Dây nhảy quang

Kiến thức cần biết về dây nhảy quang (Patch Cord Fiber)

1. Dây nhảy quang là gì?

Dây nhảy quang (tiếng anh: Fiber optic patch cord) là đoạn cáp quang được gắn sẵn đầu nối ở hai đầu có chiều dài tùy chỉnh từ 1m, 3m, 5m, 10m,... được dùng để kết nối hộp phối quang ODF, Module quang SFP, bộ chuyển đổi quang điện, thiết bị truyền dẫn, camera, máy chủ, Switch quang trong tủ rack.

2. Cấu tạo dây nhảy quang

Một sợi dây nhảy quang thường gồm 5 thành phần chính sau:

• Lõi sợi quang: thường làm bằng thủy tinh và truyền dẫn tín hiệu quang. Tùy vào từng loại mà có đường kính lõi khác nhau (Sợi Singlemode thường có lõi khoảng 9 µm, sợi Multimode thường có lõi 50 µm hoặc 62,5 µm.)
• Lớp phản xạ quang: Bao quanh phần lõi sợi quang là lớp cladding thường có đường kính 125 µm. Lớp này giúp giữ ánh sáng truyền bên trong sợi quang nhờ hiện tượng phản xạ toàn phần.
• Lớp phủ bảo vệ: Đây là lớp coating giúp bảo vệ sợi quang khỏi độ ẩm, ma sát và các tác động cơ học nhẹ. Sợi quang sau đó được gia cường bằng sợi aramid, thường được gọi là sợi Kevlar, để tăng khả năng chịu kéo.
• Vỏ dây nhảy quang: là lớp vỏ ngoài bảo vệ toàn bộ phần lõi và lớp gia cường, thường được sử dụng vật liệu phổ biến gồm PVC và LSZH.
• Đầu nối quang: Hai đầu sợi dây nhảy quang được gắn connector để kết nối với adapter hoặc cổng quang của các thiết bị. Để đảm bảo truyền dữ liệu tốt, đầu nối cần được gia công chính xác, ferrule đồng tâm và bề mặt tiếp xúc được đánh bóng đúng tiêu chuẩn.

3. Các loại dây nhảy quang theo loại sợi quang

Dây nhảy quang thường được phân loại thành các nhóm lớn theo loại sợi quang, bao gồm:

• Dây nhảy quang Singlemode: được sử dụng trong việc truyền tín hiệu ở khoảng cách xa và yêu cầu suy hao thấp với hai loại sợi quang thường gặp là OS1 và OS2.
  • Sợi OS1 thường được sử dụng trong nhà.
  • OS2 phù hợp cả trong nhà và ngoài trời, kèm khoảng cách truyền dẫn lớn hơn.
• Dây nhảy quang Multimode: được sử dụng để truyền tín hiệu trong khoảng cách ngắn, thường sử dụng trong các phòng máy, tủ rack, trung tâm dữ liệu và hệ thống mạng LAN. Các loại sợi quang multimode thường gặp gồm:
  • OM1: lõi 62,5/125 µm.
  • OM2 lõi 50/125 µm.
  • OM3: tối ưu cho hệ thống tốc độ cao.
  • OM4: hỗ trợ băng thông và khoảng cách tốt hơn OM3.
  • OM5: được thiết kế cho truyền dẫn đa bước sóng trên sợi Multimode.

Ta có thể nhận diện các loại dây nhảy quang này thông qua màu sắc vỏ dây của chúng như sau:

• OS1/OS2: màu vàng
• OM1, OM2: màu cam.
• OM3: màu xanh aqua.
• OM4: màu xanh aqua hoặc tím.
• OM5: màu xanh lá chanh.

