Công nghệ ghép kênh quang theo bước sóng wdm và ứng dụng trong mạng đường trục Việt Nam

CHƯƠNG 1
TỎNG QUAN VÈ HỆ THÓNG THÔNG TIN QUANG GHÉP KÊNH
THEO BƯỚC SÓNG WDM
Từ khi hệ thống thông tin cáp sợi quang được chính thức đưa vào khai thác trên mạng viễn thông,
chúng ta đã nhận thấy rằng phương thức truyền dẫn quang đã có những khả năng to lớn trong việc chuyến tải
các dịch vụ viễn thông. Ngày nay, các hệ thống truyền dẫn quang đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới, chúng
đã thích ứng cả những tín hiệu tương tự hoặc số, chúng cho phép truyền lưu lượng các tín hiệu dịch vụ băng
hẹp và băng rộng thõa mãn đáp ứng đầy đủ mọi yêu cầu của mạng số hóa liên kết đa dịch vụ. Đó là ưu điểm
vượt trội của các hệ thống thông tin quang đế tiến tới xây dựng một mạng truyền dẫn hiện đại.
1.1.Cấu trúc tống quát của hệ thống thông tin quang WDM
Mô hình chung của một tuyến thông tin quang được mô tả như hình 1.1:
Các thành phần chính của tuyến gồm có phần phát quang, cáp sợi quang và phần thu quang. Phần phát
quang được cấu tạo từ nguồn phát tín hiệu quang và các mạch điện điều khiến liên kết với nhau. Cáp sợi quang
gồm có các sợi dẫn quang và các lớp vỏ bọc xung quanh đế bảo vệ sợi quang khỏi tác động có hại từ môi trường
bên ngoài. Phần thu quang do bộ tách sóng quang và các mạch khuếch đại, tái tạo tín hiệu hợp thành. Ngoài các
thành phần chủ yếu này, tuyến thông tin quang còn có các bộ nối quang (connector), các mối hàn, bộ chia quang
và các trạm lặp; tất cả tạo nên một tuyến thông tin quang hoàn chỉnh.
Đặc tuyến suy hao của sợi quang theo bước sóng tồn tại ba vùng mà tại đó có suy hao thấp là các vùng
xung quanh bước sóng 850 nm, 1310 nm và 1550 nm. Ba vùng bước sóng này được sử dụng cho các hệ thống
thông tin quang và gọi là các vùng cửa sô thứ nhất, thứ hai và thứ ba tương úng. Thời kỳ đầu của kỹ thuật thông
tin quang, cửa sổ thứ nhất được sử dụng. Nhưng sau này do công nghệ chế tạo sợi phát triển mạnh, suy hao sợi ở
Hình 1.1. Các thành phần chính của tuyến truyền dẫn cáp sợi quang
ĐỒ ÁN TỐT
SVTH: Nguyễn Hữu Trường GVHD: Th.s Lê Thị cẩm Hà
hai cửa số sau rất nhở cho nên các hệ thống thông tin quang ngày nay chủ yếu hoạt động ở vùng cửa số thứ hai và
thứ ba.
Nguồn phát quang ở thiết bị phát có thế sử dụng diode phát quang (LED) hoặc Laser bán dẫn (LD). Cả
hai loại nguồn phát này đều phù hợp cho các hệ thống thông tin quang, với tín hiệu quang đầu ra có tham số biến
đối tương ứng với sự thay đối của dòng điều biến. Tín hiệu điện ở đầu vào thiết bị phát ở dạng số hoặc đôi khi có
dạng tương tự. Thiết bị phát sẽ thực hiện biến đổi tín hiệu này thành tín hiệu quang tương úng và công suất quang
đầu ra sẽ phụ thuộc vào sự thay đối của cường độ dòng điều biến. Bước sóng làm việc của nguồn phát quang cơ

bản phụ thuộc vào vật liệu cấu tạo. Đoạn sợi quang ra của nguồn phát quang phải phù hợp với sợi dẫn quang được
khai thác trên tuyến.
ĐỒ ÁN TỐT
SVTH: Nguyễn Hữu Trường - 2 - GVHD:Th.sLêThị
cẩm
Tín hiệu ánh sáng đã được điều chế tại nguồn phát quang sẽ lan truyền dọc theo sợi dẫn quang đế tới
phần thu quang. Khi truyền trên sợi dẫn quang, tín hiệu ánh sáng thường bị suy hao và méo do các yếu tố hấp thụ,
tán xạ, tán sắc gây nên. Bộ tách sóng quang ở đầu thu thực hiện tiếp nhận ánh sáng và tách lấy tín hiệu từ hướng
phát đưa tới. Tín hiệu quang được biến đối trở lại thành tín hiệu điện. Các photodiode PIN và photodiode thác
APD đều có thể sử dụng để làm các bộ tách sóng quang trong các hộ thống thông tin quang, cả hai loại này đều có
hiệu suất làm việc cao và có tốc độ chuyến đối nhanh. Các vật liệu bán dẫn chế tạo các bộ tách sóng quang sẽ
quyết định bước sóng làm việc của chúng và đoạn sợi quang đầu vào các bộ tách sóng quang cũng phải phù hợp
với sợi dẫn quang được sử dụng trên tuyến lắp đặt. Đặc tính quan trọngnhất của thiết bị thu quang là độ nhạy thu
quang, nó mô tả công suất quang nhỏ nhất có thể thu được ở một tốc độ truyền dẫn số nào đó ứng với tỷ lệ lỗi bít
cho phép của hệ thống.
Khi khoảng cách truyền dẫn khá dài, tới một cự ly nào đó, tín hiệu quang trong sợi bị suy hao khá nhiều
thì cần thiết phải có trạm lặp quang đặt trên tuyến, cấu trúc của thiết bị trạm lặp quang gồm có thiết bị phát và
thiết bị thu ghép. Thiết bị thu ở trạm lặp sẽ thu tín hiệu quang yếu rồi tiến hành biến đối thành tín hiệu điện,
khuếch đại tín hiệu này, sửa dạng và đưa vào thiết bị phát quang. Thiết bị phát quang thực hiện biến đối tín hiệu
điện thành tín hiệu quang rồi lại phát tiếp vào đường truyền. Những năm gần đây, các bộ khuếch đại quang đã
được sử dụng để thay thế một phần các thiết bị trạm lặp quang.
Trong các tuyến thông tin quang điểm nối điếm thông thường, mỗi
một sợi quang sẽ có một nguồn phát quang ở phía phát và một bộ
tách sóng quang ở phía thu. Các nguồn phát quang khác nhau sẽ cho
ra các luồng ánh sáng mang tín hiệu khác nhau và phát vào sợi dẫn
quang khác nhau, bộ tách sóng quang tương ứng sẽ nhận tín hiệu từ
sợi này. Như vậy muốn tăng dung lượng của hệ thống thì phải sử
dụng thêm sợi quang. Với hệ thống quang như vậy, dải phổ của
tín hiệu quang truyền qua sợi thực tế rất hẹp so với dải thông
mà các sợi truyền dẫn quang có thế truyền dẫn với suy hao nhở

