Bộ chia quang hoạt động như thế nào? Hãy cùng tìm hiểu

Bộ chia quang (Fiber Optic Splitter) là gì?

Bộ chia quang, hay còn được gọi là bộ tách quang (Fiber Optic Splitter), là thiết bị dùng để phân phối ánh sáng từ một cáp quang đầu vào ra nhiều đầu ra, giúp chia sẻ dữ liệu từ một giao diện mạng quang thụ động (Passive Optical Network - PON) cho nhiều thuê bao khác nhau. Bộ chia quang là một phần thiết yếu của mạng quang thụ động như EPON, GPON, BPON, FTTX, FTTH, giúp tối ưu hóa băng thông mạng và giảm chi phí đầu tư hạ tầng bằng cách tối đa hóa hiệu năng của các thiết bị mạng.

Nguyên lý hoạt động của bộ chia quang

Bộ chia quang hoạt động bằng cách phân chia chùm ánh sáng từ một sợi cáp đầu vào thành nhiều phần và truyền chúng qua các sợi cáp đầu ra. Mỗi phần ánh sáng đầu ra có công suất thấp hơn so với ánh sáng gốc, tùy thuộc vào tỷ lệ phân chia của bộ chia. Ví dụ, với bộ chia có cấu hình 1x4, tín hiệu từ cáp đầu vào sẽ được chia thành 4 phần với cường độ bằng nhau, mỗi phần truyền qua một cáp quang đầu ra riêng biệt. Nếu tín hiệu đầu vào có băng thông là 1000 Mbps, thì băng thông mỗi đầu ra sẽ là 250 Mbps.

Bộ chia quang với cấu hình lớn hơn

Với các bộ chia có cấu hình phức tạp như 2x64, bộ chia sẽ có hai đầu vào và 64 đầu ra, cho phép chia hai chùm ánh sáng từ hai sợi cáp đầu vào thành 64 chùm sáng nhỏ hơn, mỗi chùm sẽ được truyền qua một sợi cáp quang đầu ra riêng biệt.

Đặc biệt, công suất quang học của các chùm ánh sáng đầu ra không nhất thiết phải bằng nhau; điều này phụ thuộc vào thiết kế của bộ chia. Các kỹ sư thường cân nhắc đến vấn đề này khi xây dựng mạng quang thụ động để đảm bảo hiệu quả và độ ổn định của mạng.

Phân loại bộ chia quang

Trên thị trường hiện nay, có hai loại bộ chia quang phổ biến, được phân loại dựa trên công nghệ sản xuất: bộ chia quang FBT (Fused Biconic Tapered) và bộ chia quang PLC (Planar Lightwave Circuit).

1. Bộ chia quang FBT (Fused Biconic Tapered)

• Công nghệ sản xuất: Bộ chia quang FBT được chế tạo bằng cách nung nóng và kết hợp nhiều sợi quang, khiến chúng hợp nhất tại một điểm nhờ áp dụng nhiệt. Các sợi này được giữ cố định và bảo vệ trong một ống thép không gỉ.
• Ưu điểm: Bộ chia quang FBT có công nghệ sản xuất đơn giản, chi phí thấp, và là lựa chọn hiệu quả về mặt chi phí cho các mạng PON có cấu hình phân chia nhỏ (dưới 1x4).
• Nhược điểm: Khi cần nhiều đầu ra hơn, bộ chia FBT sẽ ghép nối nhiều bộ chia với nhau, điều này làm tăng kích thước gói và gây ra suy hao chèn cao hơn. Do đó, bộ chia FBT không phù hợp cho các hệ thống có cấu hình phân chia lớn.
• Ứng dụng: Thường được sử dụng trong các mạng PON có cấu hình chia thấp, như GPON trong các ứng dụng viễn thông và mạng nội bộ.

2. Bộ chia quang PLC (Planar Lightwave Circuit)

• Công nghệ sản xuất: Bộ chia quang PLC được chế tạo bằng cách sử dụng công nghệ in thạch bản, cho phép khắc ống dẫn sóng trực tiếp lên bề mặt thủy tinh silica. Điều này tạo nên các kênh dẫn ánh sáng riêng biệt với độ chính xác cao.
• Ưu điểm: Bộ chia quang PLC cho phép phân chia ánh sáng với độ chính xác cao và suy hao chèn thấp, giúp tối ưu hóa hiệu quả trong các mạng có mật độ phân chia lớn. Bộ chia PLC có thiết kế nhỏ gọn, thích hợp cho các mạng quang lớn với cấu hình phân chia cao (lên đến 1x64).
• Nhược điểm: Chi phí sản xuất cao hơn so với FBT do công nghệ sản xuất phức tạp hơn.
• Ứng dụng: Bộ chia PLC thích hợp cho các ứng dụng FTTx yêu cầu mật độ phân chia lớn và độ ổn định cao, như mạng FTTH và trung tâm dữ liệu.

So sánh bộ chia quang FBT và PLC

Các dạng cấu hình bộ chia quang

Bộ chia quang được thiết kế theo nhiều dạng cấu hình khác nhau để đáp ứng các yêu cầu của hệ thống:

• 1x2, 1x4, 1x8, 1x16, 1x32, 1x64: Các cấu hình này thường thấy trong bộ chia quang đơn mode (single mode).
• 2x32, 2x64: Đối với các mạng yêu cầu hai đầu vào để tăng cường khả năng chia sẻ dữ liệu.

Các loại sợi quang và bước sóng hoạt động

• Multimode Splitter: Dùng trong các mạng cáp quang đa mode (multimode) với bước sóng hoạt động chủ yếu là 850 nm và 1310 nm.
• Single-mode Splitter: Dùng cho cáp quang đơn mode (single-mode) với bước sóng hoạt động là 1310 nm và 1550 nm. Bộ chia quang đơn mode là phổ biến nhất trong các mạng PON vì chúng hỗ trợ truyền dẫn xa và băng thông cao hơn.

Kết luận

Bộ chia quang đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống mạng quang, giúp chia sẻ băng thông giữa nhiều thuê bao, giảm chi phí đầu tư và tối ưu hóa hiệu quả mạng lưới. Việc lựa chọn loại bộ chia phụ thuộc vào cấu hình hệ thống, môi trường hoạt động và yêu cầu về hiệu suất. Bộ chia FBT phù hợp với các mạng có cấu hình phân chia thấp và yêu cầu chi phí thấp, trong khi bộ chia PLC là giải pháp tối ưu cho các mạng quang lớn với cấu hình phân chia cao và yêu cầu hiệu suất cao.

Tại cholonjsc, chúng tôi cung cấp nhiều loại bộ chia quang với chất lượng đảm bảo, đáp ứng nhiều yêu cầu khác nhau trong các ứng dụng mạng quang thụ động. Tất cả sản phẩm đều được kiểm tra trước khi giao hàng nhằm đảm bảo điều kiện hoạt động tốt nhất trong hệ thống của khách hàng.