Cáp sợi quang được dùng trong hệ thống mạng được chia làm 2 loại: Singlemode và Multimode. Bài viết này sẽ giúp bạn phân biệt được các loại cáp sợi quang hiện nay được sử dụng trong hệ thống mạng.
Để nhận biết được 2 loại này, trước hết chúng ta cần tìm hiều một vài khái niêm cơ bản sau.
1. Mode
Thuật ngữ Mode được dùng trong cáp sợi quang xuất phát từ tiếng Latin có nghĩa là tia sáng (path). Khi lan truyền trong sợi quang, ánh sáng sẽ đi theo rất nhiều đường, mỗi đường có thể được xem như một tia sáng (Mode).
Các tia sáng lan truyền trong sợi quang được chia làm 3 loại:
Axial Mode: tia sáng lan truyền dọc theo trục trung tâm của sợi quang. Thời gian tia sáng lan truyền trong sợi quang từ A đến B là nhanh nhất.
High Order Mode: những tia sáng lan truyền trong sợi quang có số lần phản xạ lớn. Thời gian tia sáng lan truyền trong sợi quang từ A đến B lâu hơn so với các tia sáng Low Order Mode.
Low Order Mode: những tia sáng lan truyền trong sợi quang có số lần phản xạ ít. Thời gian tia sáng lan truyền trong sợi quang từ A đến B nhanh hơn các tia sáng High Order Mode.


2. Hiện tượng tán sắc (Dispersion)
Các tia sáng Axial, High Order và Lower lan truyền trong sợi quang theo các đường có chiều dài khác nhau. Do dó, các tia sáng – được truyền tại một thời điểm với cùng vận tốc – lan truyền đến cuối sợi quang ở những thời điểm khác nhau. Sự chênh lệch về thời gian giữa các tia sáng này được gọi là Dt. Hiện tượng này gọi là hiện tượng tán sắc.
Hiện tượng tán sắc làm hạn chế băng thông của cáp sợi quang và ảnh hưởng đến việc truyền dữ liệu (Dt càng lớn thì gây ảnh hưởng đến việc truyền dữ liệu càng nhiều).
+ Đối với tín hiệu tương tự thì làm méo dạng tín hiệu
+ Đối với tín hiệu số thì gây ra sự chồng lấp giữa các bit.
3. Phân biệt sợi quang Singlemode và Multimode
Sợi quang Multimode: đặc điểm của sợi quang Multimode là lan truyền đồng thời cả 3 loại tia sáng (Axial Mode, High Order Mode và Low Order Mode).
Có 2 loại sợi quang Multimode gồm:
-Sợi quang Multimode chiết suất bậc (Step Index Multimode) là sợi quang có lõi (core) đồng nhất có chiết suất là n1 và lớp phản xạ ánh sáng (cladding) xung quanh lõi có chiết suất n2 (n2 < n1)


Các tia sáng trong sợi quang Step Index Multimode
Sợi quang Multimode chiết suất bậc bị ảnh hưởng nhiều bởi hiện tượng tán sắc, do đó băng thông không cao và không được sử dụng trong các hệ thống mạng. Để hạn chế sự ảnh hưởng của hiện tượng tán sắc, các nhà sản xuất đã cho ra đời loại cáp sợi quang Multimode chiết suất biến đổi (Graded Index Multimode).
-Sợi quang Multimode chiết suất biến đổi (Graded Index Multimode): lõi sợi quang được kết hợp từ nhiều lớp thủy tinh có chiết suất n1, n2, n3… khác nhau thay vì chỉ có một chiết suất như trong lõi của sợi quang Step Index Multimode. Lớp thủy tinh bên trong có chiết suất cao hơn và lớp bên ngoài có chiết suất thấp hơn. Các tia sáng sẽ lan truyền chậm hơn khi gặp chiết suất cao và nhanh hơn khi gặp chiết suất thấp. Chính vì vậy, sợi quang Graded Index Multimode làm giảm độ chênh lệch thời gian Dt, hạn chế hiện tượng tán sắc, giúp tăng băng thông sử dụng và trở nên phổ biến trong hệ thống mạng hiện nay.

Cáp quang multimode

Các tia sáng trong sợi quang Graded Index Multimode
Sợi quang Singlemode: là sợi quang mà trong đó chỉ có một tia sáng Axial được lan truyền. Do đó, hiện tượng tán sắc ánh sáng không xuất hiện ở sợi quang Singlemode. Điều này làm cho sợi quang Singlemode có băng thông lớn hơn và truyền dữ liệu xa hơn so với sợi quang Multimode.

Multimode (đa mode)

          Multimode stepped index (chiết xuất bước): Lõi lớn (100 micron), các tia tạo xung ánh sáng có thể đi theo nhiều đường khác nhau trong lõi: thẳng, zig-zag… tại điểm đến sẽ nhận các chùm tia riêng lẻ, vì vậy xung dễ bị méo dạng.
Multimode graded index (chiết xuất liên tục): Lõi có chỉ số khúc xạ giảm dần từ trong ra ngoài cladding. Các tia gần trục truyền chậm hơn các tia gần cladding. Các tia theo đường cong thay vì zig-zag. Các chùm tia tại điểm hội tụ, vì vậy xung ít bị méo dạng.

• Mỏng hơn - Cáp quang được thiết kế có đường kính nhỏ hơn cáp đồng.

• Dung lượng tải cao hơn - Bởi vì sợi quang mỏng hơn cáp đồng, nhiều sợi quang có thể được bó vào với đường kính đã cho hơn cáp đồng. Điều này cho phép nhiều kênh đi qua cáp của bạn.

• Suy giảm tín hiệu ít - Tín hiệu bị mất trong cáp quang ít hơn trong cáp đồng.

• Tín hiệu ánh sáng - Không giống tín hiệu điện trong cáp đồng, tín hiệu ánh sáng từ sợi quang không bị nhiễu với những sợi khác trong cùng cáp. Điều này làm cho chất lượng tín hiệu tốt hơn.

• Sử dụng điện nguồn ít hơn - Bởi vì tín hiệu trong cáp quang giảm ít, máy phát có thể sử dụng nguồn thấp hơn thay vì máy phát với điện thế cao được dùng trong cáp đồng.

• Tín hiệu số - Cáp quang lý tưởng thích hợp để tải thông tin dạng số mà đặc biệt hữu dụng trong mạng máy tính.

• Không cháy - Vì không có điện xuyên qua Cáp quang, vì vậy không có nguy cơ hỏa hoạn xảy ra.

Multimode

Sử dụng cho truyền tải tín hiệu trong khoảng cách ngắn, bao gồm:
Step index: dùng cho khoảng cách ngắn, phổ biến trong các đèn soi trong
Graded index: thường dùng trong các mạng LAN

 Single mode

Dùng cho khoảng cách xa hàng nghìn km, phổ biến trong các mạng điện thoại, mạng truyền hình cáp.đường kính 8um,truyền xa hàng trăm km mà không cần khuếch đại