như hình 1.2.
X (|um)
Hình 1.2. Độ rộng phổ nguồn quang và dải thông của sợi quang
ĐỒ ÁN TỐT
SVTH: Nguyễn Hữu Trường - 3 - GVHD:Th.sLêThị
cẩm
0
Phổ một nguồn sáng
Single
0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5
1,
Vì vậy, đã dẫn đến một ý tưởng hợp lý khi cho rằng có thế truyền dẫn đồng thời nhiều tín hiệu
quang từ các nguồn quang có bước sóng phát khác nhau trên cùng một sợi quang. Kỹ thuật ghép kênh
quang theo bước sóng WDM sẽ thực hiện ý tưởng này.
1.2.Nguyên lý ghép kênh theo bước sóng WDM
1.2.1. Giói thiệu hệ thống ghép kênh theo bước sóng WDM
Đe đáp ứng nhu cầu sử dụng băng thông ngày càng cao của xã hội mà các phương thức truyền
dẫn cũ như ghép kênh PDH, ghép kênh SDH không thể đáp ứng, các nhà cung cấp dịch vụ truyền dẫn đã
xem xét một sổ phương thức truyền dẫn mới thay thế. Với nhũng un thế nối bật, truyền dẫn ghép kênh
theo bước sóng quang WDM (Wavelength Devision Multiplexing) đã được ứng dụng rộng rãi trên mạng
viễn thông của các quốc gia trên thế giới.
Ghép kênh theo bước sóng WDM là công nghệ “trong một sợi quang đồng thời truyền dẫn
nhiều bước sóng tín hiệu quang”, ớ đầu phát, nhiều tín hiệu quang có bước sóng khác nhau được tổ hợp
lại (ghép kênh) để truyền đi trên một sợi quang. Ở đầu thu, tín hiệu tố hợp đó được phân giải ra (tách
kênh), khôi phục lại tín hiệu gốc rồi đưa vào các đầu cuối khác nhau.
Đặc điểm nổi bật của hệ thống ghép kênh theo bước sóng WDM là tận dụng hữu hiệu nguồn
tài nguyên băng rộng trong khu vục tốn hao thấp của sợi quang đơn mode, nâng cao rõ rệt dung lượng
truyền dẫn của hệ thống đồng thời hạ giá thành của kênh dịch vụ xuống mức thấp nhất. Mục tiêu của
ghép kênh quang là nhằm để tăng dung lượng truyền dẫn. Ngoài ý nghĩa đó việc ghép kênh quang còn
tạo ra khả năng xây dựng các tuyến thông tin quang có tốc độ rất cao. Khi tốc độ đường truyền đạt tới

một mức độ nào đó, các mạch điện tủ’ sẽ có hạn chế là không thế đảm bảo đáp ứng được xung tín hiệu
cực kỳ hẹp, mặc khác chi phí cho các giải pháp trở nên tốn kém và cơ cấu hoạt động quá phức tạp đòi
hỏi công nghệ rất cao. Kỹ thuật ghép kênh quang theo bước sóng ra đời đã khắc phục được nhũng hạn
chế trên.
1.2.2. Các kết cấu CO’ bản của hệ thống WDM
Có hai hình thức cấu thành hệ thống WDM: hệ thống đơn hướng và song hướng như
minh họa ở hình 1.3.
Hệ thống đơn hướng chỉ truyền theo một chiều trên sợi quang. Do vậy, đế truyền thông tin
giữa hai điểm cần hai sợi quang. Ớ phía phát, tất cả các kênh quang (có các bước sóng khác nhau % 1,
x
2
, A,
n
) thông qua bộ ghép kênh quang tổ hợp lại với nhau và truyền dẫn cùng chiều cùng trên một
sợi quang. Vì lun lượng mang bởi các tín hiệu quang có bước sóng khác nhau, do đó không bị lẫn lộn. Ớ
đàu thu, bộ tách kênh quang tách các tín hiệu có các bước sóng khác nhau, hoàn thành việc truyền dẫn tín
hiệu quang nhiều kênh. Ớ chiều ngược lại, truyền dẫn tín hiệu quang nhiều kênh qua một sợi quang khác
được thực hiện theo nguyên lý tương tự.
Hệ thống WDM song hướng, ngược lại, truyền hai chiều trên một sợi quang nên chỉ cần 1 sợi
quang để có thể trao đổi thông tin giữa 2 điểm. Lun lượng được mang bởi các tín hiệu quang có các bước
sóng khác nhau.
Hình 1.3. Hệ thống ghép bước sóng đơn hướng và song hướng
1.2.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống WDM
về cơ bản thành phần quang đế cấu thành hệ thong WDM bao gồm một hoặc nhiều nguồn
phát (laser), một bộ ghép kênh, một hoặc nhiều bộ khuếch đại quang (ví dụ EDFA), khối xen/rẽ
(OADM), sợi quang, một bộ tách kênh và các bộ thu tương ứng với phía phát, kênh tín hiệu điều khiến
giám sát quang và hệ thống xử lý. Mỗi phần tử trên hệ thống đều thực hiện nhũng chức năng xác định
một cách chính xác.
Sơ đồ nguyên lý của hệ thống được minh họa ở hình 1.4. Ớ đầu phát, trước tiên tín hiệu đến từ
thiết bị đầu cuối được bộ chuyển đối bước sóng quang (OWT - Optical Wavelength Translators) chuyển

