tổng quan về cáp quang và cách lắp đặt cáp quang

Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thông Tin Quang
LỜI MỞ ĐẦU
Với đặc tính suy hao thấp, băng thông rộng, kích thước nhỏ, nhẹ, không bị cang
nhiễu sóng điện từ và điện công nghiệp làm cho sợi quang được sử dụng trong nhiều
lĩnh vực như lĩnh vực viễn thông: viễn thông đường dài, viễn thông quốc tế sử dụng
cáp quang vượt đại dương, mạng trung kế, mạng nội hạt thuê bao; lĩnh vực công
nghiệp: đường truyền tín hiệu điều khiển tự động trong hệ thống tự động, công nghiệp
dệt; lĩnh vực y học; lĩnh vực quân sự. Sợi quang chỉ có thể truyền tín hiệu dưới dạng
ánh sáng nên các nguồn tín hiệu điện được chuyển thành ánh sáng bằng cách sử dụng
LED hoặc LASER. Quá trình này được xử lý và diễn ra ở đầu phát, và được gọi là bộ
phát quang. Tín hiệu quang này được ghép vào sợi và truyền đến bộ thu quang. Sau
khi đến đầu thu, các tín hiệu này được chuyển trở lại thành tín hiệu điện thông qua linh
kiện PIN hoặc APD. Mặc dù sợi quang có suy hao thấp nhưng tín hiệu vẫn bị suy yếu,
do đó đôi lúc trên hệ thống cũng cần bộ lặp quang, còn gọi trạm tiếp vận.
Với tiềm năng về băng thông nên hệ thống truyền dẫn sợi quang đã và đang
phát triển trong hệ thống truyền dẫn số đường dài, tốc độ cao từ hàng trăm Mega bit/s
đến hàng Tera bit/s nhờ sử dụng công nghệ ghép kênh theo bước sóng quang WDM.
Chính vì vậy, mà em đã chọn đề tài Thông tin quang làm đề tài thực tập cho
mình.
Trước tiên em xin cảm ơn tất cả cán bộ công nhân Bưu điện…………… đã tạo
điều kiện giúp đỡ em trong đợt thực tập vừa qua.
Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy giáo, cô giáo trong khoa
Kỹ Thuật
Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn và biết ơn sâu sắc tới Thầy Cù Văn Thanh đã
hướng dẫn và chỉ bảo tận tình cho em để em có thể hoàn thành bản báo cáo của mình. .
Em cũng xin được gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã quan tâm và giúp đỡ em
trong quá trình hoàn thành báo cáo này.
GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành
1
Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thông Tin Quang
PHẦN I : LÝ THUYẾT

Chương I : Tổng Quan Về Kỹ Thuật Thông Tin Quang
1.1 Lịch sử phát triển hệ thống thông tin quang.
Việc thông tin liên lạc bằng ánh sáng đã sớm xuất hiện trong sự phát triển loài
người khi con người trước đó đã liên lạc với nhau bằng cách ra dấu (Hand signal).Liên
lạc bằng cách ra dấu cũng là một dạng của thông tin quang : bởi vì không thể ra dấu
trong bóng tối.Ban ngày,mặt trời là nguồn ánh sáng cho hệ thống này (Hand
signal).Thông tin được mang từ người gửi đến người nhận dựa vào sự bức xạ mặt
trời.Mắt là thiết bị thu thông điệp này và bôn não xử lý thông điệp này.Thông tin
truyền theo kiểu này rất chậm,khoảng cách lan truyền có giới hạn và lỗi rất lớn.
Một hệ thống quang sau đó,có thể có đường truyền dài hơn là tín hiệu khói
(Smoke signal).Thông điệp được gửi bằng cách thay đổi dạng khói phát ra từ lửa.Mẫu
khói này một lần nữa mang đến phía thu bằng ánh sáng mặt trời.Hệ thống này đòi hỏi
một phương pháp mã hóa phải được đặt ra,mà người gửi và người thu thông điệp phải
được hoc nó.Điều này có thể so sánh với hệ thống mã xung (Pulse codes) sử dụng
trong hệ thống số (digital system) hiện đại.
Trải qua một thời gian dài từ khi con người sử dụng ánh sáng mặt trời và lửa
để làm thông tin liên lạc đến nay lịch sử của thông tin quang đã qua những bước phát
triển và hoàn thiện có thể tóm tắt bằng những mốc chính sau đây :
- Năm 1775 : Paul Revere đã sử dụng ánh sáng để báo hiệu quân đội Anh từ Boston
sắp kéo tới.
- Năm 1790 : Claude Chappe một kỹ sư người Pháp,đã xây dựng mooth hệ thống điện
báo quang (Optical telegraph).Hệ thống này gồm một chuỗi các tháp với các đèn báo
hiệu trên đó.Thời đó tin tức được truyền với tín hiệu này vượt chặng đường 200 Km
trong vòng 15 phút.
- Năm 1854 : John Tyndall nhà vật lý tự nhiên người Anh,đã thực hiện thành công một
thí nghiệm đáng chú ý nhất là ánh sáng có thể truyền qua một môi trường điện môi
trong suốt.
GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành
2
Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thông Tin Quang

