Adapter quang là gì? Phân loại SC, LC, FC và cách chọn đúng loại

Adapter quang là gì? Đó là chi tiết thụ động có hai cổng, giữ hai connector quang đối diện nhau trong một ống lót căn chỉnh để ánh sáng đi thẳng từ sợi này sang sợi kia. Adapter phải khớp ba yếu tố với connector: kiểu giao diện (SC, LC, FC, ST), kiểu đánh bóng mặt ferrule (UPC hay APC) và loại sợi (single-mode hay multimode); APC và UPC không được cắm lẫn với nhau. Bài dành cho kỹ sư hạ tầng, nhà thầu và người phụ trách mua vật tư cho ODF, patch panel, măng xông và tủ rack. Nội dung gồm cấu tạo, bảng phân loại, bảng tương thích, mức suy hao, lỗi hay gặp và khuyến nghị theo quy mô hệ thống.

Adapter quang là gì và nằm ở vị trí nào trên tuyến cáp?

Adapter quang (tài liệu tiếng Anh gọi là adapter hoặc coupler) là khớp nối cơ khí giữa hai connector quang: một bên cắm dây nhảy hoặc pigtail, bên kia cắm connector của tuyến cáp hoặc cổng thiết bị. Adapter không khuếch đại hay biến đổi tín hiệu, chỉ giữ hai mặt đầu sợi trùng trục và đúng khoảng cách.

Trên một tuyến thực tế, adapter nằm ở các điểm đấu nối có thể tháo lắp: mặt trước khay ODF, tấm patch panel trong tủ rack, hộp phối quang thuê bao FTTH và đầu vào của một số thiết bị đo. Ở những chỗ cần đấu vĩnh viễn thì dùng mối hàn nhiệt trong măng xông quang mini FTTH hoặc khay hàn, không dùng adapter.

Mỗi adapter thêm một điểm ghép nối vào quỹ suy hao của tuyến, nên số lượng adapter trên một đường truyền cần được đếm khi tính budget quang. Phần suy hao được tính cụ thể ở mục dưới; trước đó, cần nắm cấu tạo và các loại adapter để chọn đúng ngay từ đầu. Tại TCNET, nhóm này nằm trong danh mục adapter quang với đủ các kiểu SC, LC, FC, ST, UPC và APC, simplex và duplex, singlemode và multimode.

Bên trong adapter quang có gì?

Một adapter gồm vỏ ngoài (nhựa hoặc kim loại), ống lót căn chỉnh (alignment sleeve) nằm ở tâm và cơ cấu giữ connector. Ống lót là bộ phận quyết định chất lượng ghép nối vì hai ferrule được ép vào cùng một lỗ có đường kính chính xác tới micromet.

Lấy ví dụ datasheet adapter CommScope OC-ADP-L2-L2-NFCD (LC/APC duplex, single-mode, màu xanh lá): ống lót căn chỉnh làm bằng zirconia (gốm), nhiệt độ làm việc từ -40 °C đến +70 °C. Vật liệu ống lót và dải nhiệt là hai dòng nên đọc đầu tiên trên datasheet của bất kỳ mã adapter nào, vì chúng quyết định độ bền khi cắm rút và nơi được phép lắp (trong nhà hay hộp ngoài trời).

Kích thước ferrule quyết định adapter nào cắm được connector nào: theo bộ chuẩn giao diện IEC 61754, họ LC (IEC 61754-20) dùng ferrule danh định 1,25 mm, họ SC (IEC 61754-4) dùng 2,5 mm; ST cũng dùng ferrule 2,5 mm. FC cũng dùng ferrule 2,5 mm, nên SC, FC và ST có thể ghép với nhau qua adapter chuyển đổi (hybrid), còn LC chỉ ghép với SC hoặc FC qua adapter chuyển đổi chuyên dụng. Hình dạng thân vỏ chỉ là phần nhìn thấy; sự khác biệt thật nằm ở ferrule và cơ cấu khóa.

Adapter quang có những loại nào?

Adapter quang phân loại theo bốn tiêu chí: kiểu connector (SC, LC, FC, ST), số sợi mỗi vỏ (simplex một sợi, duplex hai sợi), kiểu đánh bóng (UPC hoặc APC) và loại sợi (single-mode hoặc multimode). Mỗi tổ hợp là một mã hàng riêng, nên đặt hàng phải ghi đủ cả bốn thông tin.

Theo số sợi, adapter simplex nối một đường truyền một sợi (ví dụ GPON dùng một sợi cho cả hai chiều), adapter duplex nối cặp thu/phát của module SFP hai sợi. Ngoài ra có adapter LC duplex 4 sợi cho tấm patch mật độ cao và adapter chuyển đổi SC-LC, SC-FC, FC-LC khi hai bên khác giao diện. Chi tiết ưu nhược từng kiểu connector xem thêm ở bài so sánh connector LC, SC, FC, ST.