tín hiệu quang thành tín hiệu quang có bướcsóng theo chuẩn G.692, phù hợp với phổ bước sóng quang
WDM. Sau đó các bước sóng WDM theo chuẩn G.692 sẽ được tập hợp thành tín hiệu quang tổng nhờ bộ
ghép sóng quang, được khuếch đại qua các bộ khuếch đại công suất quang và phát lên sợi quang. Khi
khoảng cách truyền dẫn giữa hai nút mạng quá lớn (lớn hơn 130 km), tín hiệu quang cần được khuếch
đại chuyển tiếp.
Ở đầu thu, bộ tiền khuếch đại sẽ khuếch đại tín hiệu quang tổng hợp (đang bị suy giảm nhiều
về công suất), tiếp đó bộ tách sóng quang sẽ tách các tín hiệu quang có bước sóng nhất định ra khỏi tín
hiệu quang tống hợp. Bộ thu quang phải đảm bảo các yêu cầu về độ nhạy, công suất quá tải, chịu đựng
tín hiệu quang có tạp âm, có khả năng khuếch đại băng rộng,
Chức năng chính của kênh tín hiệu quang giám sát là điều khiển và giám sát tình hình truyền
dẫn các kênh tín hiệu quang của hệ thống WDM. Ớ đầu phát, tín hiệu quang giám sát sẽ được hợp với
tín hiệu quang tống và đưa ra sợi quang. Ở đầu thu, tín hiệu quang giám sát sẽ được tách ra khỏi tín hiệu
quang tống hợp. Các byte đồng bộ khung, byte nghiệp vụ, byte thông tin mào đầu (overheard), mà
mạng quản lý, sử dụng đều được truyền qua kênh tín hiệu quang giám sát.
Hệ thống quản lý mạng trên mạng WDM thông qua lớp vật lý của kênh tín hiệu quang giám
sát truyền các byte mào đầu đến các nút trên mạng WDM. Nhờ vậy hệ thống quản lý mạng WDM thực
hiện được các chức năng quản lý như: quản lý cấu hình, quản lý sự cố, quản lý tính năng, quản lý bảo
mật, và kết nối với hệ thống quản lý cấp cao hơn TMN (mạng quản lý viễn thông).
Hình 1.4. Sơ đồ chức năng hệ thống
Phần phát quang WDM Phần KĐ đường dây Phần thu quang WDM
Hệ thống quản lý và giám sát mạng WDM

1.3.Hai dạng hệ thống WDM
1.3.1. Hệ thống WDM kiểu tích hợp
Hệ thống kiếu tích hợp là đầu cuối SDH phải thoã mãn giao diện quang G.692, bao gồm bước
sóng quang tiêu chuẩn và nguồn quang thoã mãn truyền dẫn cự ly dài. Hệ thống SDH hiện nay (giao
diện G.957) không yêu cầu hai chỉ tiêu này, tức là phải tích hợp bước sóng quang tiêu chuấn và nguồn
quang bị hạn chế bởi cự ly tán sắc dài vào hệ thống SDH. Cấu tạo của toàn bộ hệ thống tương đối đon
giản, không có tăng thêm thiết bị dư thừa. Đối với STM-n trong hệ thống WDM kiểu tích hợp, thiết bị
ADM và REG đều phải có giao diện quang phù hợp với yêu cầu của hệ thống WDM để thoã mãn nhu

cầu của hệ thống truyền dẫn như hình 1.5.
Hình 1.5. Hệ thống WDM kiểu tích hợp
1.3.2. Hệ thống WDM kiểu mở
Hệ thống WDM kiếu mở có bộ chuyến đối bước sóng OUT ở đầu phát. Tác dụng của nó là
chuyến đổi lại bước sóng quang theo yêu cầu nhất định trong khi không biến đối khuôn dạng số liệu tín
hiệu quang đế thoã mãn yêu cầu thiết kế hệ thống WDM. Ớ đây, “kiểu mở” là trong cùng một hệ thống
WDM, có thể nổi vào các hệ thống SDH của các nhà sản xuất khác nhau, chuyến đối bước sóng không
quy phạm SDH thành bước sóng tiêu chuẩn. OTƯ không có yêu cầu đặc biệt đối bước sóng của tín hiệu
đầu vào, có thể tương thích bất kỳ tín hiệu SDH của nhà sản xuất nào đó. Đầu ra OTU thão mãn giao
diện quang G.692, tức bước sóng quang tiêu chuẩn và nguồn quang thoã mãn truyền dẫn cự ly dài. Ilệ
thong WDM có OTƯ không yêu cầu hệ thống SDH có giao diện quang G.692 nữa, có thể tiếp tục sử
dụng thiết bị SDH phù hợp với giao diện G.957 tiếp nhận các hệ thống SDH trước đây, mô tả như hình
1.6.
G.692 G.692
1.4.Đặc điếm chính của công nghệ WDM
So với công nghệ truyền dẫn đơn kênh quang, hệ thống WDM cho thấy những ưu điểm vượt
trội sau:
1.4.1 Tận dụng tài nguyên dải tần rất rộng lớn của sọi quang
Công nghệ WDM tận dụng tài nguyên băng tần rộng lớn của sợi quang (đoạn sóng tốn hao
thấp), làm cho dung lượng truyền dẫn của một sợi quang so với truyền dẫn bước sóng đơn tăng từ vài
lần đến vài chục lần. Từ đó tăng dung lượng truyền dẫn của sợi quang, hạ giá thành, có giá trị ứng dụng
và giá trị kinh tế rất lớn. Hiện nay, hệ thống thông tin sợi quang chỉ truyền dẫn trong một kênh tín hiệu
bước sóng, mà bản thân sợi quang trong khu vực bước sóng có tổn hao thấp rất rộng, có rất nhiều bước
sóng có thế sử dụng nhưng hiện nay người ta chỉ sử dụng một bộ phận rất nhỏ trong tần phổ tổn hao thấp
của sợi quang. Mặc dù cũng sử dụng toàn bộ dải tần khu vực khuếch đại của bộ khuếch đại sợi quang
trộn Erbium (EDFA) (1530 -1565 nm), nhưng cũng chỉ chiếm 1/6 dải tần của nó. Cho nên công nghệ
WDM tận dụng băng tần rất lớn của sợi quang đơn mode, do đó ở mức độ cao đã giải quyết vấn đề
truyền dẫn.
1.4.2. Truyền dẫn nhiều tín hiệu
Vì trong công nghệ WDM sử dụng các bước sóng độc lập với nhau, do đó có thế truyền dẫn