- Năm 1870 : Cũng John Tyndall đã chứng minh được rằng ánh sáng có thể dẫn được
theo một vòi nước uốn cong dựa vào nguyên lý phản xạ toàn phần.
- Năm 1880 : Alexander Graham Bell người Mỹ,đã phát minh ra một hệ thống thông
tin ánh sáng,đó là hệ thống Photophone.Ông ta đã sử dụng ánh sáng mặt trời từ một
gương phẳng mỏng đã điều chế tiếng nói để mang tiếng nói đi.Ở máy thu,ánh sáng mặt
trời đã được điều chế đập vào tế bào quang dẫn selen,nó sẽ biến đổi thông điệp thành
dong điện.Bộ thu máy điện thoại hoàn tất hệ thống này.Hệ thống Photophone chưa bao
giờ đạt được thành công trên thương mại,mặc dù nó đã làm việc tốt hơn,do nguồn
nhiễu quá lớn làm giảm chất lượng đường truyền.
- Năm 1934 : Norman R.French một kỹ sư người Mỹ,nhận bằng sáng chế về hệ thống
thông tin quang.Phương tiện truyền dẫn là thanh thủy tinh.
- Vào những năm 1950 : Brian O’Brien,Hary Hopkins và Nariorger Kapany đã phát
triển sợi quang có hai lớp,bao gồm lớp lõi (Core) bên trong (ánh sáng lan truyền trong
lớp này) và lớp bọc (Cladding) bao xung quanh bên ngoài lớp lõi,nhằm nhốt ánh sáng
ở lõi.Sợi này sau đó được các nhà khoa học trên phát triển thành Fibrecope uốn cong
(một loại kính soi bằng sợi quang),một thiết bị có khả năng truyền hình ảnh từ đầu sợi
đến cuối sợi.Tính uốn cong của Fibrecope cho phép ta quan sát một vùng mà ta không
thể xem một cách bình thường được.Đến nay,hệ thống Fibrecope vẫn còn được sử
dụng rộng rãi,đặc biệt trong nghành y dùng để soi bên trong cơ thể con người.
- Vào năm 1958 : Charles H.Townes đã phát minh ra con Lase cho phép tăng cường và
tập trung nguồn sáng để ghép vào sợi.
- Năm 1960 : Theodor H.Maiman đưa lase vào hoạt động thành công,làm tăng dung
lượng hệ thống thông tin quang rất cao.
- Năm 1966 : Charles K.Kao và George Hockham thuộc phòng thí nghiệm Standard
Telecommunication của Anh thuecj hiện nhiều thí nghiệm để chứng minh rằng nếu
thủy tinh được chế tạo trong suốt hơn bằng cách giảm tạp chất trong thủy tinh thì sự
suy hao ánh sáng sẽ được giảm tối thiểu.Và họ cho rằng nếu sợi quang được chế tạo đủ
tinh khiết thì ánh sáng có thể truyền đi xa nhiều Km.
- Năm 1967 : Suy hao sợi quang được báo cáo là α = 1000 dB/Km.
- Năm 1970 : Hãng Corning Glass Works đã chế tạo thành công sợi SI có suy hao α <

20 dB/Km ở bước sóng λ = 633nm.
GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành
3
Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thông Tin Quang
- Năm 1972 : Loại sợi GI được chế tạo với mức suy hao α = 4dB/Km.
- Năm 1983 : Sợi SM(Signal Mode) được sản xuất ở Mỹ.
- Năm 1988 : Công ty NEC thiết lập một mạng đường dài với tốc độ 10 Gbit/s trên
chiều dài 80,1 Km dùng sợi dịch tán sắc và Lase hồi tiếp phân bố.
- Hiện nay,sợi quang có suy hao α =< 0,2 dB/Km ở bước sóng 1550nm,và có những
loại sợi có suy hao thấp hơn giá trị này rất nhiều.
1.2 Giới thiệu hệ thống thông tin quang.
1.2.1 Sơ đồ cơ bản hệ thống thông tin quang
Hình 1.1 Cấu hình của một hệ thống thông tin quang.
Hình 1.1 biểu thị cấu hình cơ bản của một hệ thống thông tin quang.Nói
chung,tín hiệu điện từ máy điện thoại,từ các thiết bị đầu cuối,số liệu hoặc Fax được
đưa đến bộ E/O đẻ chuyển thành tín hiệu quang,sau đó gửi vào cáp quang.Khi truyền
qua sợi quang,công suất tín hiệu này được đưa vào bộ O/E để tạo lại tín hiệu điện,khôi
phục lại nguyên dạng như ban đầu mà máy điện thoại,số liệu và Fax đa gửi đi.
Như vậy,cấu trúc cơ bản của một hệ thống thông tin quang có thể được môt tả
như hình 1.2,gồm :
- Bộ phát quang.
- Bộ thu quang.
- Môi trường truyền dẫn là cáp sợi quang.
GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành
4
E/O
O/E
Fax
Điện
thoại

Số
liệu
Tivi
O/E E/O
Fax
Điện
thoại
Số
liệu
Tivi
E/O O/E
Tín hiệu
điện ngõ
vào
Tín hiệu
điện ngõ
ra
Tín hiệu quang
Cáp sợi quang Bộ thu
quang
Bộ phát
quang
Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thông Tin Quang

Hình 1.2 Cấu trúc cơ bản của một hệ thống thông tin quang.
Trên hình 1.2 chỉ mới minh họa tuyến truyền dẫn quang liên lạc theo một
hướng.Hình 1.3 minh họa tuyến dẫn quang liên lạc theo hai hướng.

Hình 1.3 Minh họa tuyến truyền dẫn quang theo hai hướng.
Như vậy,để thực hiện truyền dẫn giữa hai điểm cần có hai sợi quang.

Nếu cự ly thông tin quá dài thì trên tuyến có thể có một hay nhiều trặm lặp
(Repeater).Cấu trúc đoen giản của một trặm lặp (cho mooth hướng truyền dẫn) được
minh họa ở hình 1.4.
Hình 1.4 Cấu trúc đơn giản của một trặm lặp quang.
- Khối E/O :Bộ phát quang có nhiệm vụ nhận tín hiệu điện đưa đến,biến tín hiệu điện
đó thành tín hiệu quang,và đưa tín hiệu quang này lên đường truyền (sợi quang).Đó
chính là chức năng chính của khối E/O ở bộ phát quang.Thường ta gọi khối E/O là
nguồn quang.Hiện nay linh kiện được sử dụng làm nguồn quang là LED và Lase.
- Khối O/E : Khi tín hiệu quang truyền đến đầu thu,tín hiệu quang này sẽ được thu
nhận và biến đổi trở lại thành tín hiệu điện như ở đầu phát.Đó là chưc năng của khối
O/E ở bộ thu quang.Các linh kiện hiệ nay được sử dụng để làm chức năng này là PIN
và APD,và chúng thường được gọi là linh kiện tách sóng quang (photo-derector)
- Trặm lặp : Khi truyền trên sợi quang,công suất tín hiệu quang bị suy yếu dần(do sợi
quang có độ suy hao).Nếu cự ly thông tin quá dài thì tín hiệu quang này có thể không
GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành
5
E/O O/E
E/O O/E
O/EE/O
Ngõ vào 1
Ngõ vào 2
Ngõ ra 2
Ngõ ra 1
Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thông Tin Quang
đến được đầu thu hoặc đến đầu thu với công suất còn rất thấp đầu thu không nhận biết
được,lúc này ta phải sử dung trặm lặp (hay còn gọi là trặm tiếp vận).Chức năng chính
của trặn lặp là thu nhận tín hiệu quang đã suy yếu,tái tạo chúng trở thành tín hiệu
điện.Sau đó sủa dạng tín hiệu điện này,khếch đại tín hiệu đã sủa dạng,chuyển đổi tín
hiệu đã khếch đại thành quang.Và cuối cùng đưa tín hiệu quang này len đường truyền
để truyền tiếp đến đầu thu .Như vậy,tín hiệu ở ngõ vào và ngõ ra của trặm lặp đều ở

