Báo Cáo THỰC TẬP VIỄN THÔNG thời gian, tần số, PCM Đề Tài SỢI QUANG

BÁO CÁO MÔN HỌC:
THỰC TẬP VIỄN THÔNG
GVHD: LÊ MINH THÀNH
Báo Cáo: THỰC TẬP VIỄN THÔNG
thời gian, tần số, PCM Đề Tài: SỢI QUANG
GVHD:Th.s LÊ MINH THÀNH


ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỶ THUẬT TP. HCM
KHOA: ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
3

Giới thiệu về bộ thí nghiệm
Truyền thông tin trong sợi quang

Giới thiệu vài nét về sợi quang
Suy hao trong sợi quang
NỘI
DUNG
Tổng Kết
SỢI QUANG LÀ GÌ?
ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM SỢI QUANG.?
I.Giới thiệu vài nét về sợi quang.

Sợi quang là một loại sợi viễn thông làm bằng thủy tinh hoặc plastic, sử dụng ánh sáng để truyền tín
hiệu.
1. Lịch sử :

Năm 1966, Charles Kuen Kao và George Hockman,đã công bố khám phá về những sợi thủy tinh hoặc nhựa trong
suốt, linh hoạt và mỏng hơn một sợi tóc.


Đến năm 1970 lần đầu tiên sản xuất thành công sợi cáp quang thành phẩm có thể sử dụng để truyền dữ liệu tốc độ
cao và sau đó đã được các công ty viễn thông triển khai sử dụng

Đến những năm 90 với sự bùng nổ của internet đã khiến công nghệ cáp quang được ứng dụng rộng rãi và trở nên
không thể thiếu trong việc truyền tải dữ liện.
2. Cấu tạo của sợ 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: Bó sợi quang này được bảo vệ bởi lớp phủ bên ngoài của cáp được gọi là jacket.
3. Phân loại:
Multimode và Singlemode

Singlemode

Là sợi quang mà trong đó chỉ có một tia sáng Axial được lan truyền.
Do đó, hiện tượng tán sắc ánh sáng không xuất hiện ở sợi quang Singlemode  Điều này làm cho sợi
quang Singlemode có băng thông lớn hơn và truyền dữ liệu xa hơn so với sợi quang Multimode
Sợi quang Multimode chiết suất bậc (Step Index Multimode) là sợi quang có lõi (core) đồng nhất có chiết suất là
n1.
-Sợi quang Multimode chiết suất biến đổi (Graded Index Multimode): lõi sợi quang được kết hợp từ nhiều lớp thủy tinh có
chiết suất n1, n2, n3… hạn chế hiện tượng tán sắc, tăng băng thông sử dụng và phổ biến trong hệ thống mạng hiện nay.
4. Ưu điểm và nhược điểm.
Ưu điểm
Dung lượng lớn
Kích thước và trọng lượng nhỏ do

đó dễ dàng lắp đặt
Truyền dẫn bằng sợi quang không bị ảnh hưởng
bởi nhiễu điện từ (EMI) hay nhiễu tần số vô tuyến
(RFI)
Chịu đựng được những điều kiện về nhiệt
độ và độ ẩm khắc nghiệt.
Dễ dàng nâng cấp khi chỉ cần thay thế thiết bị
thu phát quang còn hệ thống cáp sợi quang
vẫn có thể được dữ nguyên.
Sợi quang cung cấp độ bảo mật
thông tin cao
4. Ưu điểm và nhược điểm.
Nhược điểm
Nối cáp khó khăn, dây cáp dẫn
càng thẳng càng tốt.
Chi phí - Chi phí hàn nối và thiết bị đầu cuối cao
hơn so với cáp đồng.
Vấn đề trong sửa chữa và an toàn lao
động
II. Truyền thông tin trong sợi quang.
A
a)
b)
Nguån
tÝn hiÖu
PhÇn
®iÖn tö
A
Nguån
tÝn hiÖu

PhÇn
®iÖn tö
C
Sîi quang SQ
BiÕn ®æi
®iÖn quang
E/O
C
Kªnh truyÒn dÉn §iÒu biÕn
TÝn
hiÖu thu
TÝn
hiÖu thu
D B
B
BiÕn ®æi
®iÖn quang
O/E
D
PhÇn
®iÖn tö
Gi¶i ®iÒu
PhÇn
®iÖn tö
Tổng quát hệ thống thông tin điện (a) và quang(b)
BỘ PHẬN TRUYỀN:
Tạo ra và mã hóa các tín hiệu.
CÁP QUANG:
Dẫn các tín hiệu ánh sáng
BỘ PHẬN TÁI TẠO ÁNH SÁNG:

Có thể cần thiết để tăng tín hiệu ánh sáng
BỘ PHẬN THU ÁNH SÁNG:
Nhận và giải mã các tín hiệu ánh sáng

Nguyên lý truyền dẫn ánh sáng chủ yếu dựa vào hiện tượng phản xạ toàn phần của tia sáng tại mặt phân cách hai
môi trường khi nó đi từ môi trường đặc hoá sang môi trường loãng hơn.