Màu adapter quang cho biết điều gì?

Màu vỏ adapter là quy ước nhận diện loại đánh bóng và loại sợi, giúp kỹ thuật viên không cắm nhầm trong tủ nhiều dây. Trên thị trường, single-mode UPC thường màu xanh dương, single-mode APC màu xanh lá (ví dụ adapter LC/APC và SC/APC của CommScope đều màu xanh lá); multimode thường màu be (OM1/OM2) hoặc aqua (OM3/OM4).

Màu là quy ước nhận diện, không phải thông số đo được. Vì vậy khi đặt hàng, hãy ghi đủ kiểu connector, loại đánh bóng và loại sợi trong đơn, rồi đối chiếu với nhãn trên bao bì khi nhận hàng thay vì chỉ nhìn màu vỏ.

UPC và APC khác nhau ở mặt ferrule. Theo CommScope, mặt tiếp xúc mài nghiêng 8° của APC hướng ánh sáng phản xạ ra khỏi sợi thay vì quay về bộ phát; UPC thường rẻ hơn, suy hao thấp hơn và hay dùng để nối transceiver, còn một số bộ phát và bộ thu được thiết kế riêng cho APC. Trên tuyến FTTH, lấy loại đánh bóng theo quy cách nhà mạng và cổng OLT. Phân tích đầy đủ nằm trong bài APC và UPC khác nhau thế nào.

Cắm connector vào adapter nào thì được, tổ hợp nào tuyệt đối không?

Connector chỉ nên cắm vào adapter cùng kiểu giao diện, cùng loại đánh bóng và cùng loại sợi. Khác kiểu giao diện thường cắm không vào được; khác đánh bóng hoặc khác loại sợi thì cắm vừa về cơ khí nhưng gây hậu quả quang học hoặc hư hỏng mặt ferrule.

Về trường hợp sai loại sợi, tỉ lệ diện tích lõi 9 µm trên 50 µm xấp xỉ 3%, nên khi sợi 50 µm được phóng ánh sáng đầy lõi sang lõi 9 µm, mức mất mát lý thuyết có thể lên khoảng 15 dB. Đây là phép tính hình học, mức thực tế phụ thuộc nguồn phát; điều chắc chắn là chiều 50 µm sang 9 µm tệ hơn nhiều so với chiều ngược lại.

Adapter quang gây suy hao bao nhiêu dB?

Chuẩn cáp quang TIA lấy 0,75 dB làm mức tối đa cho một điểm ghép connector, tức một adapter với hai connector cắm hai bên. Fluke Networks (hãng máy đo cáp) giải thích đây là mức trường hợp xấu nhất; connector thông thường đo được khoảng 0,3 đến 0,5 dB, loại suy hao thấp khoảng 0,15 đến 0,2 dB, với điều kiện mặt ferrule sạch và đúng loại.

Với budget quang, mỗi adapter trên đường truyền cộng thêm tối đa 0,75 dB theo chuẩn, thường ít hơn khi vật tư tốt. Tuyến qua bốn điểm adapter (hai đầu ODF, hai đầu patch panel) tiêu hao thêm tối đa 3 dB nếu tính theo trần chuẩn, một lượng đáng kể với module SFP có quỹ công suất hẹp. Cách cộng suy hao cả tuyến xem trong bài cách tính suy hao tuyến cáp quang.

Hai yếu tố làm suy hao thực tế vượt con số công bố: mặt ferrule bẩn hoặc xước, và ống lót mòn do cắm rút nhiều lần. Cả hai kiểm soát được bằng vệ sinh trước khi cắm và thay adapter ở những điểm thao tác thường xuyên. Nguyên nhân gây suy hao riêng ở đầu nối, kèm cách giảm, nằm trong bài suy hao đầu nối LC, SC.

Lỗi thường gặp khi dùng adapter quang và dấu hiệu nhận biết

Các lỗi hay gặp là cắm sai loại đánh bóng, ferrule bẩn, sai loại sợi và ống lót mòn. Mỗi lỗi có dấu hiệu riêng, nhận ra sớm sẽ tránh phải đo lại cả tuyến.