dạng quang và trong trặm lặp có cả khối O/E và E/O.
1.2.2 Ưu nhược điểm của hệ thống thông tin quang.
1.2.2.1 Ưu điểm.
- Suy hao thấp : Suy hao thấp cho phép khoảng cách lan truyền dài hơn.Nếu so sánh
với cáp đồng trong một mạng,khoảng cách lớn nhất đối với cáp đồng được khuyến cáo
là 100 m, thì đối với cáp quang khoảng cách đó là 2000 m.
Một nhược điểm cơ bản của cáp đồng là suy hao tăng theo tần số của tín
hiệu.Điều này có nghĩa là tốc độ dữ liệu cao dẫn đến tăng suy hao công suất và giảm
khoảng cách lan truyền thực tế.Đối với cáp quang thì suy hao không thay đổi theo tần
số của tín hiệu.
- Dải thông rộng : Sợi quang có băng thông rộng cho phép thiết lập hệ thống truyền
dẫn số tốc độ cao.Hiện nay,băng tần của sợi quang có thể lên đến hàng THz.
- Trọng lượng nhẹ : Trọng lượng của cáp quang nhỏ hơn so với cáp đồng.Một cáp
quang có hai sợi quang nhẹ hơn 20 % đến 50 % cáp Category 5 có 4 đôi.Cáp quang có
trọng lượng nhẹ hơn nên cho phép lắp đặt dễ dàng hơn.
- Kích thước nhỏ : Cáp sợi quang có kích thước nhỏ sẽ dễ dàng cho việc thiết kế mạng
chật hẹp về không gian lắp đặt cáp.
- Không bị can nhiễu sóng điện từ và điện công nghiệp.
- Tính an toàn : Vì sợi quang là một chất điện môi nên nó không dẫn điện.
Bảng 1.1.So sánh giữa cáp quang và cáp đồng .
Đặc tính Cáp đồng
Cáp quang
Sợi đa mode Sợi đơn mode
Dải thông 100 MHz 1 GHz > 100 GHz
Cự ly truyền dẫn 100 m 2000 m 40.000 m
Xuyên kênh Có Không
Trọng lượng Nặng hơn Nhẹ hơn
Kích thước Lớn hơn Nhỏ hơn
GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành
6

Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thông Tin Quang
- Tính bảo mật : Sợi quang rất khó trích tín hiệu.Vì nó không bức xạ năng lượng điện
từ nên không thể bị trích để lấy trộm thông tin bằng các phương pháp tiện điệ thông
thường như sự dẫn điện bề mặt hay cảm ứng điện từ và rất khó trích lấy thông tin ở
dạng tín hiệu quang.
- Tính linh hoạt : Các hệ thống thông tin quang đều khả dụng cho hầu hết các dạng
thông tin số liệu,thoại và video.
1.2.2.2 Nhược điểm.
- Vấn đề biến đổi điện quang : Trước khi đưa tín hiệu thông tin điện vào sợi quang,tín
hiệu đó phải được biến đổi thành sóng ánh sáng.
- Dòn ,dễ gẫy : Sợi quang sử dụng trong viễn thông được chế tạo từ thủy tinh nên dòn
và dễ gẫy.Hơn nữa kích thước sợi nhỏ nên việc hàn nối gặp nhiều khó khăn.Muốn hàn
nối cần có thiết bị chuyên dụng.
- Vấn đề sửa chữa :Các quy trình sửa chữa đòi hỏi phải có một nhóm kỹ thuật viên có
kỹ năng tốt cùng các thiết bị thích hợp.
- Vấn đề an toàn lao đông : Khi hàn nối sợi quang cần để các mảnh cắt vào lọ kín để
tránh đâm vào tay,vì không có phương tiện nào có thể phát hiện mảnh thủy tinh trong
cơ thể.Ngoài ra,không được nhìn trưc diện đầu sợi quang hay các khớp nối để hở
phòng ngừa có anh sáng truyền trong sợi chiếu trực tiếp vào mắt.Ánh sang sử dụng
trong hệ thống thông tin quang là ánh sáng hồng ngoại,mắt người không cảm nhận
được nên không thể điều tiết khi có nguồn năng lượng này,và gây nguy hại cho mắt.
1.3 Ứng dụng và xu thế phát triển.
1.3.1 Ứng dụng trong viễn thông .
- Mạng đường trục quốc gia.
- Đường trung kế,
- Đường cáp thả biển liên quốc gia.
1.3.2 Ứng dụng trong dịch vụ tổng hợp.
- Truyền hình số liệu.
- Truyền hình cáp.
Dưới đây minh họa một vài ứng dụng sử dụng cáp sợi quang.

GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành
7
Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thông Tin Quang
Cáp sợi quang hiện nay sử dụng cho rất nhiều ứng dung khác nhau.Chẳng hạn
nhiều công ty điện thoại đang sử dụng các tuyến cáp quang để truyền thông giữa các
tổng đài,qua các thành phố,qua các nước khác nhau và qua những tuyến dài trên biển
(xem hình 1.5).Hiện nay ở một số nước đã có kế hoạch mở rộng cáp quang đến các hộ
gia đình để cung cấp các dịch vụ videophone chất lượng cao
Hình 1.5 Kết nối các tổng đài bằng cáp sợi quang.
Các công ty truyền hình cáp đang triển khai các đường cáp quang để truyền tải
những tín hiệu chất lượng cao từ trung tâm đến các vị trí trung chuyển phân bố xung
quanh các thành phố (hình 1.6).Sợi quang nâng cao được chất lượng của các tín hiệu
truyền hình và làm tăng số kênh khả dụng.Trong tương lai cáp quang có thể nối trực
tiếp đến các hộ gia đình cung cấp nhiều dich vu mới cho người sử dụng.Những dịch vụ
dựa trên cáp quang như truyền hình tương tác,giao dịch ngân hàng tại gia,hay lam việc
từ một hệ thống văn phòng tại gia đã được đưa vào kế hoạch sử dụng trong tương lai.
GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành
8
Tổng đài
thành phố A
Tổng đài
thành phố B
Tuyến cáp quang
Treo lên các cột
Cá
c
đư
ờn
g
dâ

