Ngành công nghiệp truyền thông cáp quang đang trải qua một cuộc cách mạng "thu nhỏ" mang tính chuyển đổi. Trong nhiều thập kỷ, kích thước lõi của sợi quang đơn mode vẫn được chuẩn hóa ở mức 8-10 micron cho lõi, 125 micron cho đường kính lớp phủ và 250 micron cho độ dày lớp phủ. Việc chuẩn hóa này đã tạo điều kiện thuận lợi rất lớn cho khả năng tương tác và tính nhất quán trong các mạng quang. Tuy nhiên, khi các mạng yêu cầu băng thông cao hơn và thiết kế nhỏ gọn hơn, một thế hệ sợi quang đơn mode phủ 200 micron mới đã xuất hiện, mang đến cho các nhà khai thác viễn thông các giải pháp triển khai mạng quang linh hoạt hơn.
Việc triển khai mạng hiệu suất cao hiện tại cho thấy hai xu hướng chính: nhu cầu ngày càng tăng đối với cáp số lượng sợi thấp kết nối người dùng hoặc tòa nhà riêng lẻ và nhu cầu ngày càng tăng đối với cáp số lượng sợi cao để phân phối thông tin hàng loạt. Đặc biệt trong danh mục sau, số lượng sợi tiếp tục tăng, với một số cáp hiện chứa hơn 500 sợi.
Mặc dù việc mở rộng thiết kế cáp bằng công nghệ hiện có vẫn là phương pháp ưa thích, nhưng điều này trở nên không thực tế trong các ống dẫn bị hạn chế về không gian. Vì các ống dẫn thường được lắp đặt trước khi triển khai cáp với kích thước cố định, nên các nhà khai thác mạng phải đối mặt với hai lựa chọn: giới hạn số lượng sợi trên các liên kết cụ thể hoặc áp dụng các thiết kế cáp mới, nhỏ hơn.
Khi các ống dẫn hiện có được chia thành các ống siêu nhỏ hơn, cáp siêu nhỏ mang lại lợi thế kinh tế bằng cách tránh các dự án kỹ thuật dân dụng tốn kém và các quy trình phê duyệt của chính quyền địa phương. Sự phát triển của cáp siêu nhỏ đã tăng gấp đôi mật độ sợi chỉ trong vài năm. Mặc dù cả thiết kế truyền thống và thiết kế mới đều có thể chứa 288 sợi, nhưng đường kính giảm từ 14mm xuống 9,6mm - giảm 36% nhờ các sợi phủ 200 micron.
Sự phát triển của cáp siêu nhỏ bắt nguồn từ các phương pháp thiết kế và vật liệu sáng tạo. Những cải tiến chính bao gồm việc đặt các sợi vào các ống đệm nhỏ hơn và thiết kế cáp để thổi thay vì kéo vào ống dẫn.
Các sợi ITU-T G.657 mới và lớp phủ tiên tiến cho phép mật độ đóng gói cao hơn trong khi vẫn duy trì khả năng chống va đập theo tiêu chuẩn công nghiệp và hiệu suất nhiệt độ thấp. Khi việc lắp đặt bằng khí nén trở thành phương pháp triển khai ưa thích của châu Âu, nhu cầu về các bộ phận chịu lực trong thiết kế cáp giảm đi. Những phát triển này cùng nhau cho phép thế hệ cáp siêu nhỏ nhỏ gọn mới nhất.
Kết quả cho thấy sự tiến bộ vượt bậc về mật độ sợi. Trong khi cáp 48 sợi từng yêu cầu đường kính vượt quá 10mm, thì các thiết kế hiện đại hiện có thể chứa 288 sợi trong cáp dưới 10mm - những thành tựu này có thể thực hiện được nhờ các sợi phủ 200 micron.
Thông số kỹ thuật sợi quang đơn mode ISO/IEC 60793-2-50 hiện tại liệt kê sợi phủ 200 micron là một kích thước lớp phủ thay thế. Các nhóm làm việc của IEC, sau khi xem xét dữ liệu ngành rộng rãi, đã kết luận rằng 200 micron đại diện cho một kích thước thực tế cho các sợi truyền dẫn đơn mode phủ, xứng đáng được tiêu chuẩn hóa.