• Cắm chéo APC-UPC: công suất thu thấp bất thường ngay sau khi đấu, đo OTDR thấy sự kiện phản xạ lớn tại điểm adapter. Soi mặt ferrule bằng kính hiển vi; nếu đã xước thì lau chùi không khắc phục được, phải thay dây nhảy hoặc đầu connector.
• Mặt ferrule bẩn: công suất thu dao động, tuyến lúc chạy lúc không, cải thiện ngay sau khi lau. Giữ nắp chụp bụi trên mọi cổng chưa dùng; hướng dẫn thao tác nằm trong bài cách vệ sinh connector quang.
• Sai loại sợi hoặc sai kiểu connector: link không lên hoặc lên với tỉ lệ lỗi cao, suy hao đo tại điểm adapter vượt mức 0,75 dB của một điểm ghép. Cách khắc phục là đổi đúng loại adapter hoặc dây nhảy, kiểm tra nhãn màu hai đầu.
• Ống lót lỏng hoặc nứt: connector cắm vào lỏng, suy hao thay đổi theo lực chạm vào dây. Thay adapter, không cố ép hoặc dán keo.

Với tuyến mới, hãy ghi lại loại adapter của từng điểm trong bảng đấu nối (loại connector, đánh bóng, loại sợi). Bảng này tiết kiệm nhiều thời gian khi cần khoanh vùng lỗi sau này, và đồng bộ với tài liệu đấu nối ODF trong bài hướng dẫn đấu nối ODF.

Nên chọn adapter quang thế nào theo quy mô hệ thống?

Chọn adapter theo ba bước: xác định kiểu connector và loại đánh bóng đang dùng ở đầu thiết bị, xác định loại sợi của tuyến, rồi chọn số sợi mỗi vỏ theo mật độ cần thiết. Quy mô hệ thống chủ yếu ảnh hưởng tới mật độ và độ bền khi cắm rút.

• Hệ thống nhỏ (hộp thuê bao FTTH, ODF 2 đến 12 FO): dùng adapter SC simplex, loại đánh bóng đồng bộ với đầu OLT và pigtail (APC hay UPC). Hộp phối quang thuê bao như ODF nhựa thuê bao FTTH thường đã lắp sẵn adapter; vẫn nên kiểm nhãn loại đánh bóng khi nhận hàng.
• Hệ thống vừa (văn phòng, phòng server, nhà xưởng): dùng adapter LC duplex trên patch panel, đồng bộ với module SFP hai sợi. Chọn aqua cho multimode OM3/OM4, xanh dương cho single-mode UPC. Với đường SC/APC hai sợi, có sẵn mã adapter SC/APC SM duplex để đấu cặp thu phát trong cùng một vỏ.
• Hệ thống lớn (datacenter, nhà máy nhiều tủ): ưu tiên adapter LC duplex hoặc LC 4 sợi mật độ cao, lập quy ước màu thống nhất toàn dự án, kiểm tra lô hàng bằng đo suy hao mẫu trước khi lắp đại trà và có số lượng dự phòng cho các điểm thao tác thường xuyên.

Nếu chưa chắc loại đang cần, hãy gửi cho TCNET ảnh mặt trước thiết bị hoặc thông số module SFP, đội kỹ thuật sẽ tư vấn đúng mã adapter và model đang có hàng.

Câu hỏi thường gặp

Adapter quang và connector quang khác nhau thế nào?

Connector quang là đầu nối gắn ở cuối sợi hoặc dây nhảy, chứa ferrule giữ sợi. Adapter quang là khớp trung gian nhận hai connector và ép hai ferrule sát nhau. Connector đi theo dây, adapter đi theo ODF, patch panel hoặc cổng thiết bị.

Có dùng adapter multimode cho tuyến single-mode được không?

Không nên. Hãy chọn adapter mà datasheet ghi đúng loại sợi của tuyến, vì ống lót được nhà sản xuất công bố cho từng loại sợi. Vỏ màu be hoặc aqua trên tuyến single-mode còn làm sai quy ước màu và dễ gây nhầm lẫn khi bảo trì.

Adapter SC có cắm được connector LC không?

Không cắm trực tiếp được vì ferrule LC 1,25 mm khác ferrule SC 2,5 mm. Cần adapter chuyển đổi SC-LC hoặc một dây nhảy hybrid SC-LC, và loại đánh bóng của hai đầu vẫn phải trùng nhau.

Bao lâu nên thay adapter quang?

Không có chu kỳ cố định; thay khi đo thấy suy hao điểm đó tăng, connector cắm lỏng hoặc vỏ nứt. Với điểm thao tác thường xuyên như patch panel, nên đo kiểm lại định kỳ và thay adapter trước khi triển khai lại tuyến lớn; số lần cắm rút định mức của từng mã nằm trong datasheet của hãng sản xuất.

Adapter có ảnh hưởng tốc độ mạng không?

Adapter không đặt giới hạn tốc độ, chỉ góp suy hao và phản xạ. Một adapter bẩn hoặc sai loại làm công suất thu thấp, khiến thiết bị báo lỗi hoặc tự hạ tốc độ. Tuyến sạch và đúng loại không làm giảm tốc độ so với thiết kế.