4. Các loại đầu kết nối dây nhảy quang

Khi lựa chọn dây nhảy quang, ngoài sử dụng đúng loại sợi dây nhảy quang thì ta cần phải chọn chính xác đúng loại đầu kết nối để phù hợp với các thiết bị lắp đặt. Hiện nay có rất nhiều loại đầu kết nối quang nhưng phổ biến và hay sử dụng nhiều nhất gồm các loại đầu nối sau:

• Đầu nối SC: có thiết kế dạng vuông, sử dụng cơ chế cắm rút trực tiếp. Đây là loại đầu nối rất phổ biến trong ODF, converter quang, hệ thống FTTH và mạng viễn thông.
• Đầu nối LC: có kích thước nhỏ, phù hợp để mật độ cổng kết nối cao, thường được sử dụng trên module SFP, switch quang, thiết bị mạng và trung tâm dữ liệu.
• Đầu nối FC: đầu nối này sử dụng cơ chế vặn ren, giúp kết nối chắc chắn và hạn chế ảnh hưởng do rung động. Loại đầu nối này thường được sử dụng trong thiết bị đo kiểm, phòng thí nghiệm và một số hệ thống viễn thông chuyên dụng.
• Đầu nối ST: Loại đầu nối ST có cơ chế khóa xoay, từng được sử dụng phổ biến trong mạng LAN và hệ thống công nghiệp. Hiện nay ST ít phổ biến hơn SC và LC nhưng vẫn xuất hiện trong một số hệ thống cũ.
• Đầu nối MPO/MTP: Đây là đầu nối đa sợi, có thể chứa nhiều lõi quang trong một đầu kết nối. Loại này được sử dụng trong trung tâm dữ liệu, hệ thống 40G, 100G, 200G, 400G và các hạ tầng có mật độ kết nối cao.

5. Phân biệt UPC và APC

UPC và APC là hai phương pháp đánh bóng bề mặt ferrule của đầu nối quang. Điểm khác biệt chính giữa 2 chuẩn đánh bóng này nằm ở hình dạng mặt tiếp xúc và khả năng hạn chế ánh sáng phản xạ ngược.

• Đầu nối UPC có bề mặt ferrule được đánh bóng cong và tiếp xúc theo phương thẳng. Khi tín hiệu quang đi qua điểm kết nối, một phần ánh sáng có thể bị phản xạ ngược về nguồn phát.
• Đầu nối APC được đánh bóng nghiêng khoảng 8 độ. Góc nghiêng này khiến ánh sáng phản xạ bị lệch ra ngoài lõi sợi quang, thay vì quay ngược trực tiếp về nguồn phát.

Nhiều thiết bị quang được thiết kế cố định cho một loại đầu nối. Ví dụ, cổng quang trên modem GPON hoặc thiết bị OLT thường sử dụng chuẩn SC/APC.

Nếu ta kết nối dây nhảy quang có chuẩn UPC với APC có thể làm hai bề mặt đánh bóng cọ xát không đúng góc, gây xước ferrule. Khi ferrule bị xước, đầu nối có thể không còn đạt thông số kỹ thuật ngay cả khi sau đó kết nối đúng chuẩn.

Ta có thể phân biệt chuẩn đánh bóng UPC và APC thông qua màu sắc của đầu nối quang:

• Dây nhảy quang có chuẩn đánh bóng UPC thường sử dụng đầu nối hoặc adapter màu xanh dương.
• Ngược lại, dây nhảy quang loại APC thường sử dụng đầu nối hoặc adapter màu xanh lá cây.

Chuẩn UPC thường được sử dụng cho hệ thống mạng LAN quang, Ethernet, kết nối Switch quang và converter quang. Trong khi đó, chuẩn APC thường sử dụng trong các mạng viễn thông như FTTH, GPON, EPON, truyền hình cáp.

6. Phân biệt dây nhảy quang Simplex và Duplex

Dây nhảy quang Simplex và Duplex khác nhau ở số sợi quang dùng để truyền tín hiệu.

• Dây nhảy quang simplex có 1 sợi quang thường được sử dụng cho kết nối truyền tín hiệu một chiều hoặc các hệ thống sử dụng một sợi cho cả truyền và nhận.
• Dây duplex gồm hai sợi quang, thường dùng một sợi để truyền và một sợi để nhận dữ liệu. Dây Duplex được sử dụng phổ biến trên switch, module SFP, converter và các thiết bị mạng có hai cổng TX/RX. Lưu ý khi dây nhảy quang Duplex cần kiểm tra thứ tự phân cực đầu nối để tránh tình trạng cổng phát của thiết bị này nối nhầm với cổng phát của thiết bị còn lại.