y
điệ
n
tho
ại
Cá
c
đư
ờn
g
dâ
y
điệ
n
tho
ại
Mạch vòng nội hạt hiện tại
là dây đồng.Tương lai có thể là
cáp sợi quang
Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thông Tin Quang
Hình 1.6 Mạng truyền hình cáp quang
Sợi quang là phương tiện lý tưởng cho truyền số liệu tốc độ cao.Tín hiệu không
bị méo bởi nhiễu từ môi trường xung quanh.Tính các điện của sợi quang tạo ra một
giao tiếp an toàn giữa các máy tính,các thiết bị đầu cuối,và các trạm làm việc.Rất
nhiều trung tâm máy tính đang sử dụng cáp sợi quang để cung cấp các đường truyền
số liệu tốc độ cao ở các mạng LAN.
GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành
9
Trung tâm
truyền hình

Trung tâm
phân phối
Trung tâm
phân phối
Trung tâm
phân phối
Cáp quang
Cáp đồng trục (hiện tại)
Tương lai có thể là cáp quang
Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thông Tin Quang
CHƯƠNG II: CÁP QUANG VÀ SỢI QUANG
1. Cáp quang
1.1 Định nghĩa
Cáp quang là một loại cáp viễn thông làm bằng thủy tinh hoặc nhựa, sử dụng
ánh sáng để truyền tín hiệu.
Cáp quang dài, mỏng thành phần của thủy tinh trong suốt bằng đường kính của
một sợi tóc. Chúng được sắp xếp trong bó được gọi là cáp quang và được sử dụng để
truyền tín hiệu trong khoảng cách rất xa. Không giống như cáp đồng truyền tín hiệu
bằng điện, cáp quang ít bị nhiễu, tốc độ cao và truyền xa hơn.
Cáp quang có cấu tạo gồm dây dẫn trung tâm là sợi thủy tinh hoặc plastic đã
được tinh chế nhằm cho phép truyền đi tối đa các tín hiệu ánh sáng. Sợi quang được
tráng một lớp lót nhằm phản chiếu tốt các tín hiệu.
Sợi quang là những dây nhỏ và dẻo truyền các ánh sáng nhìn thấy được và các
tia hồng ngoại. Chúng có 3 lớp: lõi (core), áo (cladding) và vỏ bọc (coating). Để ánh
sáng có thể phản xạ một cách hoàn toàn trong lõi thì chiết suất của lõi lớn hơn chiết
suất của áo một chút. Vỏ bọc ở phía ngoài áo bảo vệ sợi quang khỏi bị ẩm và ăn mòn,
đồng thời chống xuyên âm với các sợi đi bên cạnh. Lõi và áo được làm bằng thuỷ tinh
hay chất dẻo (Silica), chất dẻo, kim loại, fluor, sợi quang kết tinh.
Thành phần lõi và vỏ có chiếc suất khác nhau. Chiết suất của những lớp này
như thế này sẽ quyết định tính chất của sợi quang. Chúng được phân loại thành các

loại sợi quang đơn mode (Single Mode - SM) và đa mode (Multi Mode -MM) tương
ứng với số lượng mode của ánh sáng truyền qua sợi quang. Mode sóng là một trạng
thái truyền ổn định của sóng ánh sáng (cũng có thể hiểu một mode là một tia).
GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành
10
Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thông Tin Quang
Core : Trung tâm phản chiếu của sợi quang nơi ánh sáng đi
Cladding : Vật chất quang bên ngoài bao bọc lõi mà phản xạ ánh sáng trở lại
vào lõi.
Buffer coating : Lớp phủ dẻo bên ngoài bảo vệ sợi không bị hỏng và ẩm ướt
jacket: Hàng trăm hay hàng ngàn sợi quang được đặt trong bó gọi là Cáp
quang.Những bó này được bảo vệ bởi lớp phủ bên ngoài của cáp được gọi là jacket.
1.2 Cấu tạo cáp quang
Cáp quang gồm các phần sau:
Core (lõi) : Trung tâm phản chiếu của sợi quang nơi ánh sáng đi
Cladding (áo): Vật chất quang bên ngoài bao bọc lõi mà phản xạ ánh sáng trở lại vào
lõi
Buffer coating (vỏ bọc): Lớp phủ dẻo bên ngoài bảo vệ sợi không bị hỏng và ẩm ướt
jacket: Hàng trăm hay hàng ngàn sợi quang được đặt trong bó gọi là cáp quang.Những
bó này được bảo vệ bởi lớp phủ bên ngoài của cáp được gọi là jacket.
Để ánh sáng có thể phản xạ một cách hoàn toàn trong lõi thì chiết suất của lõi
lớn hơn chiết suất của áo một chút.
Vỏ bọc ở phía ngoài áo bảo vệ sợi quang khỏi bị ẩm và ăn mòn, đồng thời
chống xuyên âm với các sợi đi bên cạnh
Lõi và áo được làm bằng thuỷ tinh hay, chất dẻo (Silica), kim loại, fluor, sợi
quang kết tinh). Chúng được phân loại thành các loại sợi quang đơn mode Single
Mode (SM) và đa mode Multimode (MM) tương ứng với số lượng mode của ánh sáng
truyền qua sợi quang. Mode sóng là một trạng thái truyền ổn định của sóng ánh sáng
(cũng có thể hiểu một mode là một tia).
GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành

11
Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thông Tin Quang
Cấu tạo bên trong:
Theo Mode thì có: SM và MM (MM có 2 loại: 62.5 và 50).
Theo môi trường lắp đặt thì có Outdoor và Indoor.
Outdoor lại chia ra thành các loại: F8 và Underground
Single Mode và Multi Mode
Sợi SM chỉ truyền được một mode sóng do đường kính lõi rất nhỏ (khoảng 10
micromet). Do chỉ truyền một mode sóng nên SM không bị ảnh hưởng bởi hiện tượng
tán sắc và thực tế SM thường ít được sử dụng hơn so với MM.
Sợi MM có đường kính lõi lớn hơn SM (khoảng 6-8 lần), có thể truyền được
nhiều mode sóng trong lõi.
Ngoài ra chúng còn được phân loại thành sợi quang có chỉ số bước và chỉ số
lớp tuỳ theo hình dạng và chiết suất của các phần của lõi sợi quang.
Khoảng cách giữa 2 thiết bị đấu nối bằng cáp quang không quy định cụ thể là
bao nhiêu KM. Khoảng cách giữa 2 thiết bị căn cứ vào tính toán suy hao toàn tuyến,
công suất phát, độ nhạy thu và công suất dự phòng của thiết bị.
Thông thường mỗi thiết bị đều có khuyến cáo chạy ở cự ly nhất định, tuy nhiên
đó chỉ là tính tương đối thôi.
Chuẩn bước sóng cho thiết bị chạy SM và MM có khác nhau:
- MM có các bước sóng chuẩn là: 780, 850 và 1300. Hiện nay các thiết
bị ít dùng bước sóng 780.
GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành
12
Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thông Tin Quang
- SM có các bước sóng: 1310, 1550, 1627. Hiện nay các thiết bị SM
dùng công nghệ DWM thì còn có thể sử dụng nhiều bước sóng khác nữa.
Đa phần cáp quang single mode chỉ dùng cho đường trục, ngoài việc giá thành,
công nghệ của cáp single mode rất khắc khe, và rất khó trong việc thi công cũng như
sử dụng. Lý do: lớp lõi của cáp single mode rất nhỏ (khoảng 27 Micromet), còn của

multi mode thi lớn hơn rất nhiều (khoảng 130 Micromet). Ngoài ra, do kết cấu lõi
single mode cho ánh sáng đi theo đường thẳng, mà giá thành chế tạo, cũng như độ
chính xác trong thi công, thiết bị công nghệ cao làm cho cáp Single Mode khó thực
hiện trong các công trình dân sự.
Còn việc phân biệt: chủ yếu là do đường đi của ánh sáng truyền trong lõi
Trong Single mode, ánh sáng đi theo gần như một đường thẳng trùng với trục
cáp, còn trong Multi Mode, ánh sáng đi theo một chùm tia sáng có dạng đồ hình Sin
đồng trục (vì thế mà ta có thể ghép thêm nhiều ánh sáng có các bước sóng khác nhau).
Về thông số vật lý:
- Đường kính lõi sợi ( phần truyền tin): Core.
- SM: 9/125; MM: 50/125 và 62.5/125.
- Đường kính vỏ phản xạ: Cladding thì cả SM và MM đều như nhau là
125um.
- Về Coating thì tùy thuộc vào dặc tính cần bảo vệ mà người ta làm lớp
này, tuy nhiên thông thường đối với cáp Outdoor thì nó là 250, với cáp Indoor thì nó là
900, điều này không phụ thuộc vào nó la cáp SM hay MM.
GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành
13
Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thông Tin Quang
- Về sử dụng thì tùy thuộc vào công suất phát, độ nhạy thu, khoảng
cách truyền dẫn, tốc đọ yêu cầu và giá thành mà người ta quyết định dùng SM hoặc
MM.
Các loại Connector của cáp quang:
1.3 Phân loại cáp quang
1.3.1. Multimode (đa mode)
Multimode stepped index (chiết xuất bước): Lõi lớn (100 micron), các tia tạo
xung ánh sáng có thể đi theo nhiều đường khác nhau trong lõi: thẳng, zig-zag…tại
điểm đến sẽ nhận các chùm tia riêng lẻ, vì vậy xung dễ bị méo dạng. Sợi đa mode
(multi mode) có thể truyền cùng lúc nhiếu ánh sáng với góc anpha khác nhau.
Đa mode (multi mode) còn chia làm 2 loại, đó là step mode và grade mode.

Step mode thì chiết suất từ lõi đến vỏ giàm dần, nhưng theo từng nấc, còn grade mode
thì giàm liên tục và dĩ nhiên là grade mode sẽ tốt hơn step mode. Dĩ nhiên là việc dùng
đa mode (multi mode) thì còn phụ thuộc nhiều yếu tố nữa như là giá thành, các thiết bị
đầu cuối (thiết bị ghép kênh quang)Sợi đa mode (multi mode) có đường kính lõi lớn
hơn đơn mode (single mode) (khoảng 6-8 lần), có thể truyền được nhiều mode sóng
trong lõi.
GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành
14
Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thông Tin Quang
Multimode graded index (chiết xuất liên tục): Lõi có chỉ số khúc xạ giảm dần từ
trong ra ngoài cladding. Các tia gần trục truyền chậm hơn các tia gần cladding. Các tia
theo đường cong thay vì zig-zag. Các chùm tia tại điểm hội tụ, vì vậy xung ít bị méo
dạng.
1.3.2. Single mode (đơn mode)
Lõi nhỏ (8 mocron hay nhỏ hơn), hệ số thay đổi khúc xạ thay đổi từ lõi ra
cladding ít hơn multimode. Các tia truyền theo phương song song trục. Xung nhận
được hội tụ tốt, ít méo dạng.
Sợi quang đơn mode (single mode) hay sợi quang đa mode (multi mode) đều
chỉ truyền một tín hiệu (là dữ liệu mà ta cần truyền). Muốn truyền nhiều dữ liệu từ các
kênh khác nhau, ta phải dùng đến công nghệ WDM (truyền nhiều bước sóng trên cùng
một sợi quang).
Sợi đơn mode (single mode) chỉ có thể truyền 1 ánh sáng với 1 bước sóng nhất
định. Do sợi quang là vật liệu truyền thông tin dựa trên định luật phản xạ ánh sáng. Tia
sáng khi đi từ môi trường có chiết suất cao qua môi trường chiết suất thấp thì không đi
thằng (hay còn gọi là tán xạ) mà sẽ phản xạ lại. Do đó, khi ánh sáng mang thông tin, sẽ
được truyền đi mà không bị suy hao gì cả (vì nó cứ chạy lòng vòng trong đó, phản xạ
bên này, rồi phản xạ bên kia. Sợi quang đơn mode (single mode) thì lõi có chiết suất là
một hằng số và chiết suất của vỏ cũng là 1 hằng số.
Khi đó ánh sáng sẽ truyền đi theo đường ziczac trong sợi quang (độ lệch pha
của tín hiệu khi đó sẽ đáng kể). Sợi đa mode (multi mode) là công nghệ tiên tiến hơn,

