• Không có kết quả nào được tìm thấy

Bài 3. THIẾT KẾ, XÂY DỰNG MẠNG LAN

3.5. CÁC KỸ THUẬT ĐẤU NỐI MẠNG

3.5.1. Cáp mạng

3.5.1.1. Chuẩn bị.

- 1 kìm bấm cáp.

- 1 hộp đầu cáp RJ45.

- Đoạn dây cáp mạng (độ dài tùy theo nhu cầu sử dụng của bạn).

3.5.1.2. Cách bấm dây.

Hiện nay có hai chuẩn bấm cáp là T568A nối 2 máy vi tính với nhau và T568B nối máy vi tính với hub hai chuẩn bấm cáp này gồm:

3.5.1.2.1. Bấm Thẳng.

Kiểu này dùng để nối 2 thiết bị khác loại lại với nhau.

VD: PC  Switch, Switch  Router.

RJ-45 JACK TIA/EIA 568A STANDARD được gọi là chuẩn A.

T568A: 1. Trắng xanh lá; 2. Xanh lá; 3. Trắng cam; 4. Xanh dương; 5. Trắng xanh dương; 6. Cam; 7. Trắng nâu; 8. Nâu.

3.5.1.2.2. Bấm Chéo.

Kiểu này dùng để nối 2 thiết bị cùng loại lại với nhau.

VD: PC  PC, PC  Router ...

RJ-45 JACK TIA/EIA 568B STANDARD được gọi là chuẩn B.

T568B: 1. Trắng cam; 2. Cam; 3. Trắng xanh lá; 4. Xanh dương; 5. Trắng xanh dương; 6. Xanh lá; 7. Trắng nâu; 8. Nâu.

117

Trong một dây cáp đạt chuẩn qui định bao gồm tám sợi dây đồng trong đó mỗi hai sợi xoắn với nhau thành từng cặp theo qui định nâu - trắng nâu, cam - trắng cam - xanh lá - trắng xanh lá, xanh dương - trắng xanh dương và 1 sợi dây kẽm. Sợi dây kẽm này chỉ có chức năng làm cho sợi dây cáp chắc chắn hơn. Sợi dây cáp này sẽ được nối với một đầu RJ45 để bấm dây mạng thì phải bấm tám sợi dây đồng vào các điểm tiếp xúc bằng đồng trong đầu RJ45.

3.5.1.3. Tiến hành bấm dây mạng.

3.5.1.3.1. Cách Bấm Cáp Chéo.

Bước 1 Các bạn dùng kìm hoặc kéo cắt vỏ đầu cáp cứ cắt dài thêm chút tý xếp màu cho dễ khoảng 4 cm là được .

Bước 2 Gỡ các đầu xoắn và xếp theo thứ tự: Màu trắng xếp trước - Cam - Xanh da trời - Xanh lá - Nâu.

118

Bước 3 Đổi chỗ màu trắng của xanh lá cây và màu trắng của xanh da trời cho nhau.

Bước 4 Xếp các dây lại sát nhau và dùng kìm cắt cho bằng.

Bước 5 Các bạn tiến hành đút dây vào đầu cáp thật sâu để các đầu dây chạm lõi đồng.

119

Bước 6 Sau đó nhét vào kìm và bấm thật mạnh và đứt khoát 1 cái.

Bước 7 Quan sát xem các dây đồng của dây và lá đồng trong đâu RJ 45 đã kít chưa.

Bước 8 Cuối cùng cắm 1 đâu vừa làm xong vào máy tính. Còn đầu kia thì tiến hành làm tương tự.

120

3.5.1.3.2. Cách Bấm Cáp Thẳng.

Cắt vỏ dây cáp và xếp dây theo thứ tự là 1-->2-->3-->5-->6-->4-->7-->8.

Xếp sát lại và cắt cho bằng lại chừa lại 1 đoạn vừa đủ với đầu RJ45.

Sau đó các bước còn lại làm tương tự như bấm cáp chéo.

3.5.2. -Cáp quang và cách đấu nối.

Kết nối sợi quang đóng vai trò quan trọng đối với hiệu suất mạng. Việc tăng tốc độ truyền dữ liệu sẽ kéo theo yêu cầu nghiêm ngặt hơn về suy hao kết nối quang. Khách hàng luôn có nhu cầu về đầu kết nối với độ suy hao thấp, nhỏ gọn, dễ thi công, sử dụng và đặc biệt là chi phí thấp. Chính vì vậy, các nhà làm tiêu chuẩn và thiết kế cũng đưa ra khá nhiều lựa chọn nhằm đáp ứng nhu cầu của các đối tượng khác nhau.