Kiểm tra thực địa xác nhận rằng sợi 200 micron hoạt động tốt với các công cụ và thực hành hiện có. Các công cụ tước tiêu chuẩn loại bỏ hiệu quả lớp phủ acrylate, lộ ra sợi trần 125 micron giống như sợi phủ 250 micron truyền thống, cho phép các quy trình tách và nối giống hệt nhau. Nghiên cứu cho thấy không có sự khác biệt về tổn thất mối nối giữa các kết hợp sợi tương tự hoặc khác nhau:
| Sợi AllWave FLEX phủ 200 micron | Sợi AllWave FLEX phủ 250 micron | |
|---|---|---|
| Sợi AllWave FLEX phủ 200 micron | 0,03 dB | 0,03 dB |
| Sợi AllWave FLEX phủ 250 micron | 0,03 dB |
Đối với đầu nối sợi đơn, sợi 200 micron trải qua quá trình bọc trước khi kết thúc, với tác động không đáng kể đến hiệu suất. Tuy nhiên, những khác biệt đáng kể xuất hiện trong các ứng dụng đầu nối ruy băng và MPO, nơi lớp phủ ảnh hưởng đến khoảng cách sợi và nối nhóm.
Một chiến lược để giảm kích thước hơn nữa liên quan đến việc đóng gói nhiều sợi hơn vào các ống đệm. Ví dụ, 24 sợi sợi 200 micron chiếm không gian tương đương với 12 sợi truyền thống. Mặc dù điều này làm tăng mật độ đóng gói, nhưng các hiệu ứng uốn cong nhỏ tiềm ẩn có thể được giảm thiểu bằng cách sử dụng sợi không nhạy cảm với uốn cong G.657.
Độ tin cậy lâu dài vẫn là yếu tố tối quan trọng trong các mạng quang, nơi chi phí cáp và linh kiện thường chiếm dưới 20% tổng vốn đầu tư. Với chi phí lắp đặt cao hơn đáng kể và thời gian hoàn vốn thường vượt quá một thập kỷ, các sợi được triển khai phải duy trì hiệu suất trong suốt vòng đời của mạng.
Độ tin cậy bao gồm cả khía cạnh quang học và cơ học. Độ tin cậy quang học đảm bảo tính khả dụng của tín hiệu và hiệu suất ổn định, được đánh giá thông qua các thử nghiệm lão hóa, khả năng chống va đập và chu kỳ nhiệt độ. Độ tin cậy cơ học tập trung vào tính toàn vẹn vật lý, với độ bền sợi thường vượt quá 500 kpsi mặc dù có các khuyết tật tiềm ẩn.
Ba mươi năm kinh nghiệm thực tế xác nhận rằng lớp phủ acrylate 62,5 micron bảo vệ đầy đủ các sợi. Lớp phủ 200 micron thể hiện hiệu suất tương đương, với nhiều nhà cung cấp dịch vụ hiện đang áp dụng chúng.
Chất lượng sợi đã được cải thiện đáng kể kể từ khi triển khai ban đầu, với những tiến bộ trong thạch anh tổng hợp và lớp phủ polyme góp phần tạo ra các sản phẩm vượt trội. Thử nghiệm độ tin cậy xác nhận rằng sợi phủ 200 micron có thể mang lại hiệu suất thực địa trong 30 năm, đáp ứng tất cả các yêu cầu của Telcordia GR-20.
Độ bền kéo liên tục vượt quá 600 kpsi, ngay cả trong thử nghiệm trục dài 10 mét nghiêm ngặt. Thử nghiệm mỏi động cho thấy n d giá trị >20 cho cả mẫu đã lão hóa và chưa lão hóa.
Sự sẵn có của sợi quang đơn mode với lớp phủ 200 micron đại diện cho một bước tiến đáng kể, cung cấp các mặt cắt ngang nhỏ hơn 36% để giảm đường kính cáp siêu nhỏ. Các sợi này cung cấp các giải pháp đáng tin cậy để triển khai cáp số lượng cao trong không gian ống dẫn bị tắc nghẽn trong khi vẫn duy trì khả năng tương thích với cơ sở hạ tầng và thực hành hiện có.