7. Các kiểu kết hợp đầu nối dây nhảy quang

Cấu tạo dây nhảy quang ở hai đầu sẽ có 2 đầu nối quang đúc sẵn. Hai đầu nối này có thể giống nhau hoặc nhau. Dưới đây là các kiểu kết hợp đầu nối dây nhảy quang hay gặp nhất:

• SC – SC
• LC – LC
• FC – FC
• ST – ST
• SC – LC
• SC – FC
• LC – FC
• LC – ST

Việc lựa chọn dây nhảy quang phụ thuộc vào cổng kết nối của thiết bị ở hai đầu. Trước khi đặt mua cần kiểm tra chính xác loại đầu nối, chuẩn đánh bóng và số lượng sợi.

8. Các thông số quan trọng khi mua dây nhảy quang

Khi lựa chọn và mua dây nhảy quang, ta cần phải quan tâm đến các thông số kỹ thuật sau:

• Suy hao chèn: Suy hao chèn, hay Insertion Loss, là lượng công suất quang bị suy giảm khi tín hiệu đi qua đầu nối. Suy hao chèn càng thấp thì chất lượng dây nhảy quangcàng tốt. Dây chất lượng cao thường có mức suy hao ổn định và được kiểm tra trước khi xuất xưởng.
• Suy hao phản xạ: Return Loss thể hiện khả năng hạn chế tín hiệu ánh sáng phản xạ trở lại nguồn phát. Giá trị Return Loss càng lớn thì khả năng hạn chế phản xạ càng tốt. Đầu APC thường có hiệu quả chống phản xạ tốt hơn đầu UPC.
• Bước sóng hoạt động: Các thiết bị phát, thiết bị thu và sợi quang cần tương thích về bước sóng. Các bước sóng thường gặp cho singlemode là 1310 nm và 1550 nm; với mulitmode là 850 nm và 1300 nm.
• Bán kính uốn cong: Sợi quang có thể bị suy hao nếu bị uốn quá mức. Dây nhảy quang cần được thi công với bán kính uốn phù hợp theo hướng dẫn của nhà sản xuất.
• Độ bền kéo: Dây nhảy quang không được thiết kế để chịu lực kéo lớn như cáp quang ngoài trời. Khi thi công cần cầm vào phần thân connector hoặc vỏ bảo vệ, không kéo trực tiếp vào sợi cáp.

9. Làm thế nào để nhận biết chất lượng dây nhảy quang loại tốt?

Dây nhảy quang có cấu tạo giống nhau, việc làm nên chất lượng tốt của dây nhảy quang ta cần phải đánh giá về vật liệu và kỹ thuật sản xuất và các thông số của sản phẩm, cụ thể:

• Sử dụng lõi sợi quang tinh khiết, giúp tín hiệu truyền ổn định và hạn chế suy hao.
• Đầu nối được gia công chính xác, bề mặt ferrule đánh bóng tốt, phổ biến với chuẩn UPC hoặc APC.
• Dây nhảy quang có độ suy hao chèn thấp, độ phản xạ ngược tốt, phù hợp cho các hệ thống mạng yêu cầu độ ổn định cao.
• Vỏ cáp bền, có khả năng chống mài mòn, chống uốn gập và chịu được điều kiện sử dụng thực tế.
• Có nhiều lựa chọn đầu nối như SC, LC, FC, ST và nhiều loại kết hợp khác nhau.
• Hỗ trợ cả sợi quang Singlemode và Multimode, đáp ứng nhiều khoảng cách truyền dẫn khác nhau.
• Kích thước, chiều dài và màu sắc của dây nhảy quang được sản xuất đồng đều, dễ nhận biết và quản lý trong hệ thống.
• Sản phẩm dây nhảy quang tốt thường được kiểm tra suy hao trước khi xuất xưởng.