những tín hiệu có đặc tính hoàn toàn khác nhau, thực hiện việc tổng hợp và chia các tín hiệu dịch vụ
viễn thông, bao gồm tín hiệu số và tín hiệu tương tự, tín hiệu PDH và tín hiệu SDH, truyền dẫn hỗn hợp
tín hiệu đa phương tiện (như âm tần, thị tần, số liệu, văn bản, đồ hoạ, ).
1.4.3. Thực hiện truyền dẫn hai chiều trên một sợi
Do các phương tiện thông tin đều dùng phương thức hoàn toàn song công, vì vậy dùng công
nghệ WDM có thế tiết kiệm được lượng đầu tư lớn cho đường dây. Căn cứ vào nhu cầu, công nghệ
WDM có thế có rất nhiều ứng dụng như: mạng đường trục, mạng phân phối kiểu quảng bá, mạng cục bộ
(LAN) nhiều đường nhiều địa chỉ , do đó rất quan trong đối với ứng dụng mạng.
G
-
957
G.957
Hình 1.6. Hệ thống WDM kiểu mở
1.4.4. Tiết kiệm đầu tư cho đưòng dây
Dùng công nghệ WDM có thế ghép kênh N bước sóng truyền dẫn trong sợi quang đơn mode,
khi truyền dẫn đường dài dung lượng lớn có thể tiết kiệm số lượng lớn sợi quang. Ngoài ra, thuận tiện
cho việc mở rộng dung lượng hệ thống thông tin sợi quang đã xây dựng, chỉ cần hệ thống cũ có độ dư
công suất tương đối lớn thì có thể tăng thêm dung lượng mà không cần phải thay đối nhiều đối với hệ
thống cũ. Bên cạnh đó nó cũng mở ra một thị trường mới đó là thuê kênh quang, ngoài việc thuê sợi hoặc
thuê cáp. Việc nâng cấp chỉ đơn giản cắm thêm Card mới trong khi hệ thống vẫn đang hoạt động.
1.4.5. Giảm yêu cầu siêu cao tốc đối vói linh kiện
Tốc độ truyền dẫn tăng lên không ngừng, khi đó tốc độ tương ứng của nhiều linh kiện quang
điện tất nhiên là không đủ. Việc sử dụng công nghệ WDM có thế giảm yêu cầu rất cao đối với tính năng
của một số linh kiện, đồng thời lại có thế truyền dẫn dung lượng lớn.
1.4.6. Tính linh hoạt, tính kinh tế và độ tin cậy cao của cấu hình mạng
Ghép kênh bước sóng cũng là biện pháp mở rộng và phát triển mạng lý tưởng, là cách thuận
tiện đế đưa vào dịch vụ băng rộng mới (ví dụ IP). Thông qua việc tăng thêm một bước sóng phụ đế đưa
vào mọi dịch vụ mới hoặc dung lượng mới mong muốn, (ví dụ hiện nay thực hiện công nghệ IP trên
WDM). Sử dụng công nghệ WDM trong việc chọn đường, chuyến mạch và khôi phục mạng, tù’ đó có
một mạng trong suốt, linh hoạt, kinh tế và có sức sống trong tương lai.

1.5. Giao diện chuấn và các tiêu chuấn liên quan đến hệ thống WDM
1.5.1. Giao diện chuẩn cho hệ thống WDM
Trong thực tế, nhiều hệ thống WDM sẽ cùng liên kết hoạt động tạo ra mạng truyền dẫn cung
cấp dịch vụ bước sóng đầu cuối đến đầu cuối mạng WDM. Đế đảm bảo khả năng phối hợp hoạt động
trên, các khái niệm, nguyên tắc và chỉ tiêu cụ thế cần phải được đưa ra cho tùng hoạt động của các phần
tà mạng. Tập hợp những thông số này tạo nên tiêu chuẩn cho hệ thống.
Tiêu chuẩn hoá các hệ thống và thiết bị WDM liên quan đến khái niệm liên kết mạng, mục
đích của nó là nhằm đảm bảo khả năng chuyến giao thông tin người sử dụng và trao đối thông tin quản
lý giữa các phần tử mạng. Ý nghĩa của liên kết mạng là các thiết bị của các nhà cung cấp khác nhau
trong một phân đoạn mạng hay nói cách khác là phải bảo đảm tính tương hợp ngang trong mạng.
Khuyến nghị G.692 của ITU-T đưa ra tiêu chuẩn của các hệ thống WDM điểm-điểm cự ly
lớn; tốc độ của tòng kênh bước sóng là STM-4, STM-16 hoặc STM- 64; số kênh bước sóng 4, 8, 16 hoặc
32 kênh; loại sợi G.652, G.653 hoặc G.655; khoảng cách cực đại của tuyến khi không dùng khuếch đại
quang là 160 km và có sử dụng khuếch đại quang là 640 km.
1.5.2. Các tiêu chuẩn liên quan đến hệ thống WDM
1) ITƯ-T G.872: kiến trúc của mạng truyền tải quang.
Khuyến nghị này qui định các chức năng của mạng truyền tải quang truyền tải tín hiệu số, bao
gồm:
- Kiến trúc chức năng truyền tải của mạng quang.
- Quản lý mạng quang.
- Các kỹ thuật hồi phục mạng quang.
2) ITU G.709: giao diện cho mạng truyền tải quang (OTN), khuyến nghị này:
- Phân cấp truyền tải quang (OTN).
- Chức năng của phần mào đầu trong việc hỗ trợ thông tin đa bước sóng.
- Cấu trúc khung.
- Tốc độ bít.
- Phương thức sắp xếp các tín hiệu client.
3) ITU-T G.959: giao diện vật lý của mạng truyền tải quang, khuyến nghị này đưa ra các chỉ tiêu đối
với giao diện kết nối mạng cho các mạng quang sử dụng công nghệ WDM.
4) ITU-T G.692: giao diện quang cho hệ thống đa kênh quang sử dụng khuếch đại quang.

5) ITU-T G.957: giao diện quang cho thiết bị và hệ thống SDH.
ITU-T G.691: giao diện quang cho hệ thống đơn kênh quang tốc
độ STM-64, STM-256 và các hệ thống SDH khác sử dụng khuếch
đại quang.
ĐỒ ÁN TỐT
- 11 - GVHD: Th.s Lê Thị cẩm
SVTH: Nguyễn Hữu
Trường
CHƯƠNG 2
SỢI QUANG VÀ CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THÓNG WDM
2.1.Sợi quang
Sợi quang là một trong những thành phần quang trọng nhất của mạng, nó là phương tiện
truyền dẫn vật lý. Sợi quang được chế tạo từ Si0
2
một nguyên liệu rất rẻ và phố biến vì nó có
trong cát thường. Sợi quang có ba cửa sổ truyền dẫn:
• Vùng cửa số một: Người ta dùng LED chế tạo ra cửa số quang có bước sóng
850 nm, mức suy hao a = ldB/Km, hệ số tán sắc lớn.
• Vùng cửa số hai: ứng với bước sóng 1310 nm, có hệ số suy hao a = 0.5
dB/Km, he số tán sắc nhỏ a TS = 3,5 - 5 ps/nm.Km
• Vùng cửa số thứ ba: úng với bước sóng 1550 nm, có hệ sổ suy hao
nhở nhất a =0,154 dB/Km. Với kỹ thuật cao có thế chế tạo được sợi
quang đơn mode có a =0,14 dB/Km.
Suy hao tại ba vùng cửa số này là thấp nhất, ở Việt Nam thường dùng ở cửa số thứ ba
( Ằ = 1550 nm). Ghép kênh theo bước sóng là công nghệ làm tăng dung lượng đường truyền
bằng cách tăng sổ kênh quang truyền trên sợi quang thay vì chỉ dùng một kênh quang. Vì vậy,
yêu cầu môi trường truyền dẫn phải có:
• Hệ số suy hao nhỏ.
• Hệ số tán sắc nhỏ.
2.1.1. Cấu tạo và nguyên lý truyền dẫn trong sọi quang