Ngành công nghiệp truyền thông cáp quang đang trải qua một cuộc cách mạng "thu nhỏ" mang tính chuyển đổi. Trong nhiều thập kỷ, kích thước lõi của sợi quang đơn mode vẫn được chuẩn hóa ở mức 8-10 micron cho lõi, 125 micron cho đường kính lớp phủ và 250 micron cho độ dày lớp phủ. Việc chuẩn hóa này đã tạo điều kiện thuận lợi rất lớn cho khả năng tương tác và tính nhất quán trong các mạng quang. Tuy nhiên, khi các mạng yêu cầu băng thông cao hơn và thiết kế nhỏ gọn hơn, một thế hệ sợi quang đơn mode phủ 200 micron mới đã xuất hiện, mang đến cho các nhà khai thác viễn thông các giải pháp triển khai mạng quang linh hoạt hơn.
Việc triển khai mạng hiệu suất cao hiện tại cho thấy hai xu hướng chính: nhu cầu ngày càng tăng đối với cáp số lượng sợi thấp kết nối người dùng hoặc tòa nhà riêng lẻ và nhu cầu ngày càng tăng đối với cáp số lượng sợi cao để phân phối thông tin hàng loạt. Đặc biệt trong danh mục sau, số lượng sợi tiếp tục tăng, với một số cáp hiện chứa hơn 500 sợi.
Mặc dù việc mở rộng thiết kế cáp bằng công nghệ hiện có vẫn là phương pháp ưa thích, nhưng điều này trở nên không thực tế trong các ống dẫn bị hạn chế về không gian. Vì các ống dẫn thường được lắp đặt trước khi triển khai cáp với kích thước cố định, nên các nhà khai thác mạng phải đối mặt với hai lựa chọn: giới hạn số lượng sợi trên các liên kết cụ thể hoặc áp dụng các thiết kế cáp mới, nhỏ hơn.
Khi các ống dẫn hiện có được chia thành các ống siêu nhỏ hơn, cáp siêu nhỏ mang lại lợi thế kinh tế bằng cách tránh các dự án kỹ thuật dân dụng tốn kém và các quy trình phê duyệt của chính quyền địa phương. Sự phát triển của cáp siêu nhỏ đã tăng gấp đôi mật độ sợi chỉ trong vài năm. Mặc dù cả thiết kế truyền thống và thiết kế mới đều có thể chứa 288 sợi, nhưng đường kính giảm từ 14mm xuống 9,6mm - giảm 36% nhờ các sợi phủ 200 micron.
Sự phát triển của cáp siêu nhỏ bắt nguồn từ các phương pháp thiết kế và vật liệu sáng tạo. Những cải tiến chính bao gồm việc đặt các sợi vào các ống đệm nhỏ hơn và thiết kế cáp để thổi thay vì kéo vào ống dẫn.
Các sợi ITU-T G.657 mới và lớp phủ tiên tiến cho phép mật độ đóng gói cao hơn trong khi vẫn duy trì khả năng chống va đập theo tiêu chuẩn công nghiệp và hiệu suất nhiệt độ thấp. Khi việc lắp đặt bằng khí nén trở thành phương pháp triển khai ưa thích của châu Âu, nhu cầu về các bộ phận chịu lực trong thiết kế cáp giảm đi. Những phát triển này cùng nhau cho phép thế hệ cáp siêu nhỏ nhỏ gọn mới nhất.
Kết quả cho thấy sự tiến bộ vượt bậc về mật độ sợi. Trong khi cáp 48 sợi từng yêu cầu đường kính vượt quá 10mm, thì các thiết kế hiện đại hiện có thể chứa 288 sợi trong cáp dưới 10mm - những thành tựu này có thể thực hiện được nhờ các sợi phủ 200 micron.
Thông số kỹ thuật sợi quang đơn mode ISO/IEC 60793-2-50 hiện tại liệt kê sợi phủ 200 micron là một kích thước lớp phủ thay thế. Các nhóm làm việc của IEC, sau khi xem xét dữ liệu ngành rộng rãi, đã kết luận rằng 200 micron đại diện cho một kích thước thực tế cho các sợi truyền dẫn đơn mode phủ, xứng đáng được tiêu chuẩn hóa.