121

Các đầu nối quang thông dụng ngày nay bao gồm chuẩn SC (Subscriber Connector), ST (Straight Tip) và FC (Fiber Connector). Bên cạnh đó, các chuẩn đầu nối dạng nhỏ gọn (small-form-factor) như chuẩn LC (Lucent Connector) cũng được sử dụng với mục đích tiết kiệm không gian kết nối, đặc biệt là những môi trường luôn thiếu không gian như trung tâm dữ liệu. MPO (Multi-Fiber Push-On) cũng là chuẩn kết nối đang dần trở nên phổ biến, được sử dụng trong môi trường mật độ cao với mỗi đầu nối MPO chứa đến 12 sợi quang hoặc hơn.

Mỗi thiết kế đều có ưu và nhược điểm riêng, nên khi lựa chọn đầu nối, cần xem xét những yếu tố quan trọng như: ứng dụng, tốc độ hỗ trợ truyền dữ liệu, yêu cầu huấn luyện nhân viên thi công về các loại sợi quang (sợi quang singlemode và multimode yêu cầu các đầu nối khác nhau). Bài viết này sẽ cung cấp cái nhìn tổng thể về đặc điểm và tính năng của các loại đầu nối thông dụng, giúp người dùng có được lựa chọn phù hợp để tối ưu hiệu suất cho hệ thống mạng.

3.5.2.1. Đầu nối.

3.5.2.1.1. Vai trò của đầu nối.

Đầu nối được dùng để kết nối hai sợi quang với nhau, cho phép ánh sáng truyền từ lõi sợi quang này vào lõi sợi kia, hoặc kết nối sợi quang vào thiết bị truyền tín hiệu quang. Để đạt được một kết nối tốt với mức suy hao thấp, hai lõi sợi cáp quang phải được tiếp xúc thẳng hàng và bề mặt đầu nối quang phải được chăm sóc kỹ lưỡng, làm sạch bụi và các mảnh vỡ, mảnh vụn hoặc các vết trầy xước. Việc kết nối thẳng hàng hai lõi sợi quang multimode (đường kính lõi lớn) sẽ dễ hơn so với sợi singlemode. Kết nối singlemode đòi hỏi độ sai số nghiêm ngặt hơn, bề mặt đầu nối phải được chăm sóc cẩn thận hơn. Một vết bẩn, trầy xước hay khiếm khuyết bất kỳ trên bề mặt sợi quang đều ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất kết nối.

3.5.2.1.2. Cấu tạo một đầu nối.

122

– Ống Nối – Ferrule: Là một cấu trúc dạng rỗng (thường là dạng trụ), được làm từ sứ, kim loại hoặc nhựa chất lượng cao. Chức năng dùng để giữ chặt sợi quang.

– Thân Đầu Nối – Connector Body: Một cấu trúc làm từ nhựa hoặc kim loại chứa ống nối, cố định với lớp vỏ ngoài bảo vệ (jacket) và lớp chịu lực (strength members).

– Khớp nối – Coupling Mechanism: Là một phần của thân đầu nối, có nhiệm vụ cố định đầu nối khi thực hiện kết nối đến các thiết bị khác.

Một đầu nối có các thành phần chính như trong hình 1. Phần đầu sứ (ferrule) ở phía trước được thiết kế để hỗ trợ lõi sợi quang tiếp xúc thẳng hàng, hạn chế suy hao kết nối. Phần ferrule này được giữ bởi một bộ phận có chức năng như lò xo (collar assembly) ở phía trong phần thân đầu nối, đẩy đầu ferrule về phía trước nhằm tạo tiếp xúc tốt khi kết nối hai đầu connector hoặc kết nối đến thiết bị. Ngoài ra, ở phía cuối đầu nối quang thường có một bộ phận giúp tăng khả năng chống vặn xoắn và độ chịu tải khi kéo cáp.

Đồng thời, phần đầu nhựa bảo vệ cuối đầu nối cũng giúp hạn chế độ uốn cong khi kết nối cáp vào thiết bị, giảm thiểu suy hao tín hiệu quang.

Điều quan trọng là đọc các đặc điểm kỹ thuật từ nhà sản xuất và so sánh hiệu suất kết nối của ứng dụng dự kiến. Ngoài ra, cũng nên xem xét các yếu tố như kích thước hoặc loại cáp kết nối để chọn mã sản phẩm phù hợp.

