Cáp quang là gì? và cách truyền siêu dữ liệu bằng ánh sáng


Chào mừng bạn đã đến với chuyên mục Kiến thức hay có trên Blog chia sẻ kiến thức [dot] com.

Mỗi ngày, Blog Chia Sẻ Kiến Thức  đều mang đến cho các bạn rất nhiều điều hữu ích trong cuộc sống, từ công nghệ, thủ thuật, cho đến góc nhìn đời sống….

Và chuyên mục Kiến thức hay cũng vậy, mỗi bài viết trong chuyên mục này đều là những kiến thức cực kỳ hữu ích mà tất cả mọi người đều nên biết để không bị tụt lại phía sau.

Okay, quảng cáo một chút về chuyên mục mình đang viết thế thôi, giờ thì trở lại vấn đề chính ngay thôi nào 🙂

cap-quang-hoat-dong-nhu-the-nao (1)

Hầu như tất cả chúng ta đều đang sử dụng Internet đều đặn mỗi ngày, nó được xem như là một phần không thể thiếu trong một xã hội hiện đại được.

Và thử thưởng tượng, nếu không có Internet thì cuộc sống của chúng ta sẽ trở nên nhàm chán và khó khăn đến nhường nào, bạn đã bao giờ hình dung ra viễn cảnh đó chưa?

Có lẽ chúng ta đã quá phụ thuộc vào Internet, chỉ cần một tuần không cập nhật tin tức thôi thì rất có thể chúng ta sẽ trở thành người “tối cổ” trong mắt người khác.

cap-quang-hoat-dong-nhu-the-nao (2)

Vâng, và cứ mỗi lần mạng lag, mạng chậm là  y như rằng cá mập sẽ là nạn nhân bị công kích đầu tiên 🙂 Và lý do cá mập cắn cáp quang đã trở nên quá phổ biến mỗi khi đứt cáp rồi phải không ạ 😀


Đọc thêm:

Vậy bạn đã bao giờ chủ động tìm hiểu về cáp quang chưa? xem nó cấu tạo như thế nào mà như cọng bún vậy, mỗi năm đứt đến hàng chục lần.

Hay các bạn có bao giờ đặt ra câu hỏi là tại sao những sợi cáp quang lại có thể giúp chúng ta kết nối với nhau trên toàn thế giới hay không?

Okay, nếu có chung suy nghĩ thì tốt rồi, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu về những thắc mắc bên trên ngay trong bài viết này nha các bạn !

I. Cáp quang là gì, ai đã phát minh ra cáp quang?

Cáp quang (Fibre-Optic Cable), đúng như tên gọi của nó, là một sợi dây cáp hay còn gọi là một loại cáp viễn thông, được sử dụng nhằm mục đích để truyền thông tin.

Tuy nhiên, thông tin ở đây được truyền đi bằng quang (tức là ánh sáng), vậy nên nó được gọi là CÁP QUANG.

Hệ thống cáp quang biển Việt Nam và cả Quốc Tế chính là cầu nối viễn thông, kết nối mạng Internet giữa các châu lục lại với nhau (trừ Nam cực ra nha các bạn).

Ngược dòng thời gian một chút, quay trở lại những năm 1966, tại phòng thí nghiệm viễn thông của Vương quốc Anh, 2 kỹ sư tên là Charles Kuen Kao và George Hockman đã công bố những khám phá đầu tiên của họ về sợi quang.

cap-quang-hoat-dong-nhu-the-nao (1)

Tuy nhiên ở thời điểm này, ý tưởng về việc sử dụng sợi quang để truyền tải thông tin vẫn là một điều gì đó rất xa vời.

Thế nhưng, sau nhiều lần nghiên cứu thì đến năm 1970, mạng cáp quang đã bắt đầu được sử dụng ở trong thành phố và dưới lòng đại dương.

Nhưng tất nhiên, đó mới chỉ là bước khởi đầu mà thôi, phải đến tận những năm 90 thì cuộc cách mạng cáp quang mới chính thức được bắt đầu. Lúc này cáp quang mới được sử dụng rộng rãi ở nhiều nơi trên thế giới.

Đọc thêm: Việt Nam đang sử dụng mấy tuyến cáp quang biển ?

