Cáp quang bọc thép và không bọc thép: So sánh kỹ thuật

Tính đến ngày 07 tháng 8 năm 2025, ngành viễn thông toàn cầu đang chứng kiến sự tăng trưởng chưa từng có, với cáp quang hỗ trợ mạng 5G, thành phố thông minh và internet tốc độ cao. Trong số đó, cáp quang bọc thép và không bọc thép mang đến các giải pháp riêng biệt dựa trên thiết kế bảo vệ của chúng. Hướng dẫn này so sánh cáp bọc thép và không bọc thép, đồng thời khám phá cấu trúc, chỉ số hiệu suất, ứng dụng và các thách thức triển khai của chúng. Được thiết kế riêng cho các chuyên gia tìm nguồn cung ứng từ CommMesh, tài liệu này cung cấp thông tin chuyên sâu để tối ưu hóa khả năng phục hồi mạng trong môi trường khắc nghiệt hiện nay.

Giới thiệu về cáp quang có giáp và không giáp

Cáp quang truyền dữ liệu dưới dạng xung ánh sáng qua lõi, cung cấp băng thông lên đến 400 Gbps trên mỗi sợi quang thông qua công nghệ ghép kênh phân chia theo bước sóng (WDM). Sự khác biệt chính giữa cáp có giáp và cáp không giáp nằm ở lớp bảo vệ: cáp có giáp được trang bị thêm lớp bảo vệ kim loại (ví dụ: băng thép hoặc thép gợn sóng), trong khi cáp không giáp dựa trên lớp vỏ polymer. Sự khác biệt này ảnh hưởng đến độ bền, chi phí và khả năng phù hợp của chúng với nhiều môi trường khác nhau. Tính đến tháng 8 năm 2025, với hơn 1,7 triệu km cáp quang được triển khai trên toàn cầu (theo TeleGeography), việc lựa chọn đúng loại cáp là rất quan trọng đối với hiệu suất mạng lâu dài.

So sánh xây dựng

Cấu trúc của cáp bọc thép và không bọc thép phản ánh khả năng phục hồi mong muốn của chúng:

1. Sợi quang (Lõi và Vỏ)
   • Cả hai loại đều sử dụng lõi (8–62,5 μm) và lớp bọc (125 μm), làm bằng silica có chiết suất là 1,46 (lõi) và 1,44 (lớp bọc) để phản xạ toàn phần.
   • Có vỏ bọc: Thông thường là chế độ đơn (8–10 μm) cho đường dài (mất mát 0,2 dB/km).
   • Không có vỏ bọc: Thường là đa chế độ (50–62,5 μm) cho các tuyến đường ngắn (mất mát 1–3 dB/km).
   • Lưu ý kỹ thuật: Độ tinh khiết của lõi (silica 99,9999%) đảm bảo sự phân tán tối thiểu ở cả hai.
2. Lớp phủ đệm
   • Thiết giáp: Đệm acrylate 250–900 μm cung cấp độ bền kéo 600–1000 N, chịu được nhiệt độ từ -40°C đến 70°C và độ ẩm.
   • Không có áo giáp: Đệm 250–500 μm cung cấp lực 500–800 N, được tối ưu hóa cho điều kiện trong nhà được kiểm soát (0°C đến 60°C).
   • Sự khác biệt: Bộ đệm bọc thép dày hơn để chịu được áp lực bên ngoài.
3. Thành viên sức mạnh
   • Thiết giáp: Sợi aramid hoặc thanh sợi thủy tinh (1000–3000 N) chịu được tải trọng lớn trong quá trình chôn lấp hoặc sử dụng trên không (ví dụ: áp suất đất 50 kN/m²).
   • Không có áo giáp: Sợi aramid nhẹ hơn (500–1000 N) phù hợp để kéo trong nhà hoặc sử dụng nhẹ ngoài trời.
   • Sự khác biệt: Các thành viên được bọc thép tăng cường độ bền cho địa hình gồ ghề.
4. Áo khoác
   • Thiết giáp: Polyetylen với băng thép hoặc thép gợn sóng (dày 5–10 mm) có khả năng chống tia UV, chống nước IP68 (0,1 MPa) và chịu lực thêm 1000 N.
   • Không có áo giáp: Vỏ bọc PVC hoặc LSZH (2–5 mm) tập trung vào tính linh hoạt, có độ bền 500 N và khả năng chống nước 0,05 MPa.
   • Sự khác biệt: Áo khoác bọc thép tăng thêm 20–30% trọng lượng để bảo vệ.
5. Lớp giáp
   • Thiết giáp: Băng thép hoặc lớp thép gợn sóng (dày 0,2–0,5 mm) tăng thêm 1000–2000 N khả năng chống nghiền và bảo vệ khỏi động vật gặm nhấm.
   • Không có áo giáp: Không có áo giáp, phải dựa vào áo khoác để bảo vệ.
   • Sự khác biệt: Giáp tăng độ bền nhưng tăng chi phí thêm 30–50%.

