Cáp sợi quang và việc tiếp nối đất

Cáp sợi quang có bọc giáp sử dụng trong hệ thống mạng thường được bổ sung một lớp bảo vệ cơ học. Có hai loại giáp phổ biến là Interlocking (dạng lưới, đan xen vào nhau) và Corrugated (dạng nếp gấp, gợn sóng). Giáp lưới là loại giáp nhôm, bao quanh sợi cáp theo hình xoắn ốc, thường được thiết kế cho những cáp sử dụng trong nhà hay ngoài trời, giúp tăng độ bền và khả năng chịu lực. Loại cáp có giáp gợn sóng được bao bọc bởi một băng thép phủ suốt chiều dài sợi cáp, thường được dùng ngoài trời và trong các môi trường cần tăng cường khả năng bảo vệ cơ học hoặc nguy cơ từ các loài gặm nhấm.

Sử dụng cáp quang có bọc giáp có khá nhiều lợi ích, tuy nhiên có một sự bất tiện là chúng cần phải có một hệ thống tiếp đất và nối đất đầy đủ. Sự bất tiện này được loại trừ khi sử dụng loại cáp bọc giáp-cách điện (Dielectric-armored), là loại cáp cung cấp khả năng bảo vệ mà không cần quá trình tiếp đất và nối đất phức tạp hay bất kỳ một công đoạn nào khác để bảo vệ sợi cáp.

Lợi ích của cáp có bọc giáp

Trong suốt quá trình thi công lắp đặt, cáp quang cần được bảo vệ khỏi những tác động từ môi trường xung quanh nhằm tránh sự chèn ép trong máng cáp. Sử dụng cáp sợi quang có bọc giáp là giải pháp cung cấp khả năng bảo vệ toàn diện, nâng cao tính sẵn sàng cho hệ thống mạng, giảm nguy cơ ngưng trệ hay tổn hại hệ thống cáp từ các loài gặm nhấm, giảm khối lượng thi công, trọng lượng của hệ thống cáp và nhiều yếu tố khác.

Có thể thay thế cáp sợi quang bọc giáp bằng giải pháp đi cáp trong ống. Tuy nhiên, sử dụng cáp quang có bọc giáp là lựa chọn hiệu quả hơn về mặt chi phí. Do không cần lắp đặt hệ thống ống, sử dụng cáp bọc giáp sẽ giúp giảm đến 40% chi phí thi công (bao gồm chi phí ống và chi phí thi công) và hơn 50% thời gian thi công kéo cáp. Từ bảng trình bày phía trên, có thể thấy rõ sự khác biệt về chi phí của ba loại cáp khi cùng thi công ở môi trường cáp trục trong nhà với chiều dài 300 feet, 12 sợi quang, cáp multimode 50-µm.

Vì sao phải nối đất và tiếp đất?

Theo lý thuyết, hệ thống cáp sợi quang vốn không dẫn điện, nhưng thành phần kim loại của ống chứa cáp lại có khả năng dẫn điện. Tương tự với loại cáp có bọc giáp, thành phần kim loại của ống chứa cáp chính là nơi xuất hiện các nguy cơ khi tiếp xúc với hệ thống điện bị rò rỉ, sét lan truyền hay các sự cố khác. Nguy cơ này có thể dẫn đến các hiểm họa như điện giật, hỏa hoạn, tổn hại các thiết bị điện tử và dẫn đến việc gián đoạn hệ thống. Cần thiết phải có một hệ thống nối đất và tiếp đất phù hợp nhằm đảm bảo độ an toàn và trung hòa dòng điện không mong muốn, bảo vệ cho con người, thiết bị và cơ sở vật chất trong tòa nhà.

Trong quá trình thi công lắp đặt, việc nối đất và tiếp đất cho hệ thống cáp quang có bọc giáp chỉ gồm vài bước nhưng thường bị bỏ sót hoặc không quan tâm đến. Đạo luật NEC (National Electrical Code) và một số tiêu chuẩn ngành đã được thành lập nhằm nâng cao độ an toàn, đảm bảo việc nối đất và tiếp đất được thực hiện phù hợp cho hệ thống cáp sợi quang. Bên cạnh NEC, hệ thống mạng LAN cũng có các tiêu chuẩn hướng dẫn như ANSI/TIA-568-C (Tiêu chuẩn chung về hệ thống cáp cho tòa nhà), ANSI/TIA-569-B (Tiêu chuẩn hệ thống máng và không gian viễn thông cho tòa nhà thương mại), và ANSI-J-STD-607 (Tiêu chuẩn về nối đất và tiếp đất hệ thống viễn thông cho tòa nhà thương mại). Ngoài ra, với môi trường đặc thù như trung tâm dữ liệu, cần tham khảo thêm tiêu chuẩn ANSI/TIA/EIA-942 (Tiêu chuẩn về cơ sở hạ tầng viễn thông dành cho TTDL).

Những nguồn tham khảo đáng tin cậy khác cho việc nối đất và tiếp đất: các tài liệu hướng dẫn được phát hành bới tổ chức IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) và BICSI TDMM (TelecommuniCations Distribution Methods Manual). Đồng thời, những quy phạm đặc thù của từng quốc gia cũng cần được xem xét, vì đôi khi chúng có thể khác biệt với tiêu chuẩn mà NEC đưa ra.

Theo điều 770 trong NEC, một tuyến cáp sợi quang có chứa thành phần kim loại như vỏ bọc giáp hay các thành phần bảo vệ bằng kim loại đều được xem là có tính dẫn điện. Đó là lý do vì sao các tuyến cáp sợi quang có tính dẫn điện phải được nối đất và tiếp đất theo điều 770.100 trong NEC.

Tiếp đất và nối đất như thế nào?

Có thể có đôi chút nhầm lẫn giữa việc nối đất và tiếp đất cho hệ thống cáp quang có bọc giáp. Đầu tiên, cần phân biệt sự khác nhau giữa hai thuật ngữ nối đất và tiếp đất. Theo NEC và các tổ chức tiêu chuẩn, nối đất là các kết nối vĩnh viễn của thành phần kim loại để tạo thành một đường dẫn điện liên tục. Còn tiếp đất là một hành động kết nối đường dẫn đó đến hệ thống trung hòa điện (với các hệ thống lớn, cần có các hố chôn hóa chất và các thanh kim loại để trung hòa điện, còn với các hệ thống nhỏ, chỉ cần kết nối vào hệ thống cọc thép của tòa nhà). Khi tất cả các thành phần của hệ thống được nối đất và tiếp đất đầy đủ sẽ giúp giảm các nguy cơ liên quan đến điện có thể gây nguy hiểm cho người dùng hoặc tổn hại đến tài sản, thiết bị của doanh nghiệp.

Tiếp đến, chúng ta quan tâm đến việc thực hiện việc tiếp đất và nối đất như thế nào. Bước đầu tiên là kết nối lớp bọc giáp vào hệ thống thanh dẫn diện của hệ thống nối đất. Việc này có thể thực hiện ngay khi lắp đặt hệ thống cáp. Các dây nối hay dây nhảy ngắn (thường là dây đồng) sẽ làm nhiệm vụ duy trì liên kết các thành phần kim loại lại với nhau. Các dây dẫn này phải đáp ứng các tiêu chuẩn của UL, với chất liệu được làm từ đồng hoặc kim loại dẫn điện có tính chống bào mòn, có lõi đặc hoặc lõi bện, có thể có lớp cách điện, có bọc vỏ hoặc để trần. Hầu hết các nhà sản xuất cung cấp một lớp cách điện theo tiêu chuẩn UL cho dây có lõi bện 6-AWG. Kích thước lõi này thường được sử dụng cho hệ thống nối đất vì nó đáp ứng cho cả đạo luật NEC và tiêu chuẩn ANSI-J-STD-607. Có thể gắn dây nối đất vào lớp vỏ giáp bằng cách sử dụng kẹp hay các kiểu kết nối khác được nêu ở điều 250.70 trong NEC.Sau khi tiếp xúc bằng kẹp, phải dùng băng dính bọc xung quanh chỗ tiếp xúc nhằm bảo vệ sợi quang khỏi các cạnh sắc của lớp vỏ giáp.

Để hệ thống cáp quang được tiếp đất hoàn toàn, hệ thống nối đất của cáp phải được kết nối đến hệ thống trục nối đất liên tầng (nếu có), hoặc khu vực có chức năng tương tự. Hệ thống trục nối đất liên tầng là thiết bị kết nối những hệ thống nối đất của các tầng thành một hệ thống hoàn chỉnh nhằm tiếp đất cho toàn hệ thống. Điển hình như việc tiến hành kết nối các dây dẫn vào hệ thống trục chính thanh kim loại tiếp đất viễn thông (TMGB–TelecommuniCations Main Grouding Busbar) hay thanh kim loại tiếp đất viễn thông ở từng tầng (TGB–TelecommuniCations Grouding Busbar). Các yêu cầu về kỹ thuật và thiết kế hệ thống TMGB hay TGB như thế nào có thể tìm thấy trong tiêu chuẩn ANSI-J-STD-607.

Điện môi– Giải pháp thay thế

Nếu hệ thống cáp sợi quang nằm trong một hệ thống cần được bảo vệ tăng cường, cáp có vỏ bọc bằng điện môi hay còn được gọi là bọc giáp cách điện là giải pháp thay thế hoàn hảo. Đây là loại cáp có lớp vỏ bọc không chứa thành phần kim loại nên không cần nối đất hay tiếp đất. Đồng thời, thiết kế cáp cũng cho phép quá trình thi công nhanh hơn và an toàn hơn các loại cáp khác nhờ có đường kính nhỏ hơn, dễ thao tác, và lớp vỏ bọc không có cạnh kim loại sắc (sinh ra trong quá trình cắt vỏ cáp).

Thi công hệ thống cáp có vỏ bọc điện môi sẽ mang lại hiệu quả chi phí tốt hơn so với thi công cáp bọc giáp do không mất thời gian nối đất và tiếp đất cho lớp vỏ kim loại, đồng thời cũng hiệu quả hơn so với sử dụng cáp đặt trong ống bảo vệ.

Việc nối đất và tiếp đất là yêu cầu cực kì quan trọng khi làm việc với hệ thống cáp có bọc giáp kim loại, nhưng trong quá trình thi công lắp đặt hệ thống, vấn đề này thường bị bỏ sót hoặc không được quan tâm đúng mức. Nếu sử dụng hệ thống cáp có vỏ kim loại, nhất thiết cần phải tiến hành nối đất và tiếp đất nhằm bảo vệ an toàn về con người và tài sản của doanh nghiệp. Tuy nhiên, có thể loại trừ sự bất tiện này bằng cách sử dụng cáp vỏ bọc điện môi.

Vũ Quang Minh
Theo CIM