Sợi gồm một lõi dẫn quang bằng thủy tinh có chiết suất ĨÌ1, bán kính là a, đường kính
là d
k
. Và lớp bọc bằng thủy tinh bao xung quanh ruột có chiết suất n
2
, với F1Ị > n
2
, đường kính
d
m
. Các tham số ĨÌỊ n
2
và a quyết định đặc tính truyền dẫn của sợi quang, người ta gọi đó là các
tham sổ cấu trúc.
Khi ánh sáng truyền trong lõi snri qnanp sẽ phán xa nhiều lần (nhan xa toàn
SVTH: Nguyễn Hữu Trường - 1 2 - GVHD: Th.s Lê Thị cẩm
Hà
ĐỒ ÁN TỐT
phần) trên mặt tiếp giáp giữa lõi và lớp vỏ bọc. Do đó, ánh sáng có thế truyền được trong sợi
có cự ly dài ngay cả khi sợi bị uổng cong (với một độ cong giới hạn) như hình 2.1.
Hình 2.1. Nguyên lý truyền dẫn ánh sáng trong sợi quang
2.1.2. Các dạng phân bố chiết suất trong sọi quang
a. Sợi quang có chiết suất nhảy bậc ( SIMM: Step Index Multi Mode)
Đây là loại sợi có cấu tạo đơn giản nhất với chiết suất của lõi và lớp vỏ bọc khác
nhau một cách rõ rệt như hình bậc thang. Các tia sáng tù’ nguồn quang phóng vào đầu sợi
với góc tới khác nhau sẽ truyền theo các con đường khác nhau như hình vẽ.
Hình 2.2. Sự truyền ánh sáng trong sợi quang có chiết suất nhảy bậc (SI)
c
Các tia sáng truyên trong lõi với cùng vận tôc: V = — .
n

x
Trong đó: c là vận tốc ánh sáng trong chân không, c = 3.10
8
m/s. ri]
chiết suất môi trường trong lõi sợi.
Ở đây n[ không đổi mà chiều dài đường truyền khác nhau nên thời gian truyền sè
khác nhau trên cùng một chiều dài sợi. Điều này dẫn tới hiện tượng khi đưa một xung ánh
sáng hẹp vào đầu sợi lại nhận được một xung ánh sáng rộng hơn ở cuối sợi. Đây là hiện
tượng tán sắc, do độ tán sắc lớn nên sợi SI không thế truyền dẫn tín
n
2
n
Lóp bọc
Lóp bọc
Lõi (core)
hiệu số tốc độ cao qua cự ly dài được. Nhược điểm này có thể khắc phục được trong loại sợi
có chiết suất giảm dần.
b. Sợi quang có chiết suất giảm dần (GIMM: Graded Index Multi Mode).
Sợi GI có dạng phân bố chiết suất lõi hình parapol, vì chiết suất thay đối một cách
liên tục nên tia sáng truyền trong lõi bị uống cong dần. Đường truyền của các tia sáng trong
sợi GI cũng không bằng nhau, vận tốc truyền cũng thay đối theo. Các tia truyền xa trục có
đường truyền dài hơn với vận tốc truyền lớn hơn và ngược lại, các tia truyền gần trục có
đường truyền ngắn hơn với vận tốc truyền nhỏ hơn. Tia truyền dọc theo trục có đường truyền
ngắn nhất vì chiết suất ở trục là lớn nhất. Neu chế tạo chính xác sự phân bố chiết suất theo
đường parapol thì đường đi của các tia sáng có dạng hình sin và thời gian truyền của các tia
này là bằng nhau hình 2.3. Độ tán sắc của sợi GI nhỏ hơn nhiều so với sơi SI
_02_
Hình 2.3. Sự truyền ánh sáng trong sợi GI
c. Các dạng chiết suất khác
Hai dạng chiết suất SI và GI được dùng phố biến nhưng còn có một số dạng chiết

suất khác nhằm đáp ứng các yêu cầu đặc biệt như:
• Dạng giảm chiết suất lớp bọc.
Trong kỹ thuật chế tạo sợi quang, muốn thủy tinh có chiết suất lớn thì phải pha thêm
nhiều tạp chất nhưng điều này lại làm tăng suy hao. Dạng này chỉ đảm bảo độ chênh lệch chiết
suất A nhưng có chiết suất lõi ni không cao.
Dạng dịch độ tán sắc.
Độ tán sắc tống cộng của sợi quang triệt tiêu ở bước sóng gần 1310 nm. Người ta có
thế dịch điểm độ tán sắc triệt tiêu đến bước sóng 1550 nm bằng cách dùng sợi quang có dạng
chiết suất như hình 2.4.
• Dạng san bằng tán sắc.
Với mục đích giảm độ tán sắc của sợi quang trong một khoảng bước sóng, đế đáp ứng
cho kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng người ta dùng sợi quang có dạng chiết suất như hình 2.5.
Hình 2.5. Chiết suất dạng san bằng tán sắc
2.1.3. Các thông số của sợi quang
2.1.3.1. Suy hao của sợi quang
Công suất quang truyền tải trên sợi giảm dần theo cự ly với quy luật hàm số mũ tương
ứng như tín hiệu điện. Biếu thức của hàm số truyền công suất có dạng:
P(z) = P(0) X Q W
Z
ĐỒ ÁN TỐT
SVTH: Nguyễn Hữu Trường - 1 5 - GVHD:Th.sLêThị
cẩm
Trong đó: p (0) là công suất ở đầu sợi (z = 0).
p (z) là công suất ở cự ly z tính từ đầu sợi. a
là hệ số suy hao ( a < 0).
Pi=Po P
2
=P(L)
p I 1
L