Khúc xạ.
Phản xạ toàn phần.
Truyền dẫn.

Ánh sáng truyền dựa trên phản xạ toàn phần.

Ánh sáng có thể truyền được trong sợi quang uốn cong với 1 độ cong nằm trong giới hạn.
Khẩu độ NA.
Sự phản xạ toàn phần chỉ xảy ra đối với những tia sáng có góc tới ở đầu sợi nhỏ hơn góc giới hạn q
max
. Sin của góc
giới hạn này được gọi là khẩu độ, ký hiệu NA.
NA=sinq
max
n
2
n
2
n
1
θ
Max

θ
0

θ
0
- 90
0
1
2
3
3
2
1
A
B
Trong quá trình truyền tín hiệu trên sợi quang, công suất sẽ bị suy hao vì nhiều lý
do

Suy hao do hấp thụ

Suy hao do tán xạ

Suy hao do sợi quang bị uốn cong

Suy hao do tiếp điểm giữa các đầu nối không hoàn hảo.
III. Suy hao trong sợi quang.
Biểu thức tổng quát để tính độ suy hao

A
Trong đó:
A: hệ số suy hao
P2:công suất tại điểm xét
P1:công suất ở ngõ vào


SUY HAO DO H P THẤ Ụ

Đây là suy hao đáng k nh tể ấ

Do trong s i quang v n còn t n t i các t p ch t(kim lo i, ion,…) ,các t p ch t này ợ ẫ ồ ạ ạ ấ ạ ạ ấ
h p th ánh sáng r t t t nên gây ra nh h ng t i tín hi u.ấ ụ ấ ố ả ưở ớ ệ

Đ có đ c s i quang có đ suy hao d i 1dB c n có đ ng đ t p ch t d i 10ể ượ ợ ộ ướ ầ ồ ộ ạ ấ ướ
-8
.

Công ngh ch t o càng cao thì suy hao do h p th càng th p.ệ ế ạ ấ ụ ấ

Gi i pháp: ch t o s i quang sao cho các s t p trung ion OH r t nh đ suy hao 0,2dB/km t i b c ả ế ạ ợ ự ậ ấ ỏ ể ạ ướ
sóng 1550nm.
SUY HAO DO TÁN XẠ

Khi tín hi u truy n t i nh ng ch không đ ng nh t s x y ra hi n t ng tán x theo ệ ề ớ ữ ỗ ồ ấ ẽ ả ệ ượ ạ
các b c sóng khác nhau.ướ

Nguyên nhân do quá trình ch t o có s không đ ng nh t v m t đ v t li u và s ế ạ ự ồ ấ ề ậ ộ ậ ệ ự
thay đ i thành ph n oxit (Pổ ầ
2

O
5
, SiO
2
, GeO
2
).

Tán x Rayleigh: đ suy hao t l ngh ch v i lũy th a b c 4 c a b c sóngạ ộ ỉ ệ ị ớ ừ ậ ủ ướ
o
b c sóng 850nm, suy hao kho ng 1-2dB/kmỞ ướ ả
o
b c sóng 1310nm, suy hao kho ng 0.3dB/kmỞ ướ ả
SUY HAO DO S I B U N CONGỢ Ị Ố

Đây là suy hao ngoài b n ch t c a s i, s i d n quang khi b u n ả ấ ủ ợ ợ ẫ ị ố
cong gây ra hi n t ng phát x ánh sáng ra ngoài v s i làm tín ệ ượ ạ ỏ ợ
hi u b suy hao đi m t đ nh t đ nh.ệ ị ộ ộ ấ ị

S i b u n v i bán kính cong càng nh thì đ suy hao càng l nợ ị ố ớ ỏ ộ ớ

Trong th c t , n u h n ch đ c đ cong c a cáp trong bán ự ế ế ạ ế ượ ộ ủ
kính cho phép thì có th b qua suy hao này.ể ỏ
SUY HAO DO TI P XÚC GI A CÁC Đ U N IẾ Ữ Ầ Ố
Khi n i các đo n cáp l i v i nhau, các đ u n i không chu n s làm tín hi u b suy hao, có ố ạ ạ ớ ầ ố ẩ ẽ ệ ị
th do:ể

B m t cáp không đ c mài nh nề ặ ượ ẵ

L n t p ch t vào đ u n iẫ ạ ấ ầ ố


2 đ u n i v i nhau không ti p xúc toàn di n.ầ ố ớ ế ệ

Hi n t ng khúc x , tán x gi a 2 đ u n i.ệ ượ ạ ạ ữ ầ ố
GI I PHÁP:Ả
Dùng thi t b chuyên d ng đ th c hi n vi c n i cáp và tuân theo đúng quy trình.ế ị ụ ể ự ệ ệ ố