Các loại đầu nối quang.

123 a. Đầu nối ST.

Được phát triển bởi AT&T, đầu nối ST là một trong các loại đầu nối đầu tiên được sử dụng rộng rãi trong hệ thống cáp quang. Đầu nối ST sử dụng một ống nối có đường kính 2,5 mm, với thân đầu nối làm từ nhựa hoặc kim loại (thường là kim loại), được cố định thông qua khớp nối dạng vặn (Twist–on/Twist–off), nên khi thực hiện kết nối cần chắc chắn rằng đầu nối đã được đưa vào đúng khớp.

b. Đầu nối SC.

Đầu nối SC cũng sử dụng một ống nối có đường kính 2,5 mm, dùng để cố định sợi quang. Nhưng khác với đầu nối ST, SC sử dụng cơ chế cắm/rút giúp người dùng thao tác dễ dàng hơn so với cơ chế vặn xoắn của đầu nối ST, nhất là trong không gian hẹp.

Ban đầu SC không được sử dụng nhiều vì giá thành cao gấp 2 lần so với đầu nối ST, nhưng theo thời gian, hiện tại chi phí cho một đầu nối SC đã giảm đáng kể và phổ biến hơn đến người dùng.

c. Đầu nối LC.

Được phát triển bởi Lucient Technologies, LC là một đầu nối dạng nhỏ, sử dụng ống nối với đường kính chỉ 1,25 mm, phần thân đầu nối LC tương tự đầu nối SC, nhưng kích thước chỉ bằng một nửa so với đầu nối SC. Sử dụng cơ chế “tai giữ cố định” tương tự như đầu nối RJ45 sử dụng trong hệ thống cáp đồng đôi xoắn. Đầu nối LC thường được ứng dụng trong module quang SFP hoặc kết nối quang mật độ cao.

d. Đầu nối FC.

Đầu nối FC sử dụng ống nối dài 2,5 mm, được thiết kế đặc biệt với thân là dạng ren, thích hợp trong môi trường có độ rung cao. Thường được ứng dụng cho ngành viễn thông, nhưng hiện tại đã dần bị thay thế bởi đầu nối SC và LC.

e. Đầu nối MT-RJ.

124

Được phát triển bởi AMP/Tyco và Corning, MT-RJ là đầu nối song công với hai sợi quang sử dụng chung một ống nối làm bằng polyme. Cơ chế khớp nối được thiết kế tương tự như đầu nối RJ45 cho cáp đồng đôi xoắn, MT-RJ có hai dạng là đầu đực và đầu cái.

Bảng tóm tắt năm loại đầu nối cáp quang

Đầu Nối Kiểu Kết Nối Bán Kính

Ống Nối Cáp Quang Tiêu Chuẩn

ST Vặn khớp 2.5 mm Đơn mốt/Đa

mốt TIA/EIA-604-2

SC Cắm – Rút 2.5 mm Đơn mốt/Đa

mốt TIA/EIA-604-3

LC Cắm – Rút kiểu RJ45 1.25 mm Đơn mốt/Đa

mốt TIA/EIA-604-10

FC Vặn xoắn 2.5 mm Đơn mốt/Đa

mốt TIA/EIA-604-4

MT-RJ Cắm – Rút kiểu RJ45 2.45×4.4 mm Đơn mốt/Đa

mốt TIA/EIA-604-12

3.5.2.1.3. Các vấn đề ảnh hưởng đến hiệu suất.

Để có kết nối tốt, các lõi sợi quang cần được kết nối thẳng hàng và đảm bảo chất lượng bề mặt. Ở phần góc trái hình 2, có thể thấy khi hai sợi quang bị lệch trục, một phần ánh sáng sẽ thất thoát ra ngoài, gây mất tín hiệu, giảm băng thông và giảm khoảng cách truyền của ánh sáng trong sợi quang.

Lệch góc đầu nối cũng là trường hợp cần xem xét (ở góc trên bên phải hình 2). Có thể tránh lệch góc đầu nối bằng cách sử dụng đầu nối có bề mặt ferrule dạng PC (Physical Contact). Các ferrule này được thiết kế nhằm giữ sợi quang ở vị trí thẳng khi kết nối, đồng thời giúp giảm nguy cơ xuất hiện khoảng trống tại bề mặt tiếp xúc giữa hai đầu nối.