II. Cấu tạo của cáp quang?

Cấu tạo của cáp quang gồm có các sợi dây dẫn được làm bằng thủy tinh hoặc nhựa Plastic đã qua tinh chế, để đảm bảo truyền được tối đa các tín hiệu ánh sáng hay đó còn gọi là các sợi quang.

Không những thế, để truyền đi được các tín hiệu được tốt hơn thì sợi quang còn được tráng thêm một lớp phản chiếu nữa. Cụ thể thì cáp quang bao gồm các bộ phận như sau:

cap-quang-hoat-dong-nhu-the-nao (5)

  1. Core: Đây là nơi trung tâm phản chiếu ánh sáng truyền đi.
  2. Cladding: Đây là lớp vỏ bao bọc lõi nhằm giúp ánh sáng phản xạ trở lại vào lõi.
  3. Buffer Coating: Đây là lớp phủ bên ngoài nhằm bảo vệ các sợi quang không bị ướt.
  4. Jacket: Còn đây là lớp vỏ bao bọc bên ngoài các bó quang.
  5. Srength member: Thường là sợi tơ Aramit, kim loại có dạng sợi, hoặc là một lớp băng thép mỏng được dập gợn gợn thành sóng hình sin.

Chi tiết hơn thì các bạn có thể tham khảo hình bên dưới đây:

cap-quang-hoat-dong-nhu-the-nao (3)

Cung cấp thêm một số thông tin về sợi cáp quang biển như sau:

Đường kính: 69 mm.

Trọng lượng: 10kg/m. Một số loại các quang đặc biệt thì có trọng lượng nhẹ hơn, được đặt ở các khu vực đáy biển sâu hơn.

Sợi quang: Làm bằng thủy tinh hoặc là Plastic, nhựa tinh chế nhằm phản chiếu tín hiệu ánh sáng.

Lớp nhựa bọc ngoài: Có tác dụng chịu nhiệt, chịu va đập, chịu mài mòn….

Tốc độ đường truyền dữ liệu (Download/Upload): Tối đa là 10 GB/s ( 1 GB = 1024 MB ).

Tính bảo mật cao: Cáp quang bằng lõi thủy tinh, tín hiệu truyền là ánh sáng nên việc đánh cắp dữ liệu là rất khó.

Cáp quang an toàn hơn: Ít nhiễu, không dẫn Sét… chính vì thế khi sử dụng sẽ an toàn hơn cáp đồng rất nhiều. (Cáp đồng truyền tín hiệu bằng điện).

III. Cáp quang truyền dữ liệu bằng ánh sáng như thế nào?

cap-quang-hoat-dong-nhu-the-nao (3)

Từ xa xưa, ánh sáng đã được dùng để truyền đi thông tin rồi, tuy nhiên, đó chỉ là một vài thông tin ký hiệu đơn giản dùng để báo hiệu, hoặc là tín hiệu giữa những nhóm người sử dụng riêng với nhau. Ví dụ như việc sử dụng đèn Pin để ra tín hiệu chẳng hạn..

Nhưng trong thời đại công nghệ phát triển ngày nay, chúng ta không thể sử dụng những thứ tầm thường như vậy được và nó cũng không có nhiều hiệu quả, bởi công việc của các nhà khoa học là luôn nghiên cứu và sáng tạo mỗi ngày.

Họ đã nhận thấy ánh sáng là một thứ rất đáng để nghiên cứu, dựa vào tốc độ siêu nhanh của ánh sáng, và tính chất sóng của ánh sáng mà các nhà khoa học đã có cơ sở để bắt đầu.

Theo các nhà khoa học tính toán được, tốc độ truyền ánh sáng trong chân không là 3 x 108 mét trên giây (nói cho dễ hiểu hơn thì vận tốc ánh sáng bằng 299.792.458 m/giây, tương đương với 300.000km/giây).

Và trong môi trường không khí thì tốc độ ánh sáng cũng tương tự như vậy !

Không những thế, như mình đã nói bên trên, ánh sáng cũng là một loại sóng, vậy nên cũng có bước sóng, biên độ và tần số => đây là những tính chất, những điều kiện lý tưởng để các nhà khoa học nghiên cứu sử dụng ánh sáng đề truyền dữ liệu.