Kiểm tra thực địa xác nhận rằng sợi 200 micron hoạt động tốt với các công cụ và thực hành hiện có. Các công cụ tước tiêu chuẩn loại bỏ hiệu quả lớp phủ acrylate, lộ ra sợi trần 125 micron giống như sợi phủ 250 micron truyền thống, cho phép các quy trình tách và nối giống hệt nhau. Nghiên cứu cho thấy không có sự khác biệt về tổn thất mối nối giữa các kết hợp sợi tương tự hoặc khác nhau:
| Sợi AllWave FLEX phủ 200 micron | Sợi AllWave FLEX phủ 250 micron | |
|---|---|---|
| Sợi AllWave FLEX phủ 200 micron | 0,03 dB | 0,03 dB |
| Sợi AllWave FLEX phủ 250 micron | 0,03 dB |
Đối với đầu nối sợi đơn, sợi 200 micron trải qua quá trình bọc trước khi kết thúc, với tác động không đáng kể đến hiệu suất. Tuy nhiên, những khác biệt đáng kể xuất hiện trong các ứng dụng đầu nối ruy băng và MPO, nơi lớp phủ ảnh hưởng đến khoảng cách sợi và nối nhóm.
Một chiến lược để giảm kích thước hơn nữa liên quan đến việc đóng gói nhiều sợi hơn vào các ống đệm. Ví dụ, 24 sợi sợi 200 micron chiếm không gian tương đương với 12 sợi truyền thống. Mặc dù điều này làm tăng mật độ đóng gói, nhưng các hiệu ứng uốn cong nhỏ tiềm ẩn có thể được giảm thiểu bằng cách sử dụng sợi không nhạy cảm với uốn cong G.657.
Độ tin cậy lâu dài vẫn là yếu tố tối quan trọng trong các mạng quang, nơi chi phí cáp và linh kiện thường chiếm dưới 20% tổng vốn đầu tư. Với chi phí lắp đặt cao hơn đáng kể và thời gian hoàn vốn thường vượt quá một thập kỷ, các sợi được triển khai phải duy trì hiệu suất trong suốt vòng đời của mạng.
Độ tin cậy bao gồm cả khía cạnh quang học và cơ học. Độ tin cậy quang học đảm bảo tính khả dụng của tín hiệu và hiệu suất ổn định, được đánh giá thông qua các thử nghiệm lão hóa, khả năng chống va đập và chu kỳ nhiệt độ. Độ tin cậy cơ học tập trung vào tính toàn vẹn vật lý, với độ bền sợi thường vượt quá 500 kpsi mặc dù có các khuyết tật tiềm ẩn.
Ba mươi năm kinh nghiệm thực tế xác nhận rằng lớp phủ acrylate 62,5 micron bảo vệ đầy đủ các sợi. Lớp phủ 200 micron thể hiện hiệu suất tương đương, với nhiều nhà cung cấp dịch vụ hiện đang áp dụng chúng.
Chất lượng sợi đã được cải thiện đáng kể kể từ khi triển khai ban đầu, với những tiến bộ trong thạch anh tổng hợp và lớp phủ polyme góp phần tạo ra các sản phẩm vượt trội. Thử nghiệm độ tin cậy xác nhận rằng sợi phủ 200 micron có thể mang lại hiệu suất thực địa trong 30 năm, đáp ứng tất cả các yêu cầu của Telcordia GR-20.
Độ bền kéo liên tục vượt quá 600 kpsi, ngay cả trong thử nghiệm trục dài 10 mét nghiêm ngặt. Thử nghiệm mỏi động cho thấy n d giá trị >20 cho cả mẫu đã lão hóa và chưa lão hóa.
Sự sẵn có của sợi quang đơn mode với lớp phủ 200 micron đại diện cho một bước tiến đáng kể, cung cấp các mặt cắt ngang nhỏ hơn 36% để giảm đường kính cáp siêu nhỏ. Các sợi này cung cấp các giải pháp đáng tin cậy để triển khai cáp số lượng cao trong không gian ống dẫn bị tắc nghẽn trong khi vẫn duy trì khả năng tương thích với cơ sở hạ tầng và thực hành hiện có.