Khẩu độ hai sợi quang không phù hợp cũng là nguyên nhân gây thất thoát ánh sáng. Lỗi này có thể do kết nối các loại sợi quang khác nhau hoặc của các nhà sản xuất khác nhau. Nhờ sự phát triển và cải tiến công nghệ của các nhà sản xuất cáp sợi quang, một số vấn đề khác như đường kính lõi khác nhau, không đồng tâm, lõi e-líp hoặc đường kính lớp cladding khác nhau đã không còn xuất hiện nữa.

125

3.5.2.1.4. Chăm sóc bề mặt kết nối.

Bề mặt kết nối đóng vai trò quyết định đối với hiệu suất kết nối quang. Sau khi thực hiện bấm đầu, cần mài nhẵn các bề mặt đầu nối nhằm loại bỏ các vết bẩn và khiếm khuyết. Quá trình này thường được thực hiện trong nhà máy, nhưng có một vài loại đầu nối cần được mài tại hiện trường. Việc này phải tiến hành trên một miếng đệm mềm và các loại giấy mài thích hợp. Kỹ thuật mài cũng tương đối đặc biệt với thao tác chuyển động hình số tám, nhằm mài đều tất cả các góc của đầu nối quang.

Một kiểu bề mặt kết nối quang thông dụng là UPC (Ultra Physical Contact), cung cấp hiệu suất kết nối cao. APC (Angled Physical Contact) cũng là kiểu kết nối thông dụng với bề mặt được vát góc 8 độ. Kiểu APC hạn chế phản xạ ánh sáng tại bề mặt tiếp xúc, giúp giảm độ suy hao trên tuyến cáp quang. Loại đầu nối này thường được sử dụng trong môi trường viễn thông và các ứng dụng truyền hình.

Vấn đề nhiệt độ cũng cần được quan tâm đúng mức. Trong các môi trường khắc nghiệt có nhiệt độ từ -40°C đến 85°C, sợi quang và ferrule có thể bị dịch chuyển, thay đổi hình dạng, dẫn đến việc giảm hiệu suất kết nối.

3.5.2.1.5. Yêu cầu về hiệu suất.

Tiêu chuẩn ANSI/TIA-568-C.3 xác định hiệu suất các đầu nối quang sử dụng trong hệ thống cáp cấu trúc. Suy hao quang là thông số quan trọng nhất được sử dụng để đo lường hiệu suất và là thước đo nghiệm thu đầu nối thi công tại hiện trường. Dù tiêu chuẩn xác định giới hạn tối đa cho thông số suy hao quang là 0,75 dB trên mỗi cặp đầu nối (một khớp nối), nhưng tùy thuộc ứng dụng, chủ đầu tư có thể yêu cầu thông số nghiêm ngặt hơn. Thông số phản xạ (Reflection), còn gọi là suy hao phản xạ (Return Loss) được giới hạn tối thiểu là 20 dB với sợi quang multimode và 26 dB với sợi cáp quang singlemode. Muốn giảm thông số phản xạ, cần sử dụng kiểu bề mặt đầu nối APC.

Dải nhiệt độ hoạt động cho đầu nối quang cũng được xác định trong tiêu chuẩn TIA 568-C, từ -10°C đến 60°C, có khả năng chịu được độ ẩm, tác động và các loại lực căng gây ra do vặn xoắn và uốn cong. Để nắm rõ yêu cầu này, cần tham khảo tài liệu từ nhà sản xuất về các giới hạn cho sản phẩm.

3.5.2.1.6. Lựa chọn đầu nối quang.

Trên thị trường hiện nay có hàng chục loại đầu nối, bài viết này chỉ chú trọng đến các chuẩn thông dụng, nhưng cũng sẽ đề cập đến các đầu nối như LC và MPO đang

126

được sử dụng như một trào lưu trong môi trường đặc thù, hỗ trợ tốc độ cao và tiết kiệm không gian.

ST: là đầu nối kiểu vặn đã được sử dụng trong nhiều năm qua cho hệ thống mạng nội bộ với ứng dụng hỗ trợ 10Base-F và 100Base-F. Hiện nay, ST không còn phổ biến nhưng có thể dễ dàng tìm thấy chúng trong hàng triệu kết nối đã được lắp đặt ở các hệ thống mạng cũ. Đầu nối ST sử dụng ferrule 2,5 mm với suy hao thông thường là 0,25 dB.