chiết suất từ lõi ra đến vỏ sẽ giảm từ từ (nhưng vẫn đảm bảo một tỉ số chiết suất để ánh
sáng chỉ phản xạ chứ không tán xạ), khi đó thì ánh sáng sẽ đi theo đường cong, độ lệch
pha sẽ ít hơn nhiều so với hình ziczac của loại đơn mode (single mode)
1.3.3. Đặc điểm :
Phát: Một điốt phát sáng (LED) hoặc laser truyền dữ liệu xung ánh sáng vào cáp
quang.
Nhận: sử dụng cảm ứng quang chuyển xung ánh sáng ngược thành data.
1.4 Ứng dụng cáp quang :
Khoảng cách ngắn
Multimode Step index: dùng cho khoảng cách ngắn, phổ biến trong các đèn soi trong
GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành
15
Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thông Tin Quang
Graded index: thường dùng trong các mạng LAN
Khoảng cách xa
Single mode: Khoảng cách xa hàng nghìn km, phổ biến trong các mạng điện thoại,
mạng truyền hình cáp…
Hiện nay, ở trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, cáp quang được ứng
dụng và triển khai rất rộng rãi. Ở Việt Nam hiện nay, cáp quang đã được ứng dụng
như sau:
- Sử dụng trong các tuyến truyền dẫn quốc tế, kết nối Việt Nam với
các nước khác trên thế giới. Cụ thể có các tuyến chính như sau như sau: TVH (kết nối
Thái Lan, Việt Nam và Hồng Kông); SEA-ME-WE 3 (nối các nước Đông Nam Á,
Trung Đông và Tây Âu); tuyến cáp quang liên Á…
- Sử dụng trong các tuyến truyền dẫn liên tỉnh, và nội tỉnh để kết nối
thông tin giữa các tổng đài với nhau. Cụ thể như các tuyến cáp quang quốc lộ 1A,
tuyến cáp quang trên đường 500 KV (điện lực), tuyến cáp quang đường Hồ Chí Minh,
đường 5…
- Sử dụng trong mạng truy nhập để cung cấp đường truyền tốc độ các
tới các cơ quan, doanh nghiệp và các cá nhân có nhu cầu. Ví dụ, cung cấp đường

truyền số liệu tốc độ cao, hoặc kết hợp với cáp đồng trong các mạng truyền hình cáp.
Trong tương lai xa hệ thống truyền dẫn Việt Nam sẽ phát triển theo xu hướng
chung của thể giới là cáp quang hoá. Cáp quang sẽ được triển khai tối đa để thay thế
các hệ thống vi ba (vô tuyến) hiện còn lại (chủ yếu ở những nơi chưa triển khai được
cáp quang do điều kiện địa hình).
Trong tương lai gần, VNPT sẽ triển khai thêm tuyến cáp quang biển phục vụ
cho mạng đường trục. Cáp quang cũng sẽ được triển khai rộng rãi hơn trong mạng truy
nhập để cung cấp các dịch vụ yêu cầu tốc độ cao như truyền số liệu và hình ảnh bên
cạnh dịch vụ thoại truyền thống.
1.5 Ưu, Nhược điểm của cáp quang
1.5.1 Ưu điểm
- Chi phí - Chi phí thấp hơn so với cáp đồngCáp quang chỉ truyền sóng
ánh sáng (không truyền tín hiệu điện) nên nhanh, không bị nhiễu và bị nghe trộm. Tốc
độ kết nối thiết bị với PC đạt 3,2 Gb/giây.
GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành
16
Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thông Tin Quang
- Độ suy dần thấp hơn các loại cáp đồng nên có thể tải các tín hiệu đi
xa hàng ngàn km.
- Cài đặt đòi hỏi phải có chuyên môn nhất định.
- Mỏng hơn - Cáp quang được thiết kế có đường kính nhỏ hơn cáp
đồng
- Dung lượng tải cao hơn - Bởi vì sợi quang mỏng hơn cáp đồng, nhiều
sợi quang có thể được bó vào với đường kính đã cho hơn cáp đồng. Điều này cho phép
nhiều kênh đi qua cáp của bạn.
- Suy giảm tín hiệu ít - Tín hiệu bị mất trong cáp quang ít hơn trong
cáp đồng.
- Tín hiệu ánh sáng - Không giống tín hiệu điện trong cáp đồng, tín
hiệu ánh sáng từ sợi quang không bị nhiễu với những sợi khác trong cùng cáp. Điều
này làm cho chất lượng tín hiệu tốt hơn.

- Sử dụng điện nguồn ít hơn - Bởi vì tín hiệu trong cáp quang giảm ít,
máy phát có thể sử dụng nguồn thấp hơn thay vì máy phát với điện thế cao được dùng
trong cáp đồng
- Tín hiệu số - Cáp quang lý tưởng thích hợp để tải thông tin dạng số
mà đặc biệt hữu dụng trong mạng máy tính
- Không cháy - Vì không có điện xuyên qua cáp quang, vì vậy không
có nguy cơ hỏa hạn xảy ra.
- Không bị nhiễu điện. Truyền dẫn bằng sợi quang không bị ảnh hưởng
bởi nhiễu điện từ (EMI) hay nhiễu tần số vô tuyến (RFI) và nó không tạo ra bất kỳ sự
nhiễu nội tại nào.
- Tính cách điện. Sợi quang là một vật cách điện. Sợi thủy tinh này loại
bỏ nhu cầu về các dòng điện cho đường thông tin. Cáp sợi quang làm bằng chất điện
môi thích hợp không chứa vật dẫn điện và có thể cho phép cách điện hoàn toàn cho
nhiều ứng dụng
- Tính bảo mật. Sợi quang cung cấp độ bảo mật thông tin cao. Một sợi
quang không thể bị trích để lấy trộm thông tin bằng các phương tiện điện thông thường
như sự dẫn điện trên bề mặt hay cảm ứng điện từ, và rất khó trích để lấy thông tin ở
dạng tín hiệu quang.
GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành
17
Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thông Tin Quang
- Độ tin cậy cao và dễ bảo dưỡng. Sợi quang là một phương tiện truyền
dẫn đồng nhất và không gây ra hiện tượng pha-đinh. Những tuyến cáp quang được
thiết kế thích hợp có thể chịu đựng được những điều kiện về nhiệt độ và độ ẩm khắc
nghiệt và thậm chí có thể hoạt động ở dưới nước.
- Tính linh hoạt. Các hệ thống thông tin quang đều khả dụng cho hầu
hết các dạng thông tin số liệu, thoại và video. Các hệ thống này đều có thể tương thích
với các chuẩn RS.232, RS422, V.35, Ethernet, Arcnet, FDDI, T1, T2, T3, Sonet, thoại
2/4 dây, tín hiệu E/M, video tổng hợp và còn nhiều nữa.
- Tính mở rộng. Các hệ thống sợi quang được thiết kế thích hợp có thể