10. Cách lựa chọn loại dây nhảy quang phù hợp

Để lựa chọn dây nhảy quang phù hợp, nếu không có kỹ thuật, ta có thể nhờ hỗ trợ kỹ thuật tư vấn từ các bên uy tín như Maxtel hoặc xác định đầy đủ các yếu tố sau:

• Loại sợi quang: Ta cần loại sợi quang nào? Không sử dụng dây Singlemode thay cho Multimode hoặc ngược lại khi thiết bị không hỗ trợ. Module quang, bước sóng và loại sợi phải tương thích với nhau.
• Loại đầu nối quang: Kiểm tra cổng trên switch, module quang, ODF, converter hoặc thiết bị truyền dẫn để xác định loại đầu nối ở hai đầu của dây nhảy quang. Thông thường Module quang thường sử dụng đầu LC, Converter quang thì sử dụng đầu SC, và một số ODF và thiết bị đo thì sử dụng đầu FC.
• Xác định chuẩn UPC hoặc APC: Cần lựa chọn đúng chuẩn đánh bóng của adapter và thiết bị. Không kết nối chéo UPC với APC.
• Số lượng sợi: Lựa chọn Simplex hoặc Duplex theo cơ chế truyền dẫn của hệ thống.
• Chiều dài dây nhảy quang: Cần xác định chiều dài cần đủ để thi công nhưng không nên dư quá nhiều. Dây thừa khó quản lý, chiếm không gian tủ rack và dễ bị uốn gập.
• Môi trường lắp đặt: Nếu sử dụng trong nhà thì sử dụng loại vỏ PVC, nếu cần lắp đặt trong môi trường chống cháy thì sử dụng vỏ LSZH và nếu môi trường ngoài trời thì sử dụng vỏ bằng PE.

11. Các lỗi thường gặp khi sử dụng và thi công dây nhảy quang

Khi lắp đặt và thi công dây nhảy quang thường gặp những lỗi dưới đây khiến ảnh hưởng đến hiệu suất truyền dữ liệu và kết nối giữa các thiết bị:

• Đầu nối dây nhảy quang bị bẩn: Nếu trên ferrule có bụi dù chỉ một lượng nhỏ thì cũng có thể dẫn tới gây suy hao cao và làm giảm chất lượng tín hiệu. Do đó, ta cần kiểm tra và vệ sinh đầu connector bằng dụng cụ chuyên dụng.
• Uốn hoặc gập dây nhảy quang quá mức: Gập dây quá chặt làm ánh sáng thoát khỏi lõi sợi quang, gây suy hao hoặc đứt sợi quang. Ta không nên bó dây nhảy quang quá chặt bằng dây rút nhựa hoặc khi cuộn lại nên giữ vòng quận không quá nhỏ gây uốn cong quá mức.
• Cắm sai UPC vào APC: Đây là lỗi phổ biến trong thi công. Hai loại đầu nối có thể cắm vừa nhau về mặt cơ học nhưng không tương thích về bề mặt tiếp xúc khiến giảm chất lượng đường truyền.
• Kéo dây bằng đầu Connector: việc này có thể gây lỏng đầu nối, hỏng boot hoặc tác động đến vị trí cố định của sợi quang bên trong.

12. Cách vệ sinh trước lắp đặt và bảo quản dây nhảy quang

Để đảm bảo chất lượng đường truyền kết nối bằng dây nhảy quang, ta cần phải vệ sinh và bảo quản đúng cách. Dưới đây là một số lưu ý:

• Luôn đậy nắp bảo vệ ở đầu nối quang khi chưa sử dụng.
• Không chạm tay trực tiếp vào đầu ferrule.
• Sử dụng bút vệ sinh đầu quang, cassette vệ sinh hoặc dung dịch chuyên dụng.
• Không sử dụng khăn giấy thông thường để vệ sinh đầu nối quang vì có thể để lại bụi.
• Bảo quản dây nhảy quang ở nơi khô ráo, tránh nhiệt độ cao và hóa chất.
• Cuộn dây theo vòng tròn có bán kính vừa phải không quá nhỏ làm uốn cong quá mức, không gập dây nhảy quang.
• Không đặt vật nặng đè lên dây nhảy quang.