So sánh hiệu suất

Các số liệu hiệu suất nhấn mạnh mục tiêu thiết kế của họ:

1. Suy giảm và Khoảng cách
   • Thiết giáp: 0,2–0,4 dB/km cho chế độ đơn, hỗ trợ 100 km mà không cần bộ lặp, lý tưởng cho mạng xương sống.
   • Không có áo giáp: 1–3 dB/km cho đa chế độ, giới hạn ở 2 km, phù hợp với mạng LAN.
   • Sự khác biệt: Cáp bọc thép ưu tiên hiệu quả truyền tải đường dài.
2. Băng thông
   • Thiết giáp: Lên đến 400 Gbps trên mỗi sợi quang với WDM, hỗ trợ 128 kênh ở bước sóng 1310/1550 nm.
   • Không có áo giáp: 10–100 Gbps, đủ cho các liên kết trong nhà dài 100 mét.
   • Sự khác biệt: Băng thông được tăng cường cho các tuyến đường có dung lượng cao.
3. Sự khoan dung về môi trường
   • Thiết giáp: -40°C đến 70°C, khả năng chịu nén 1000–2000 N/cm và dung sai áp suất nước 0,1 MPa.
   • Không có áo giáp: 0°C đến 60°C, khả năng chống nén 500 N/cm và tiếp xúc tối thiểu với nước.
   • Sự khác biệt: Cáp bọc thép có thể chịu được điều kiện khắc nghiệt.
4. Độ bền
   • Thiết giáp: Tuổi thọ 20–30 năm, chịu được áp lực đất 50 kN/m² và tác hại của loài gặm nhấm.
   • Không có áo giáp: 10–20 năm trong điều kiện được kiểm soát, dễ bị tổn thương ở áp suất 10 N/cm.
   • Sự khác biệt: Tuổi thọ của lớp bọc thép phù hợp với nhu cầu về cơ sở hạ tầng.

So sánh các ứng dụng

Ứng dụng của cáp quang bọc thép và không bọc thép phản ánh thiết kế bảo vệ của chúng:

1. Cáp quang bọc thép
   • Mạng đường dài và mạng xương sống: Cáp bọc thép đơn mode hỗ trợ đường truyền 100 km với suy hao 0,2 dB/km, lý tưởng cho các liên kết xuyên lục địa. Ví dụ: Một dự án của China Telecom năm 2025 đã triển khai 6000 km cáp ống rời bọc thép cho mạng xương sống 5G.
   • Môi trường ngoài trời khắc nghiệt: Cáp bọc thép chịu được tải trọng nghiền 1000–2000 N/cm, được sử dụng trong các công trình ngầm (1,0–1,5 m) hoặc trên không gần đường dây điện.
   • Cài đặt công nghiệp: Thiết kế chống động vật gặm nhấm bảo vệ chống lại lực nhai 10 N, hỗ trợ 30% tăng trưởng sợi công nghiệp (theo CRU Group 2025).
   • Lưu ý kỹ thuật: Lực kéo 3000 N có thể chịu được nhịp cầu trên không dài 200 m.
2. Cáp quang không bọc thép
   • Trung tâm dữ liệu: Cáp đa chế độ không bọc thép (50 μm) cung cấp tốc độ 100 Gbps trên 100 mét, với thiết kế ruy băng 144 lõi, tiết kiệm 40% không gian ống dẫn. Trung tâm dữ liệu năm 2025 của Microsoft tại Virginia sử dụng cáp không bọc thép 96 lõi.
   • Xương sống của tòa nhà trong nhà: Cáp đệm chặt kết nối các sàn, hỗ trợ mạng LAN 10 Gbps với đường ống dẫn dài 0,3 m.
   • Giảm giá FTTH: Thiết kế không bọc thép linh hoạt giúp đơn giản hóa việc lắp đặt tại nhà, giảm 50% nhân công (theo Hội đồng FTTH 2025).
   • Lưu ý kỹ thuật: Lực uốn 500 N phù hợp với bán kính uốn cong 10 mm.

So sánh các cân nhắc về cài đặt

Thực hành lắp đặt khác nhau tùy theo loại cáp:

1. Cáp quang bọc thép
   • Độ sâu chôn cất: 0,9–1,5 mét, dưới đường đóng băng (ví dụ: 1,2 m ở Canada), chịu được áp lực đất 50 kN/m².
   • Đào rãnh và nối: Cần có máy móc hạng nặng và phương pháp hàn nối (tổn thất 0,01–0,05 dB), mất 10–15 phút cho mỗi mối hàn bằng máy hàn sợi quang.
   • Chuẩn bị môi trường: Lớp vỏ thép và gel ngăn nước bảo vệ chống lại nhiệt độ từ -40°C đến 70°C và áp suất nước 0,1 MPa.
   • Lưu ý kỹ thuật: Kiểm tra OTDR ở 1310/1550 nm đảm bảo suy hao <0,2 dB/km, với thử nghiệm nén 1000 N/cm sau khi lắp đặt.
2. Cáp quang không bọc thép
   • Đường ống dẫn chạy: 0,1–0,3 mét trên tường hoặc trần nhà, với bán kính uốn cong 10–20 mm để tránh mất mát 0,01%.
   • Chấm dứt: Cắm và chạy hoặc nối cơ học (mất 0,1–0,3 dB) mất 5–7 phút, sử dụng đầu nối LC/SC.
   • Chuẩn bị môi trường: Áo khoác LSZH giảm khói tới 90% trong trường hợp hỏa hoạn; không cần gel chữa cháy trong nhà.
   • Lưu ý kỹ thuật: Đồng hồ đo công suất xác minh mức suy giảm <1 dB/km, với thử nghiệm nén 500 N/cm.

So sánh phân tích chi phí

Sự khác biệt về chi phí ảnh hưởng đến quyết định triển khai:

1. Cáp quang bọc thép
   • Chi phí vật liệu: $0,80–$3,00/mét, với băng thép thêm $0,50–$1,00/mét.
   • Chi phí lắp đặt: $600–$1200/km, bao gồm cả công đào rãnh và nối.
   • Chi phí tuổi thọ: 20–30 năm, với mức bảo dưỡng 10% (ví dụ: $60/km/năm) để sửa chữa.
   • Ví dụ: Một dự án nông thôn năm 2025 tại Úc đã chi $3 triệu cho 2500 km.
2. Cáp quang không bọc thép
   • Chi phí vật liệu: $0,30–$1,00/mét, vì LSZH và đệm chặt chẽ rẻ hơn.
   • Chi phí lắp đặt: $200–$500/km, với đường ống dẫn và điểm cuối đơn giản hơn.
   • Chi phí tuổi thọ: 10–20 năm, với mức bảo trì 5% (ví dụ: $20/km/năm).
   • Ví dụ: Xây dựng văn phòng tại Singapore vào năm 2025 có chi phí là $150.000 cho 300 km.

So sánh các thách thức

Mỗi loại phải đối mặt với những trở ngại riêng:

1. Cáp quang bọc thép
   • Trọng lượng và tính linh hoạt: Nặng hơn 20–30% (ví dụ: 150 kg/km so với 100 kg/km), giới hạn bán kính uốn cong ở mức 30 mm. Giải pháp: Sử dụng thiết kế băng thép linh hoạt.
   • Độ phức tạp của cài đặt: Đào rãnh sâu 1,5 m làm tăng chi phí nhân công thêm 30%. Giải pháp: Đào rãnh siêu nhỏ giúp giảm chi phí thêm 20%.
   • Trị giá: Đầu tư ban đầu cao hơn ($3 triệu/2500 km). Giải pháp: Đặt hàng số lượng lớn tiết kiệm được 15%.
2. Cáp quang không bọc thép
   • Sự dễ bị tổn thương của môi trường: Dễ bị tổn thương do động vật gặm nhấm 10 N/cm và áp suất nước 0,05 MPa. Giải pháp: Bảo vệ đường ống dẫn hoặc thiết kế kết hợp.
   • Nguy cơ cháy nổ: Vỏ bọc PVC thải ra khói độc. Giải pháp: LSZH giảm độc tính xuống còn 90%.
   • Độ bền: Tuổi thọ 10–20 năm hạn chế việc sử dụng lâu dài. Giải pháp: Nâng cấp theo lịch trình 10 năm một lần.

So sánh xu hướng tương lai

Những đổi mới tính đến tháng 8 năm 2025 định hình cả hai loại:

1. Cáp quang bọc thép
   • Số lượng lõi cao hơn: Cáp bọc thép 288 lõi với dung lượng 115 Tbps đang được thử nghiệm, hướng tới triển khai ở vùng nông thôn vào năm 2026.
   • Áo giáp nhẹ: Giáp nhôm giúp giảm trọng lượng 15%, tăng khả năng sử dụng trên không.
   • Tự động hóa:Hệ thống đào rãnh bằng robot hướng tới mục tiêu 50 m/giờ, cắt giảm nhân công 30%.
2. Cáp quang không bọc thép
   • Sợi thông minh: Cảm biến IoT theo dõi mức suy giảm 0,01 dB theo thời gian thực, tăng hiệu quả của trung tâm dữ liệu lên 15%.
   • Thu nhỏ: Cáp có đường kính 1 mm dùng cho mạng 5G trong tòa nhà đang được phát triển, tiết kiệm 50% không gian.
   • An toàn phòng cháy chữa cháy: Vật liệu không chứa halogen giúp giảm 95% khói theo quy định an toàn năm 2025.

Phần kết luận

Cáp quang bọc thép và không bọc thép đáp ứng các nhu cầu riêng biệt trong bối cảnh mạng lưới tháng 8 năm 2025. Cáp bọc thép, với băng thép và kết cấu chắc chắn, vượt trội trong môi trường ngoài trời đường dài và khắc nghiệt, cung cấp phạm vi hoạt động 100 km với suy hao 0,2 dB/km và độ bền 20–30 năm. Cáp không bọc thép, với vỏ bọc LSZH linh hoạt, tối ưu hóa các ứng dụng tầm ngắn trong nhà như trung tâm dữ liệu và FTTH, với tuổi thọ 10–20 năm. Sự khác biệt về chi phí, lắp đặt và hiệu suất của chúng định hướng các lựa chọn triển khai, trong khi các xu hướng tương lai như số lượng lõi cao hơn và cảm biến thông minh hứa hẹn khả năng và hiệu suất được cải thiện. Để tìm hiểu các giải pháp phù hợp, hãy khám phá commmesh.com.