SC: là đầu nối sử dụng phương pháp cắm/rút khi kết nối. Dễ sử dụng và hiệu suất cao, đầu nối SC là một trong những loại phổ biến nhất, ở các hệ thống mạng chạy ứng dụng Gigabit Ethernet. Đầu nối SC cũng sử dụng ferrule 2,5 mm và suy hao thông thường là 0,25 dB.

LC: là đầu nối có kích thước nhỏ gọn (SFF) chỉ bằng một nửa kích thước đầu SC, sử dụng ferrule 1,25 mm, suy hao thông thường 0,25 dB.

MPO: là đầu nối mật độ cao, chứa cùng lúc nhiều kết nối sợi quang, phương pháp kết nối vẫn là cắm rút tương tự loại đầu SC và LC. Mỗi đầu nối MPO có thể chứa từ 4, 6, 12 đến 24, 48 hoặc thậm chí 60 sợi quang. Do tính phức tạp và yêu cầu độ chính xác cao, loại đầu nối này hiện chỉ được bấm sẵn bởi nhà sản xuất. Người dùng phải đặt hàng với chiều dài cho trước chứ không thể thực hiện bấm đầu tại hiện trường.

3.5.2.2. Phương thức kết nối đầu cuối.

Trải qua nhiều năm phát triển công nghệ đầu nối quang, các nhà sản xuất đã cho ra đời nhiều phương thức kết nối đầu cuối sợi quang. Việc lựa chọn phương thức kết nối đầu cuối thường phụ thuộc vào kỹ năng của người thi công, các công cụ sẵn có hay chỉ đơn giản theo sở thích. Một số phương thức có sự khác biệt về hiệu suất quang, trong khi một số khác lại dễ sử dụng, giúp tiết kiệm thời gian và nhân công.

Có 4 phương thức cơ bản thường được sử dụng bao gồm: mài đầu quang, hàn nhiệt (hay còn gọi là hàn hồ quang), hàn cơ học và bấm đầu quang.

3.5.2.2.1. Mài đầu quang.

Phương thức này được sử dụng từ những năm 1980, khi kết nối sợi quang bắt đầu phát triển, và vẫn còn được sử dụng do có độ suy hao thấp, đáng tin cậy và chi phí rất cạnh tranh. Phương pháp này có nhược điểm phức tạp và mất thời gian loại bỏ các chất

127

keo dính trong quá trình thi công. Đồng thời, chất lượng đầu nối cũng phụ thuộc nhiều vào kỹ năng của người thi công nên cần phải được huấn luyện và giám sát kỹ lưỡng.

3.5.2.2.2. Hàn nhiệt.

Dùng một sợi quang đã được bấm sẵn một đầu (pigtail), sử dụng nhiệt độ cao của máy hàng để nung chảy và kết dính mối nối. Ưu điểm của phương pháp này là đầu nối đã được mài sẵn bởi nhà sản xuất, hỗ trợ kết nối với suy hao và mức độ phản xạ thấp.

Tuy nhiên, nhược điểm là chi phí thiết bị cao, cần phải có nguồn điện tại hiện trường để cung cấp cho thiết bị hàn, yêu cầu cao về việc huấn luyện và đào tạo kỹ năng sử dụng máy.

3.5.2.2.3. Hàn cơ học.

Cũng sử dụng sợi pigtail như hàn nhiệt nhưng lại không dùng thiết bị hàn. Phương thức này bao gồm cắt và tuốt đầu sợi quang bằng các công cụ chuyên dụng, sau đó giữ chúng dính lại với nhau nhờ một thành phần được gọi là mối nối cơ khí. Phương pháp này được thực hiện nhanh chóng, ít sử dụng công cụ, thời gian huấn luyện ngắn. Tuy nhiên, chi phí vật tư cao, độ suy hao lớn hơn phương pháp hàn nhiệt cũng là một yếu tố để cân nhắc.

3.5.2.2.4. Bấm đầu quang.

Không giống các phương thức trước, đầu nối được mài sẵn bởi nhà sản xuất nhưng không kèm theo đoạn sợi quang ngắn như pigtail. Người thi công chỉ cần tuốt và cắt sợi quang bằng công cụ chuyên dụng, sau đó luồn vào bên trong đầu nối, sử dụng bộ công cụ bấm đầu thích hợp để khóa giữ sợi quang vào đầu nối quang. Thao tác dễ dàng và nhanh chóng, có khả năng thực hiện ở không gian hẹp, vị trí trên cao. Nhược điểm của phương pháp này chi phí vật tư cao, suy hao cao hơn hàn nhiệt và không có khả năng tái sử dụng khi bấm đầu bị lỗi.