Hình 2.6. Công suất truyền trên sợi
p
Hệ số suy hao của sợi được tính theo công thức : ầ ( c ỉ B ) = 101g —
^2
Trong đó : Pi = p (0) công suất đưa vào sợi.
p
2
= p (L) công suất ở cuối sợi.
Hê số suy hao trung bình : a (dB /km) =
L{km)
Trong đó : A là suy hao của sợi.
L là chiều dài của sợi.
♦♦♦ Các nguyên nhân gây tôn hao trên sợi quang
a. Suy hao do hấp thụ
• Sự hấp thụ của các tạp chất kim loại.
Các tạp chất kim loại trong thủy tinh là một trong những nguồn hấp thụ năng lượng
ánh sáng, các tạp chất thường gặp là sắt (Fe), đồng (Cu), man gan (Mn), cobar (Co) và niken
(Ni). Mức độ hấp thụ của từng tạp chất phụ thuộc vàonồng độ tạp chất
và bước sóng ánh sáng truyền qua nó. Đe có được sợi quang có độ suy hao dưới 1
ĐỒ ÁN TỐT
SVTH: Nguyễn Hữu Trường - 1 6 - GVHD:Th.sLêThị
cẩm
dB/Km c.ần phái c.ỏ thíìv tinh thât tinh khiết vái nồnp đô tan chất khônp nná 10'
9
.
SVTH: Nguyễn Hữu Trường - 1 6 - GVHD: Th.s Lê Thị cẩm
Hà
• Sự hấp thụ của ion OH.
Các liên kết giữa Si0
2

và các ion OH của nước còn sót lại trong vật liệu khi chế tạo
sợi quang cũng tạo ra mật độ suy hao hấp thụ đáng kể. Đặc biệt độ hấp thụ tăng vọt ở các bước
sóng gần 950 nm, 1240 nm, 1400 nm. Như vậy độ ấm là một trong những nguyên nhân gây ra
suy hao sợi quang.
• Sự hấp thụ cực tím và hồng ngoại.
Ngay cả khi sợi quang được chế tạo tù’ thủy tinh có độ tinh khiết cao, sự hấp thụ vẫn
xảy ra. Vì bản thân thủy tinh tinh khiết cũng hấp thụ ánh sáng vùng cực tím và vùng hồng
ngoại, sự hấp thụ trong vùng hồng ngoại sẽ gây trở ngại cho khuynh hướng sử dụng các bước
sóng dài trong thông tin quang.
b. Suy hao do tán xạ
• Tán xạ Rayleigh
Khi sóng điện tù' truyền trong môi trường điện môi gặp những chỗ không đồng nhất
trong sợi quang do cách sắp xếp các phần tử thủy tinh, các khuyết tật như bọt khí, các vết nứt
sẽ gây ra hiện tượng tán xạ. Khi kích thước của vùng không đồng nhất vào khoảng một phần
mười bước sóng thì chúng trở thành những nguồn điểm đế tán xạ. Các tia truyền qua nhũng
điếm không đồng nhất này sẽ tách ra nhiều hướng khác nhau, chỉ một phần năng lượng ánh
sáng tiếp tục truyền theo hướng cũ phần còn lại sẽ truyền theo hướng khác, thậm chí truyền
ngược lại nguồn quang.
• Tán xạ do mặt phân cách giữa lõi và lớp vỏ không hoàn hảo
Khi tia sáng truyền đến những chỗ khuyết tật (lõi) giữa lõi và lớp bọc, tia sáng sẽ bị
tán xạ. Lúc đó có một tia tới sẽ có nhiều tia phản xạ với các góc phản xạ khác nhau. Nhũng tia
có góc phản xạ nhỏ hơn góc tới hạn sẽ khúc xạ qua lớp bọc và suy hao dần.
ĐỒ ÁN TỐT
SVTH: Nguyễn Hữu Trường - 1 7 - GVHD:Th.sLêThị
cẩm
c. Suy hao bị uốn cong
ĐỒ ÁN TỐT
SVTH: Nguyễn Hữu Trường - 1 8 - GVHD:Th.sLêThị
cẩm
• Vi uốn cong

Khi sợi quang bị chèn ép tạo nên những chồ uốn cong nhở thì suy hao của sợi cũng
tăng lên. Suy hao này xuất hiện do tia sáng bị lệch trục khi đi qua những chỗ vi uốn cong đó.
Hay nói cách khác, sự phân bố thường bị xáo trộn khi đi qua những chỗ uốn cong và dẫn tới sự
phát xạ năng lượng khỏi sợi. Đặc biệt là sợi đơn mode rất nhạy với những chỗ vi uốn cong nhất
là bước sóng dài.
• Uốn cong
Khi sợi bị uốn cong với bán kính uốn cong càng nhỏ thì suy hao càng tăng,
d. Suy hao mối hàn
Khi hàn nối các sợi quang, chúng ta nối đầu sợi quang lại với nhau chuẩn trục. Neu
lõi của hai sợi không được gắn với nhau chính xác và đồng nhất thì phần ánh sáng đi qua khỏi
sợi này sẽ không vào sợi kia hoàn toàn, gây ra suy hao.
2.1.3.2. Tán sắc
Tương tự như tín hiệu điện, tín hiệu quang truyền qua sợi quang cũng biến dạng, hiện
tượng này gọi là tán sắc. Sự tán sắc làm méo dạng tín hiệu analog và làm xung bị chồng lấp
trong tín hiệu digital. Sự tán sắc làm hạn chế dải thông của đường truyền dẫn quang.
Độ tán sắc tổng cộng của sợi quang kí hiệu là D, đơn vị là s, được xác định bởi công
thức:
Trong đó: T ị , r
0
là độ rộng của xung vào và xung ra, đơn vị là (S).
Độ tán sắc qua mỗi km được tính bằng đơn vị ns/km hoặc ps/km.
Đối với loại tán sắc do chất liệu người ta đánh giá độ tán sắc trên mỗi km sợi ứng với
mỗi nm của bề rộng phố của nguồn quang lúc đó đơn vị được tính là ps/nm.km.
ĐỒ ÁN TỐT
- 19 - GVHD: Th.s Lê Thị cẩm
SVTH: Nguyễn Hữu
Trường
Hình 2.7. Dạng xung
vào và xung ra sau
hiện tượng tán sắc