dễ dàng được mở rộng khi cần thiết. Một hệ thống dùng cho tốc độ số liệu thấp, ví dụ
T1 (I 544 Mb/s) có thể được nâng cấp trở thành một hệ thống tốc độ số liệu cao hơn,
OC-12 (622 Mb/s), bằng cách thay đổi các thiết bị điện tử. Hệ thống cáp sợi quang có
thế vẫn được giữ nguyên như cũ.
- Sự tái tạo tín hiệu. Công nghệ ngày nay cho phép thực hiện những
đường truyền thông bằng cáp quang dài trên 70 km trước khi cần tái tạo tín hiệu,
khoảng cách này còn có thể tăng lên tới 150 km nhờ sử dụng các bộ khuếch đại laze.
Trong tương lai, công nghệ có thể mở rộng khoảng cách này lên tới 200 km và có thể
1000 km
1.5.2. Nhược điểm
Nối cáp khó khăn, dây cáp dẫn càng thẳng càng tốt.
Chi phí hàn nối và thiết bị đầu cuối cao hơn so với cáp đồng
2. Sợi quang
Thành phần chính của cáp sợi quang goomg lõi (Core) và lớp bọc (Cladding).Trong
viên thông dùng loại sợi có cả hai lớp trên bằng thủy tinh.Lõi để dẫn ánh sáng và lớp
boc để giữ ánh sáng tập trung trong lõi nhờ sự phản xạ toàn phần giữa lõi và lớp bọc.
Để bảo vệ sợi quang ,tránh nhiều tác dụng do điều kiện bên ngoài sợi quang
được bọc thêm một vài lớp nữa.
- Lớp phủ hay lớp vỏ thứ nhất (Primary coating)
- Lớp vỏ thứ hai (Secondary coating)
2.1 Lớp phủ.
Lớp phủ có tác dụng bảo vệ sợi quang.
GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành
18
Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thông Tin Quang
- Chống lại sự xâm nhập của hơi nước.
- Tránh sự trầy sướt gây nên nhũng vết nứt.
- Giảm ảnh hưởng vì uốn cong.
Lớp phủ được bọc ngay trong quá trình kéo sợi.Chiết suất của lớp phủ lớn hơn
chiết suất của lớp bọc để lọa bỏ các tia sáng truyền trong lớp bọ vì khi đó sự phản xạ

toàn phần không thể xẩy ra phân cách giữa lớp bọc và lớp phủ.Lớp phủ có thể được
nhuộm mầu hoặc thêm vòng đánh dấu, khi han nối sợi hoặc ghép ánh sáng vào sợi
nhất thiết phải tẩy sạch lớp phủ.Độ đồng nhất,bề dày và độ đồng tâm của lớp phủ có
ảnh hưởng đến chất lượng của sợi quang.
2.2 Lớp vỏ.
Lớp vỏ có tác dụng tăng cường sức chịu đựng của sợi quang trước các tác dụng
cơ học và sự thay đổi nhiệt độ,cho đến nay lớp vỏ có các dangj chính sau :
- Dạng ống đệm lỏng (loose buffer ).
- Dạng đệm khít (Right buffer).
- Dạng băng dẹt (Ribbon).
Mỗi dạng có những ưu nhược điểm khác nhau do đó được sử dụng trong từng
điều kiện khác nhau.
Hình 1.7 Cấu trúc cáp dợi quang.
2.2.1 Dạng ống đệm lỏng.
Sợi quang (đã bọc lớp phủ ) được đặt trong một ống đệm có đường kính lớn
hơn đường kính kích thước sợi quang.
GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành
19
1,2 – 2 mm
Sợi quang
Lớp phủ
Ống đệm
Chất nhồi
Lớp
vỏ
Lớp
phủ
Lớp
bọc
Lõi

250μm 125μm
Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thông Tin Quang
Hình 1.8 Cấu trúc ống đệm lỏng (Loose buffer ).
- Ống đệm lỏng gồm 2 lớp :
+ Lớp trong
+ Lớp ngoài
Lớp trong có hệ số ma sát nhỏ để sợi quang di chuyển tự do khi cáp bị kéo căng
hoặc co lại
Lớp ngoài bảo vệ sợi quang trước ảnh hưởng của cơ học và được chế tạo từ các
vật liệu polyester và polyamide.
- Với ống chứa một sợi quang đường kính : 1,2 – 2mm,bề dày 0,15 – 0,5 mm.
Nếu ống đệm chứa nhiều sợi (2 – 12 sợi) thì đường kính 2,4 – 3 mm
- Đối với cáp trong nhà thì bên trong ống đệm lỏng không cần chất nhồi nhưng cáp
ngoài trời thì phải bơm chất nhồi,chất nhồi phải có các tính năng sau :
+ Ngăn ẩm.
+ Có tính nhớt,không tác dụng hóa học với các thành phần khác của cáp.
+ Không đông đặc hoặc nóng chảy ở nhiệt độ làm việc.
+ Dễ tẩy sạch khi hàn nối.
+ Khó cháy.
- Ống đệm lỏng cũng được nhuộm mầu.
Cấu trúc ống đệm lỏng có nhiều ưu điểm nên được dùng trong các đường
truyền dẫn cần chất lượng cao,trong điều kiện thay đổi nhiều.
2.2.2 Dạng đệm khít.
Một cách đơn giản để bảo vệ sợi quang dưới tác dụng của nhiều điều kiện bên
ngoài là bọc một lớp vỏ ôm sát lớp phủ.Phương pháp này làm giảm đường kính của
lớp vỏ do đó giảm kích thước và trọng lượng cáp,song sợi quang lại chịu ảnh hưởng
trực tiếp khi cáp bị kéo căng để giảm ảnh hưởng này người ta chèn them một lớp đệm
mềm ở giữa lớp phủ và lớp vỏ.Hình thức này gọi là đệm tổng hợp.Sợi quang có vỏ
GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành
20

Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thông Tin Quang
đệm khít và đệm tổng hợp thường được dùng làm cáp trong nhà,làm dây nhẩy để đấu
nối các trạm đầu cuối.Đường kính : 0,50 – 1 mm.
Hình 1.9 Cấu trúc sợi quang có vỏ đệm tổng hợp.
2.2.3 Dạng băng dẹt.
Cấu trúc băng dẹt cũng là một dạng vỏ đệm khít nhưng bọc nhiều sợi quang
thay vì một sợi.Số sợi trong một băng có thể là 4,8,12 sợi,bề rộng của mỗi băng tùy
thuộc vào số sợi trong băng.Nhược điểm của cấu trúc này giống như cấu trúc đệm khít
tức là sợi quang chịu sự ảnh hưởng trực tiếp khi cáp bị kéo căng.
Hình 1.10 Cấu trúc băng dẹp.
GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành
21
4 8
0,9 mm
Sợi quang
Lớp phủ
Lớp đệm mềm
Lớp vỏ
Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thông Tin Quang
CHƯƠNG III: CÁC PHƯƠNG THỨC TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU
TRONG SỢI QUANG
3.1 Cơ sở quang học.
- Ánh sáng có hai tính chất :
+ Tính chất sóng : ánh sáng là sóng điện từ .
+ Tính chất hạt : ánh sáng bao gồm nhiều hạt photon có năng lượng E.
λf = c E = hf = 1,24 / λ (μm)
Trong đó : f :tần số (Hz) λ : bước sóng (m)
E : năng lượng photon (eV)
GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành
22

Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thơng Tin Quang
C : vận tốc ánh sáng chân khơng,c = 3.10^8 m/s
h : hắng số Planck,h = 6,625.10^ -34 (J.s)
- Phổ sóng điện từ.
Hình 1.11 Phổ sóng điện từ.
Bảng 1.2 Các băng sóng vơ tuyến
Băng tần Tần số (f) Bước sóng (λ)
VLF 3 kHz – 30 kHz 100 Km – 10 Km
LF 30 kHz – 300 kHz 10 Km – 1 Km
MF 300 kHz – 3 MHz 1 Km – 100 m
HF
VHF
UHF
SHF
3 MHz – 30 MHz
30 MHz – 300 MHz
300 MHz – 3 GHz
3GHz – 30 GHz
100 m – 10 m
10 m – 1m
1 m – 1 dm
1 dm – 1 cm
EHF 30 GHz – 300 GHz 1cm – 1 mm
GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành
23
f (Hz)
DC
VLF LF
MF
VH

F
VHF+SH
F + EHF
Vùng
hồng
ngoại
Vùng cực
tím

Tia
X
Tia Γ
1,0
µ
m
1,1
µ
m
1,2
µ
m
1,3
µ
m
1,4
µ
m
1,5
µ
m

1,6
µ
m
0,8

µ
m
0,9
µ
m
0,6

µ
m
0,7
µ
m
0,4

µ
m
0,5
µ
m
1550
nm
850
nm
1300
nm

Vùng ánh sáng khả
kiến
Ánh sáng dùng trong thông tin
quang
Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thơng Tin Quang
F : Frequency L :Low M : Middle H : High
V : Very U :Ultra S : Supper E : Extra
- Ánh sáng thấy được chiếm dải phổ từ 380 nm (tím) đến 780 nm (đỏ).
- Ánh sáng dùng trong thơng tin quang nằm trong vùng caanh hơng ngoại (near
– infrared) (800 nm – 1600 nm ).
- Ba vùng bước sóng(cửa sổ bước sóng) được sử dụng trong thơng tin quang :
850 nm ,1300 nm ,1550 nm.
- Chiết suất của mơi trường :
n = c / v
trong đó : c : vận tốc ánh sáng trong chân khơng,c = 3.10^8 m/s.
v: vận tốc ánh sáng trong mơi trường đang xét,v =< c
- Sự phản xạ và khúc xạ.
Hình 1.12 Sự phản xạ và khúc xạ.
+ Tia tới,tia phản xạ và tia khúc xạ cùng nằm trên một mặt phẳng
GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành
24
θ
2
θ
1
môi trường 2
n
2
môi trường 1
n

1
Tia tới Tia phản xạ
Tia khúc xạ
θ
1
’
Trường Cao Đẳng PT-TH I Đề Tài : Thơng Tin Quang
+ Góc phản xạ bằng góc tới : θ1= θ1’
+ Góc khúc xạ được xác định từ cơng thức Snell
n1sinθ1= n2 sinθ2
Hình 1.13 Sự phản xạ và khúc xạ khi chiết xuất thay đổi.
- Sự phản xạ tồn phần :
Hình 1.14 Hiện tượng phản xạ tồn phần.
Nếu n1 > n2 thì α < β nếu α tăng thì β cũng tăng theo và β ln ln lớn hơn
α.Khi β = 90º tức là song song với mặt tiếp giáp,thì α được gọi là góc tới hạn αT nếu
tiếp tục tăng sao cho α > αT thì khơng còn tia khúc xạ mà chỉ còn tia phản xạ hiện
tượng này gọi là sự phản xạ tồn phần.
Dựa vào cong thức Snell có thể tính được góc tới hạn :
Sin αT = n2 / n1
GV Hướng Dẫn : Cù Văn Thanh Sinh Viên :Lê Thành
25
n
2
n
1
Tia tới hạn
Tia khúc xạ
(n
1
>n

2
)
1
2
3
1’
2’
3’
β
α
αT
1’’
θ
2
θ
1
môi trường 2
n
2
môi trường 1
n
1
Tia tới
Tia khúc xạ
Tia phản xạ
θ
2
θ
1
môi trường 2

n
2
môi trường 1
n
1
Tia tới
Tia khúc xạ
Tia phản xạ
n1>n2
n1<n2