Quang học ứng dụng - Sợi quang 4

Địa chỉ bạn đã tải:
/>Địa chỉ bạn đã tải:
/>Nơi bạn có thể thảo luận:
/>Nơi bạn có thể thảo luận:
/>Dịch tài liệu trực tuyến miễn phí:
/>Dịch tài liệu trực tuyến miễn phí:
/>Dự án dịch học liệu mở:
/>Dự án dịch học liệu mở:
/>Liên hệ với người quản lí trang web:
Yahoo:
Gmail:
Liên hệ với người quản lí trang web:
Yahoo:
Gmail:
3
3

 


COMMUNICATION
4
4
Component
Component
Optical Fiber
Optical Fiber
Material
Material
：

：
(fused silica SiO
(fused silica SiO
2
2
)
)
Structure:
Structure:
concentric
concentric
arrangement of core
arrangement of core
and cladding
and cladding
Transmission:
Transmission:
total reflection of light
total reflection of light
at the boundary
at the boundary
between core and
between core and
cladding
cladding
/>htm
5
 
  


10 MHz
MESSAGE
BANDWIDTH
6
6
7
7
!"#$%&'((#$%%&)*+(*,%( /
%(-0/%)123)!"#/

456789:; 
⇒< =#1>
?ν
#1
≈@?58
5A
(B⇒:;CDE
DF58
@
DG58=%HIJ
?<>F  
⇒(9=CK
8
8

HDCK91ELG%E=L
MDEJ
?N9;DGO5I888CNP=J
? 56779 Q (Q R;9 ;  D D  C
FD;EL==

?( =;9S ; 8I57 CNP= EλT
5@@8GD98I5ACNP=J
9
9

CK99#1
UNLUCK;L
⇓
%CK;EL
?1CKF 4DI
?>VF EDEI
?KI
?I
?NI
?D;WI
10
10
1EL
11
11
9
9
–
5;
5;
–
E=;
E=;
-CK;G;ELJ
-CK;G;ELJ

9
9
–
=;L
=;L
–
E=EF =E>
E=EF =E>
#$(#X%YZ"Z#%"[*.%&"[*X
<#\123)!"#/
12
12
>L
13
13
 ;E L
ED]
 Q 
  ^
C
14
14
Optical Fiber communications, 3
rd
ed.,G.Keiser,McGrawHill, 2000
1;E;
Basically two windows available:
Basically two windows available:
–
1.3 mm and 1.55 mm

1.3 mm and 1.55 mm
The lower window used
The lower window used
with Si and GaAlAs
with Si and GaAlAs
and the upper window
and the upper window
with InGaAsP compounds
with InGaAsP compounds
There are
There are
single
single
- and
- and
monomode
monomode
fibers that may have step or
fibers that may have step or
graded refraction index profile
graded refraction index profile
Propagation in optical fibers
Propagation in optical fibers
is influenced by
is influenced by
attenuation
attenuation
,
,
scattering

scattering
,
,
absorption
absorption
,
,
dispersion
dispersion
In addition there are
In addition there are
non-linear
non-linear
effects that are important in
effects that are important in
WDM-transmission
WDM-transmission
15
15
Operating range of 4 key components in the 3 different
Operating range of 4 key components in the 3 different
optical windows
optical windows
Optical Fiber communications, 3
rd
ed.,G.Keiser,McGrawHill, 2000
16
16
1E;F ;E;]FI
1E;F ;E;]FI


;4D
;4D
==
==
_;
_;
`F 
`F 
=8IaCNP=
=8IaCNP=
λ
λ
8
8
T
T
5Ia
5Ia
µ
µ
I
I

(;;]<
(;;]<
λ
λ





E
E
VEF 
VEF 
;I
;I
17
17
(E;F
(E;F
;EL
;EL

=EV;
=EV;
CECCCb
CECCCb
C` c E E ;E
C` c E E ;E
;]CK;c
;]CK;c
c F D ;] F_
c F D ;] F_
;;]5I@@
;;]5I@@
à
à
d

d
DE 5Ia5e
DE 5Ia5e
à
à
I
I

0
(àm) ẹoọ suy
giaỷm
(dB/
km)
ẹoọ taựn
saộc (ps/
km-nm)
0.87 1.5 -80
1.312 0.3 0
1.55 0.16 +17
18
18
VFDEI
VFDEI



N=DE^QfDQ
N=DE^QfDQ
(DF DCG;DfQ
(DF DCG;DfQ

;DgJI
;DgJI

S F V DE F D   CV  
S F V DE F D   CV  
 E d Fd `   F  
 E d Fd `   F  
E ; F   ;D F_  F  V
E ; F   ;D F_  F  V
F E_D ;
F E_D ;
&DI
&DI
19
19
LE
LE



Công suất , tốc độ, độ rộng vạch phổ, tạp âm.
Công suất , tốc độ, độ rộng vạch phổ, tạp âm.

Nguồn ở 0.87
Nguồn ở 0.87
µ
µ
m.
m.

Diode phát quang AlGaAs và diode laser
Diode phát quang AlGaAs và diode laser
AlGaAs/GaAs
AlGaAs/GaAs



Nguồn ở 1.3 và 1.55
Nguồn ở 1.3 và 1.55
µ
µ
m.
m.


Diode phát quang InGaAsP
Diode phát quang InGaAsP


20
20
LE
LE



ẹau thu ụỷ 0.87
ẹau thu ụỷ 0.87
à

à
m.
m.

CChhF #<;CEE
CChhF #<;CEE
;
;
.
.

ẹau thu ụỷ 1.3 vaứ 1.55
ẹau thu ụỷ 1.3 vaứ 1.55
à
à
m
m
.
.

/ F )/#; h)h ; CE EI )/#;
/ F )/#; h)h ; CE EI )/#;
E d
E d
F C I
F C I


21
21

(;EL
(;EL



0%
(àm)
Sụùi quang Nguon Detector
0.87 ẹa mode step-index
LED AlGaAs
Laser InGaAsP
pin
APD
Si
Ge
InGaA
s
1.3 ẹa mode graded-index
1.55 ẹụn mode
Heọ thoỏng 1: ;EC8IijàI
Heọ thoỏng 2: ;EC5IaaàI
Heọ thoỏng 3: ;EC5I@@àI
22
22
HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG
HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG
Theo hai hình thức digital và analog
5I(<D9

1CE:*<^CCD;9


SC Lhh^#<
23
23

 ;E5
=G JF]
V;k5lF k8lG_58JI
(_58
E > 9   = 
CKD:FN
8

P;;DKI%>;:N
89

=4D=
24
24
1ECD9
1
1
0
T
b
 
D;^
:*<
mL
mF 

1EL
mLd;
F 

CC
^
< `
K
;L
N=
EF DE
m
F K
=E
1
1
0
` 
;=E
E
Ld
F 
E`
%d
` D >

Vd
= 
T
b

25
25
%DK9
Hoạt động của hệ thống được đo bởi khả năng sai số
của một bit, gọi là tốc độ lỗi bit (BER).
Nếu p
1
là khả năng xảy ra của “1” đối với “0” và p
0
là
khả năng xảy ra của “0” đối với “1”

Hệ số BER có thể chấp nhận là 10
-9

1 0
1 1
BER p p
2 2
= +