tap 90/10). Ghép tầng 1:4 rồi 1:8 tốn thêm ~0,5 dB so với dùng một bộ chia 1:32 duy nhất (Cách PON hoạt động).
Bộ lọc và bộ ghép kênh WDM
| Thiết bị | Suy hao | Độ cách ly | Ứng dụng |
|---|---|---|---|
| Bộ ghép/tách kênh CWDM 4/8/16 kênh (TFF) | 1,0–2,5 dB mỗi lần qua | 30 dB với kênh liền kề | CWDM |
| DWDM AWG 40/48/96 kênh | 3–6 dB | 25–30 dB | DWDM |
| DWDM TFF 8 kênh | 1,5–3 dB | 30 dB | số kênh nhỏ |
| OADM 1–4 kênh | 1–2 dB tại nhánh drop, 0,8–1,5 dB xuyên qua | 30 dB | add/drop trên vòng |
| Bộ ghép BiDi / WDM 1310/1550 | 0,5–1 dB | 20–30 dB | hoạt động một sợi |
| PON WDM1r (chồng phủ video 1490/1310/1550) | 0,5–1 dB | 30 dB | chồng phủ video RF |
| Tap giám sát 1625/1650 nm | 0,3–0,5 dB | — | OTDR trên sợi đang hoạt động |
Hộp bảo vệ và môi trường lắp đặt
| Hộp bảo vệ | Ở đâu | Lưu ý |
|---|---|---|
| Măng xông (dạng vòm / nối thẳng) | hố ga, cột, chôn trực tiếp | độ kín (IP68), gioăng gel hoặc gioăng cơ khí, mở lại được |
| Tủ ngoài trời / FDH | phân phối FTTH | bộ chia quang, nhiệt độ, độ ẩm, an ninh |
| Hộp treo tường / FAT | điểm vào tòa nhà | bán kính uốn cong, lưu trữ sợi dư |
| ODF trong tủ rack | phòng thiết bị | ghi nhãn, quản lý sợi dư, thao tác mặt trước/sau |
| Quản lý cáp trong tủ rack | trung tâm dữ liệu | bán kính uốn cong ≥ 30 mm (SMF) / 10 lần đường kính, không buộc dây quá chặt, tách sợi quang khỏi sức nặng của cáp đồng |
Quy tắc thiết kế và thao tác
- Đếm mọi cặp ghép nối và mọi mối hàn; dùng định mức thiết kế, không dùng giá trị điển hình.
- Ưu tiên mối hàn nhiệt và pigtail đấu sẵn tại nhà máy; tránh dùng mối hàn cơ khí trên liên kết vĩnh viễn.
- Bán kính uốn cong: ≥ 30 mm cho dây SMF tiêu chuẩn khi đang sử dụng (≥ 15 mm với G.657.A1, ≥ 7,5 mm với A2), ≥ 20 lần đường kính cáp khi lắp đặt.
- Đậy nắp chống bụi lên mọi adapter và đầu nối đang hở; vệ sinh trước mỗi lần cắm (Đầu nối & sợi quang).
- Dán nhãn cả hai đầu của mọi dây với vị trí đầu xa; ghi lại số hiệu và mã màu sợi quang vào cơ sở dữ liệu hạ tầng.
- Giữ 3–5 m sợi dư trong măng xông và 1–2 m trong bảng đấu nối để hàn lại sau này.
- Tách riêng thế giới APC (xanh lá) và UPC (xanh dương); không bao giờ ghép nối hai loại này với nhau.
- Đo kiểm sau khi lắp đặt và lưu lại kết quả (Đo kiểm).
Trong CodingBox
Hạ tầng ấn định suy hao và bước sóng; module phải khớp với cả hai. CodingBox hiển thị mã đầu nối, bước sóng và cự ly sợi quang định mức của module để module được ghép đúng với hạ tầng — hạ tầng APC cần module tương thích APC ở phía dây nhảy quang, quang học PON cần đúng lớp mà quỹ công suất của bộ chia yêu cầu (Check transceiver).
Thực hiện các mối nối trong hạ tầng này — hàn nhiệt và hàn cơ khí, pigtail, đầu nối lắp tại hiện trường, tiêu chí nghiệm thu: Hàn nối và kết cuối; đưa cáp tới nơi — ống ngầm, chôn trực tiếp, treo trên không, tuyến trong nhà, giới hạn uốn cong và lực kéo: Tuyến cáp và lắp đặt.
Bản thân cáp quang trong chi tiết — các lớp cấu tạo, các họ cáp từ ống lỏng đến OPGW và ribbon cuộn được, cấp chống cháy, mã màu, cách đọc datasheet: Kết cấu cáp; nửa còn lại của liên kết, mọi thứ có cấp nguồn: Hạ tầng quang học chủ động.