♦> Các nguyên nhân gây tán sắc
a. Tán sac mode
Tán sac mode là do năng lượng của ánh sáng phân tán thành nhiều mode, mỗi mode lại
truyền với vận tốc nhóm khác nhau nên thời gian truyền khác nhau. Tán sắc mode chỉ phụ thuộc
vào kích thước sợi đặc biệt là đường kính lõi sợi. Hiện tượng này chỉ xuất hiện ở sợi đa mode.
b. Tán sắc sắc thể
Tán sắc thế là do tín hiệu quang truyền trên sợi không phải là đơn sắc mà gồm một
khoảng bước sóng nhất định. Mỗi bước sóng lại có vận tốc truyền khác nhau nên thời gian truyền
khác nhau.
• Tán sắc chất liệu
Chiết suất của thuỷ tinh thay đổi theo bước sóng nên vận tốc truyền của ánh sáng có bước
sóng khác nhau cũng khác nhau. Đó là nguyên nhân gây nên tán sắc chất liệu. Tán sắc chất liệu cho
biết mức độ nới rộng xung của mỗi nm bề rộng phố nguồn quang qua mỗi km sợi quang. Đơn vị
của độ tán sắc do chất liệu M là ps/nm.km.
Ớ bước sóng 850nm, độ tán sắc cho chất liệu M khoảng 90 đến 120ps/nm.km. Nếu sử
dụng nguồn quang là LED có bề rộng phố A Ầ = 50nm thì độ nới rộng xung quang khi truyền qua
mỗi km là:
D
mat
— M . A Ã
D
mat
= 100 ps/nm.km X 50 nm = 5 ns/km. _________________
ũ
ĐỒ ÁN TỐT
- 20 - GVHD: Th.s Lê Thị cẩm
SVTH: Nguyễn Hữu
Trường
Còn nếu nguồn quang là laser diode có A Ẫ = 3 nm thì độ nới rộng xung chỉ khoảng
0,3ns/km.

Ớ bước sóng 1300 nm tán sắc do chất liệu bằng tán sắc ống dẫn sóng nhung ngược dấu
nên tán sắc sắc thế bằng không. Do đó bước sóng 1300 nm thường được chọn cho các đường truyền
tốc độ cao.
Ớ bước sóng 1550 nm độ tán sắc do chất liệu khoảng 20 ps/nm.km.
• Tán sắc do tác dụng của ống dẫn sóng
Sự phân bố năng lượng ánh sáng trong sợi quang phụ thuộc vào bước sóng gây nên sự tán
sắc ống dẫn sóng. Tán sắc do ống dẫn sóng thay đổi theo bước sóng.
2.2.Cáp quang
2.2.1 Yêu cầu kết cấu của cáp quang
Cấu trúc của cáp quang phải thõa mãn yêu cầu chính là bảo vệ sợi quang trước tác dụng
của cơ học, của điều kiện bên ngoài trong quá trình thi công lắp đặt và cả quá trình sử dụng lâu dài.
Các lực cơ học có thể làm đứt sợi quang hoặc làm tăng suy hao và làm giảm tuối thọ của sợi quang.
Cáp quang phải được chế tạo phù hợp với mục đích sử dụng viễn thông như: cáp treo, cáp
chôn, cáp thả cống, cáp thả biến và cáp trong nhà.
Thành phần chính của sợi quang gồm: lõi (core) và lớp bọc (cladding). Trong viễn thông
dùng loại sợi có cả hai lớp trên bằng thủy tinh, lõi đế dẫn ánh sáng và lớp bọc để giữ ánh sáng tập
trung trong lõi, nhờ sự phản xạ toàn phần giữa lõi và lớp bọc. Ngoài ra đế bảo vệ sợi quang tránh
nhiều tác dụng do điều kiện bên ngoài, sợi quang còn bọc thêm vài lớp phụ.
Có thể phân loại sợi quang thành bốn nhóm dựa trên vật liệu chế tạo:
- Sợi Sillica (Si0
2
)
- Sợi hợp chất thủy tinh.
____________ Sợi cỏ lớp bọc bang Plastic.____________________________________
ĐỒ ÁN TỐT
- 21 - GVHD: Th.s Lê Thị cẩm
SVTH: Nguyễn Hữu
Trường
Sợi Plastic.
Nhưng sợi thường được dùng trong viễn thông là sợi Sillica.

2.2.2. Cấu trúc và các thành phần của cáp
2.2.2.1. Cấu trúc tổng quát
Cấu trúc tổng quát của cáp bao gồm như hình 2.8.
Sợi quang: các sợi quang đã được bọc lớp phủ và lớp vỏ, sắp xếp theo một thứ tự nhất
định. Lớp vỏ có thế có dạng đệm lỏng, đệm khí, đệm tống hợp, băng dẹp.
Thành phần chịu lực: bao gồm thành phần chịu lực trung tâm và thành phần chịu lực
bên ngoài.
Chất nhồi: đế làm đầy ruột cáp.
Vỏ cáp: để bảo vệ ruột cáp.
Lớp gia cường: đế bảo vệ sợi cáp trong những điều kiện khắc
nghiệt.
ĐỒ ÁN TỐT
- 22 - GVHD: Th.s Lê Thị cẩm
SVTH: Nguyễn Hữu
Trường
Thành
phần chịu
lực trung
Thành phần
chịu lực
Vỏ
Sợi
Lóp
đệm
Ống
đệm
Hình 2.8. Cấu trúc tổng quát của cáp
2.2.2.2. Các thành phần của cáp
a. Thành phần chống ẩm
Đe tránh sự xâm nhập của nước dọc theo ruột cáp, người ta bơm đầy các khoảng trống

trong ruột cáp bởi một hợp chất nhờn dưới áp suất rất cao. Hợp chất nhờn cũng phải có các độ đặc
tính giống như chất nhờn trong đệm lỏng:
• Có tác dụng ngăn âm.
• Không có tác dụng hóa học vớicác thành phần khác của cáp.
• Không thay đối thế tích trong khoảng nhiệt độ làm việc.
• Dể tẩy sạch khi hàn nối.
• Khó cháy.
Ngoài ra ruột cáp còn được bao bọc bởi một lớp ngăn ấm bằng kim loại dán mỏng thường
là nhôm (hoặc Plastic). Đối với loại cáp không chứa thành phần kim loại dán mỏng thường được làm
dạng gợn sóng để tăng sức chịu đựng các lực cơ học.
Đối với các loại cáp không cần độ chống ẩm cao như cáp dùng trong nhà thì không cần
bơm chất nhờn, cũng như không cần lớp chống ấm.
b. Thành phần chịu lực
Vì sợi quang bằng thủy tinh dễ gãy nên trong cáp sợi quang phải có các thành phần chịu
lực để giữ cho sợi quang không bị kéo căng trong quá trình lắp đặt cũng như sử dụng.
Các thành phần chịu lực bao gồm:
• Các thành phần chịu lực trung tâm nằm ở trục cáp, thành phần chịu lực trung tâm
có thể bằng dây kim loại hoặc bằng sợi không kim loại.
• Thành phần chịu lực bảo vệ ruột cáp bằng tơ hoặc bằng sợi aramide được bện bao
quanh ruột cáp.
Ngoài ra một sổ loại cáp có thêm các sợi làm đầy, cũng tăng sức chịu lực cho
c. vỏ cáp
Vỏ cáp đế bảo vệ ruột cáp khởi tác động của môi trường, như tác động của cơ học, hóa
học, hơi ẩm, nhiệt độ
ĐỒ ÁN TỐT
SVTH: Nguyễn Hữu
Trường
-23 - GVHD: Th.s Lê Thị cẩm
Khi chọn vật liệu làm vở cáp cần lưu ý đến các đặc tính sau:
• Đặc tính khí hậu.