Và thật tuyệt vời, kết quả như thế nào thì chúng ta đều đã rõ, cáp quang hiện nay đã trở nên quá phổ biến rồi đó 🙂

Thật vậy, các chuyên gia đã sử dụng biên độ khác nhau của ánh sáng để truyền tín hiệu. Chắc hẳn các bạn cũng đã biết, máy tính phổ thông mà chúng ta thường dùng chỉ có thể hiểu được một loại mã, gọi là mã nhị phân – bao gồm các chữ số 01 xếp lại với nhau.

Khi các số 0 và 1 này sắp xếp lại với nhau thành một dãy số dài theo thứ tự nào đó thì máy tính sẽ hiểu được ý nghĩa của nó.

Vậy nên, khi sử dụng ánh sáng để truyền dữ liệu thì người ta đã mặc định mỗi bước sóng có biên độ A nào đó là 0, còn biên độ B nào đó là 1.

Và cứ liên tục điều chỉnh sóng A, B như vậy theo thứ tự thì đầu bên kia sẽ nhận được tín hiệu tương ứng là các số 0 và 1 => và máy tính sẽ tự động xếp lại, từ đó hiểu được ý nghĩa của nó => đó cũng chính là cách để truyền dữ liệu qua ánh sáng.

cap-quang-hoat-dong-nhu-the-nao (4)

Tuy nhiên, chúng ta không thể truyền tín hiệu ánh sáng vào không trung được, bởi ánh sáng sẽ không thể đi được đến đích mà chúng ta mong muốn.

Vậy nên người ta đã tạo ra các sợi cáp quang để truyền tín hiệu, ánh sáng sẽ được truyền đi thông qua sợi cáp quang này.

Do có một lớp phản quang bọc xung quanh nên khi ánh sáng va vào thành thì sẽ bị phản xạ lại, do đó ánh sáng sẽ không thể thoát được ra ngoài. Chính vì thế mà sợi dây cáp này sẽ đưa ánh sáng được đến đích mà chúng ta muốn.

cap-quang-hoat-dong-nhu-the-nao (4)

Vậy là việc truyền dữ liệu bằng ánh sáng đã thành công rồi đó các bạn. Đầu dây bên kia chỉ cần lắp thêm thiết bị mã hóa/ giải mã để hiểu được thông tin nữa là xong.

Vâng, và với việc sử dụng cáp quang để truyền dữ liệu, người nhận sẽ có thông tin gần như ngay lập tức. Không chỉ là hình ảnh, âm thanh mà còn vô số thứ khác nữa.

Bởi nếu so với cáp quang với cáp đồng thì đúng là một trời một vực. Cụ thể là:

Cáp đồng chỉ truyền được tín hiệu ổn định trong phạm vi là 500m và truyền được dữ liệu tối đa là 20 Mb, trong khi đó với cáp quang thì phạm vi truyền tín hiệu ổn định là 100km và dữ liệu tối đa là 10Gb. Một sự chênh lệch rất khủng khiếp 🙂

IV. Lời kết

Như vậy là qua bài viết này mình đã giúp các bạn hiểu hơn về cáp quang và cách truyền thông tin bằng cáp quang rồi nhé.

Những thông tin rất thú vị phải không nào, nếu bạn thấy bài viết này hay thì đừng quên vote 5* và share bài viết cho mọi người cùng biết nha ^^!


CTV: Đinh Tùng – Blogchiasekienthuc.com
Edit by Kiên Nguyễn

Note: Bài viết này hữu ích với bạn chứ? Đừng quên đánh giá bài viết, like và chia sẻ cho bạn bè và người thân của bạn nhé !

Administrator: Kiên Nguyễn Blog

Có một câu nói của người Nhật mà mình rất thích đó là " Người khác làm được thì mình cũng làm được ". Chính vì thế mà hãy theo đuổi đam mê, thành công sẽ theo đuổi bạn ! Nếu như bạn đang gặp khó khăn và cần sự trợ giúp thì hãy comment phía bên dưới mỗi bài viết để nhận được sự hỗ trợ từ cộng đồng Blog Chia Sẻ Kiến Thức nhé.

Một vài lưu ý trước khi comment :

Thư điện tử của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *
Tất cả các comment của các bạn sẽ được giải đáp trong vòng 48h (thường vào buổi tối)!
Không được sử dụng từ khóa trong ô 'Name', bạn hãy dùng tên thật hoặc Nickname của bạn !
Không dẫn link sang trang web/blog khác. Xem quy định comment tại đây. Thank All!

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *