Thông tin kỹ thuật được trích dẫn từ hãng

truyền thông Beijer Eletronics – Thụy Điển

Nội dung chia sẻ này được viết dưới dạng giới thiệu đơn giản về truyền thông sợi quang trong công nghiệp cho người dùng mới hoặc "không phải chuyên gia" trong lĩnh vực truyền thông dữ liệu công nghiệp. Thông tin được tổng hợp trong hướng dẫn giới thiệu thông qua bộ phận hỗ trợ kỹ thuật Beijer Electronics và các câu hỏi của khách hàng đã được giải đáp dễ hiểu, không quá chuyên sâu.

Thông tin cân nhắc khi sử dụng sợi quang:

• Tốc độ vận hành
• Bước sóng hoạt động / Tần số / Chế độ sợi quang (Đơn và Đa)
• Khoảng cách chúng ta cần bao gồm
• Yêu cầu về loại trình kết nối nếu có
• Số lượng lõi sợi có sẵn

​​​​​​​

Giới thiệu về sợi quang

Ưu điểm lớn nhất của sợi quang là khả năng miễn nhiễm đối với nhiễu loạn điện và từ, trong thập kỷ qua, những cải tiến trong công nghệ và sản xuất sợi quang cũng như việc áp dụng rộng rãi.

Trong truyền thông dữ liệu công nghiệp, có một số lý do phổ biến khiến sợi quang được yêu cầu hoặc ưa thích:

Truyền thông đường dài

Các kết nối Ethernet đồng (RJ-45 / M12) có giới hạn khoảng cách là 100m, Cáp quang cho phép bạn bao phủ khoảng cách lớn hơn nhiều (lên đến 120km).

Sự hiện diện của lực điện từ (EMF) gần như là chắc chắn, thông thường, trong các ứng dụng và môi trường điển hình, đây sẽ không phải là vấn đề. Tuy nhiên, trong một số ứng dụng hoặc môi trường EMF hiện diện mạnh hơn nhiều, điều này gây ra một số thách thức vì EMF sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của các gói dữ liệu được truyền qua cáp đồng.

Yêu cầu tốc độ

Kết nối cáp quang có nhiều lựa chọn khác nhau, từ 100Mbps đến 10Gbps nếu một số trường hợp khách hàng yêu cầu một liên kết lên 10Gbps cho một số ứng dụng.

Kết nối sợi quang là các bộ thu phát nhúng trong đó bạn phải chọn biến thể đơn vị dựa trên khoảng cách bạn cần bao phủ hoặc chúng đi kèm với (các) khe cắm SFP, nơi đó là thiết kế mô-đun, trong đó Khe cắm SFP cho phép bạn chọn dựa trên các mô-đun có thể cắm được theo yêu cầu của bạn.

Những lưu ý khi sử dụng sợi quang

Sử dụng sợi quang thường khó hơn vì có nhiều điều cần lưu ý hơn so với các kết nối RJ-45 bằng đồng thông thường. Điều quan trọng cần nhớ khi sử dụng sợi quang là chúng ta cần phải cầu kỳ hơn.

Cân nhắc 1: Tốc độ

Không giống như các kết nối đồng, nơi các cổng thường sẽ auto-negotiate giữa các thiết bị để có tốc độ tốt nhất, các bộ thu phát cáp quang có tốc độ cố định nên mọi thứ phải được lựa chọn trước. Nếu bạn có 2 bộ thu phát cáp quang có tốc độ khác nhau được cắm cùng nhau, chúng sẽ không thể liên lạc với nhau.

Cân nhắc 2: Bước sóng / Tần số / Chế độ sợi quang (Đơn và Đa)

Khi xử lý các kết nối cáp quang, loại sợi quang sẽ được xem xét cốt lõi, có 2 loại sợi quang là đa mode và đơn mode. Nếu bạn có 2 bộ thu phát cáp quang của các loại khác nhau (đa chế độ và đơn chế độ) được cắm cùng nhau, chúng sẽ không thể liên lạc với nhau.

Sợi đa chế độ và một chế độ có các bước sóng (tần số) hoạt động khác nhau và cáp được sản xuất cho các chế độ khác nhau được thiết kế đặc biệt để có hiệu suất tốt nhất (suy hao / giảm xuống mức thấp nhất) ở tần số hoạt động.

Cân nhắc 3: Khoảng cách

Cho dù đó là bộ thu phát nhúng hoặc SFP, có các thông số kỹ thuật khác nhau, điều này cũng đúng với khoảng cách. Tín hiệu có thể truyền đi bao xa và vẫn sử dụng được sau khi suy giảm (mất điện) trên khoảng cách đó phụ thuộc vào mức độ mạnh mẽ của bộ phát được tích hợp trong nó. Vì vậy, khi bạn chọn nút tắt hoặc SFP, điều quan trọng là phải tìm ra khoảng cách giữa 2 thiết bị và chọn khoảng cách thích hợp nhất được chỉ định.

Chọn khoảng cách quá thấp có thể khiến bạn kết nối kém vì tín hiệu đã suy giảm quá nhiều trước khi đến cuối, chọn bộ thu phát có khoảng cách quá xa so với khoảng cách thực của bạn có thể làm hỏng bộ thu phát vì có quá suy hao ít gây ra xung đến cuối có quá nhiều năng lượng và làm hỏng máy thu.

Cân nhắc 4: Loại đầu nối

Trong các switch công nghiệp, 2 loại đầu nối phổ biến nhất mà chúng tôi hỗ trợ là đầu nối SC (hình vuông lớn hơn) và đầu nối LC.

Kết nối sợi quang là các bộ thu phát nhúng trong đó bạn phải chọn biến thể đơn vị dựa trên khoảng cách bạn cần bao phủ hoặc chúng đi kèm với (các) khe cắm SFP, nơi đó là thiết kế mô-đun, trong đó Khe cắm SFP cho phép bạn chọn dựa trên các mô-đun có thể cắm được theo yêu cầu của bạn.

Tuy nhiên, tất cả những cân nhắc này có thể dễ dàng được giảm thiểu vì các bộ điều hợp và cáp chuyển đổi khá dễ dàng tìm thấy trên thị trường. Tuy nhiên, bạn cần lưu ý rằng sẽ có thêm một chút suy hao khi sử dụng cáp ghép nối.

Cân nhắc 5: Số lượng lõi sợi có sẵn

Trong các ví dụ mà chúng ta đã thấy cho đến nay, tất cả các bộ thu phát sợi quang được hiển thị là cái mà chúng ta gọi là Full-Duplex, có nghĩa là có các cổng / lõi sợi quang chuyên dụng để truyền và nhận. Tuy nhiên, đôi khi do những hạn chế khác nhau, có thể chỉ có 1 lõi sợi quang có sẵn trong thời gian đó, bộ thu phát Bi-Directional sẽ hữu ích, bộ thu phát Bi-Directional cho phép chúng tôi sử dụng 1 lõi sợi duy nhất cho cả truyền và nhận.

Upstream: Chiều dài sóng truyền = 1310nm / Bước sóng thu = 1550nm

Downstream: Chiều dài sóng truyền = 1550nm / Bước sóng thu = 1310nm

Bộ thu phát hai hướng còn được gọi là bộ ghép kênh phân chia theo bước sóng (WDM)

Điều này có thể hoạt động là do thay vì sử dụng 1 bước sóng duy nhất trong lõi sợi quang, bộ thu phát hai chiều sử dụng 2 tần số khác nhau để truyền và nhận. Như đã nói Bộ thu phát hai chiều thường phải được triển khai theo cặp, có bộ thu phát ngược dòng và bộ thu phát xuôi dòng.

Khe SFP và Bộ thu phát SFP

Tóm lại, khi chúng ta làm việc với sợi quang học, điều quan trọng là phải tìm ra các thông số chúng ta đang làm việc ngay từ đầu và lấy thông tin để chúng ta có thể chọn sản phẩm phù hợp cho ứng dụng. Khi sử dụng bộ chuyển mạch có (các) khe cắm SFP, nó cho phép người dùng linh hoạt chọn bộ thu phát SFP dựa trên tình hình trên mặt đất, chưa kể đến tính linh hoạt của khả năng chỉ thay đổi SFP nếu đột ngột có sự thay đổi về các yêu cầu trong lĩnh vực này.