• Khả năng chống ẩm.
• Độ bền cơ học.
• Tính trở đối với cácchất hóa học.
• Bảo đảm cho cáp cókích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ.
• Khó cháy.
Lóp gia cường đặc biệt
Cấu tạo của cáp quang tù’ ruột đến vở cáp tương đổi hoàn chỉnh, song trong trường hợp
cần được lắp đặt trong điều kiện môi trường đặc biệt như: ngâm dưới nước, chôn trực tiếp trong
vùng có nhiều loại gặm nhấm, côn trùng, treo trực tiếp thì chế tạo cáp cần có thêm các lớp gia cường
đế bố xung thêm khả năng chịu lực cho các phần tủ' gia cường khác trong ruột cáp.
2.2.3. Các loại cáp quang được khuyến nghị sử dụng trong hệ thống WDM
2.2.3.1. Sợi SSMF (single-mode optical fibre cable) hay sợi G.652
Sợi đơn mode là sợi truyền dẫn một mode ánh sáng. Loại này có đượclà do
đường kính lõi được giảm đến một kích thước mà nó chỉ cho phép truyền lan một
mode ánh sáng. Lõi của sợi đơn mode thường có đường kính 8(am - 10|um. Sợi quang đơn mode có
nhiều un điểm nối bật so với so với sợi đa mode như suy hao nhỏ và tán sắc cũng nhỏ hơn do không
có tán sac mode.
Sợi SSMF là cáp đơn mode có tán sắc gần bằng không trong vùng bước sóng 1310 nm.
Lúc đầu, cáp này chế tạo ra nhằm mục đích tối ưu hoá sử dụng khai thác ở vùng bước sóng này. Tuy
nhiên, cáp G.652 có thế được sử dụng cả ở vùng 1550 nm. Khi hoạt động ở bước sóng 1550 nm thì
có:
• Hệ sổ suy hao khoảng 0,2 dB/km.
• Hệ số tán sắc khoảng 17 ps/nm.km.
Các tuyến thông tin cáp sợi quang trên thế giới, hiện đang sử dụng phổ biến loại cáp sợi
quang đơn mode theo khuyến nghị G.652 của ITU-T.
Sợi G.652 được khuyến nghị dùng bước sóng ở cửa số thứ hai của sợi quang (1310 nm),
và thực tế là nó tối ưu cho các hệ thống đơn bước sóng sử dụng bước sóng ở vùng cửa số này do có
hệ sổ tán sắc bé và hệ số suy hao chấp nhận được.
ĐỒ ÁN TỐT
SVTH: Nguyễn Hữu

Trường
-24 - GVHD: Th.s Lê Thị cẩm
Tuy nhiên, nếu dùng sợi G.652 đem áp dụng trong hệ thống WDM tại vùng bước sóng cửa
số thứ ba (1550 nm) thì sẽ gây ra suy hao lớn, không ghép được nhiều kênh,ảnh hưởng của hiệu ứng
phi tuyến. Đế khắc phục nhược điếm này người ta đã chế tạo ra hai loại sợi đó là sợi quang đơn
mode tán sắc dịch chuyển DSF (Dispersion- Shifted Fiber) và sợi quang đơn mode tán sắc dịch
chuyến không bằng không hay tán sắc dịch chuyến khác không NZ-DSF (Non-zero Dispersion-
Shifted Fiber).
2.2.3.2. Sợi DSF (dispersion-shifted single-mode optical fibre cable) hay sợi
G.653
Sau khi chế tạo cáp G.652 người ta thấy rằng:
Neu truyền tại cửa số 1310 nm thì tuy tán sắc gần bằng không, nhưng lại có suy hao quá
lớn khoảng 0,4dB/km. Còn nếu truyền tại bước sóng 1550 nm thì tuy có suy hao nhỏ nhưng lại có
tán sắc lớn 17 ps/nm.km.
Muốn truyền dẫn tại cửa sổ 1550 nm vừa có suy hao nhỏ, đồng thời lại vừa muốn có tán
sắc gần bằng không, người ta đã nghĩ ra cáp G.653 bằng cách pha thêm một số tạp chất vào sợi. Ket
quả sợi G.653 ra đời, sợi quang này tận dụng được un điểm của hai vùng cửa số quang, đó là hệ số
suy hao của vùng cửa số thứ hai có bước sóng trung tâm là 1310 nm và hệ số tán sắc vùng cửa số thứ
ba có bước sóng trung tâm là 1550 nm, với suy hao sợi thực tế khoảng 0,2dB/km đồng thời có tán
sắc bằng không khi truyền dẫn tại cửa sổ 1550 nm. Đó là nguyên nhân vì sao gọi sợi G.653 này là
sợi tán sắc dịch chuyển.
DSF là sợi quang đơn mode dịch tán sắc có tính năng tốt nhất ở bước sóng 1550 nm. Sợi
này còn được sử dụng tối ưu cho các bước sóng nằm xung quanh vùng 1550 nm (1525 nm - 1575
nm). Bằng cách thay đổi sự phân bố khúc xạ làm cho điểm sáng bằng không dịch từ cửa sổ 1310 nm
tới khu vực bước sóng làm việc 1550 nm. Sợi này cũng có thế dùng cho vùng bước sóng 1310 nm
(1285 nm - 1340 nm).
Đặc tính suy hao của sợi DSF cũng giống như sợi đơn mode không dịch tán sắc, nhưng
tối ưu tán sắc tại bước sóng 1550 nm. Tại bước sóng này suy hao và tán sắc của sợi DSF là bé nhất.
Sợi quang đơn mode DSF có suy hao nhỏ, giới hạn suy hao điến hình là (0,17dB/km - 0,25dB/km)
và tán sắc cũng nhỏ cho nên rất hiệu quả cho việc ứng dụng vào các hệ thống thông tin quang hoạt

động ở vùng bước sóng 1550 nm hoặc là các hệ thống sử dụng khuếch đại quang sợi EDFA, trong
đó hiệu quả nhất là đối với các hệ thống đơn kênh quang.
Tuy nhiên, cáp này chỉ thích hợp truyền dẫn những luồng quang bình thường, không phải
ghép kênh quang tốc độ cao. Khi có ghép kênh, nhất là ghép DWDM như hiện nay, chính việc có
ĐỒ ÁN TỐT
SVTH: Nguyễn Hữu
Trường
-25 - GVHD: Th.s Lê Thị cẩm