BÁO cáo THÍ NGHIỆM môn hệ THỐNG THÔNG TIN số

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ – VIỄN THÔNG
---------------o0o---------------

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
MÔN HỆ THỐNG THÔNG TIN SỐ

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
SINH VIÊN
LỚP
NHÓM

HẢI PHÒNG, NĂM 2014

: TS. VŨ XUÂN HẬU
: ĐOÀN THỊ LÊ
: ĐTV52ĐH1
:N02-TH02


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU.
Hệ thống thông tin số được sử dụng để truyền tin tức từ nơi này đến nơi khác. So
với hệ thống thông tin điện sử dụng hệ thống cáp đồng cổ điển thì thông tin quang sử
dụng hệ thông sợi quang cũng như các linh kiện phát, thu quang biểu hiện nhiều ưu
điểm:
Tốc độ truyền dẫn lớn, băng thông rộng, có thể truyền được một lượng thông tin
lớn; sợi quang có kích thước nhỏ, thuận tiện lắp đặt, vận chuyển, chất liệu thủy tinh
bền vững với môi trường; tín hiệu truyền trong sợi quang không bị tác động của nhiễu

điện trường chẳng hạn như các máy móc công nghiệp, không bị nhiễu xuyên âm giữa
các đường truyền, không có các tia nhiễu xạ ra ngoài nên tính bảo mật cao.
Do những ưu điểm trên mà thông tin quang được sử dụng rộng rãi cho mạng điện
thoại, truyền số liệu trong mạng mày tính, truyền thanh, truyền hình…
Nội dung các bài thí nghiệm môn Hệ thống thông tin số tập trung về chuyên đề
Thông tin quang gồm:
2


•

Cáp sợi quang.

•

Truyền dẫn cáp quang.

•

Các phương thức đấu nối

•

Nguồn phát quang.
Sau đây là nội dung các bài thí nghiệm.
CHƯƠNG I:HỆ THỐNG THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM TƯƠNG
TÁC VỚI MÁY TÍNH
1.1 CẤU TRÚC HỆ THỐNG IPES
1.1.1 Ứng dụng máy tính trong phòng thí nghiệm
Công nghệ máy tính có ảnh hưởng to lớn đến các hệ thống sản xuất trong suốt

những thập kỷ qua.Các ứng dụng quan trọng của máy tính thể hiện trong nhiều lĩnh
vực. Cùng với xu hướng ứng dụng máy tính trong công nghệ ,nhiều hãng sản xuất
thiết bị nghiên cứu, thí nghiệm hàng đầu thế giới cũng đã phát triển các phòng thí
nghiệm trên cơ sở ứng dụng máy tính- Computerizedlab.
Tiến bộ kỹ thuật trong lĩnhvực thiết bị nghiên cứu thí nghiệm có thể khái quát
qua sự phát triển của ba mô hình thí nghiệm: mô hình thí nghiệm truyền thống
(manual: thí nghiệm thủ công),mô hình thí nghiệm có sự trợ giúp của máy
tính(computer aided)và mô hình thí nghiệm tương tác với máy tính(computerizedlab).

Hình 1.1 Các mô hình thí nghiệm
a) Mô hình thí nghiệm truyền thống (hình 1.1 a).
b) Môhìnhthínghiệmtrợgiúpmáytính - Computeraided (hình 1.1 b).
c) Mô hình thí nghiệm tương tác với máy tính - Computerized lab (hình 1.1 c).
Phòng thí nghiệm của chuyên ngành điện tử viến thông là loại mô hình thí nghiêm
tương tác với máy tính.Nó giúp sinh viên nắm rõ lý thuyết đã được học trên lớp và sẽ
có 1 phần nào đó ứng dụng vào thực tế sau này.
1.1.2 Hệ thống thực hành thí nghiệm tương tác với máy tính-IPES
IPES -Interactive Practical Electronics System: là hệ thống các bài thí nghiệm,
thực hành điện tử tương tác với máy tính, một họ sản phẩm của hãng
ElettronicaVeneta, Italia - một hãng sản xuất thiết bị dạy học hàng đầu thế giới.

3


Hình 1.2 Cấu trúc hệ thống IPES
Cấu hình hệ thống tương tác máy tính (hình 1.2) bao gồm hai thành phần chính:
- Hệ thống phần cứng (bao gồm khối nguồn cung cấp (1), Panel tương tác (2),
Module thí nghiệm (3), hộp chứa module thí nghiệm (4), HardLock kết nối phần cứng
(Panel tương tác) với máy tính PC qua cổng kết nối LPT.
- Phần mềm thực hành thí nghiệm tương tác với Module thí nghiệm thông qua

Panel tương tác.
+ Khối nguồn cung cấp - PS1-PSU/EV: cung cấp nhiều cấp điện áp một chiều
cho panel thí nghiệm và panel tương tác. Bao gồm các mạch chỉnh lưu và mạch ổn áp
mod.BOX/EV. Có các đèn led để hiển thị các điện áp đầu ra. Khối nguồn cung cấp
được dùng chung cho tất cả các module được chế tạo bởi eletronica Veneta &
IN.EL.S.P.A. . Điện áp ra của khối nguồn gồm:
Các đầu ra ra được chỉnh lưu, lọc và được bảo vệ quá tải qua
cầu chì S1: +30VDC/4A; S2: 24VDC/4A; S3: +5VDC/2A; S4:
+12VDC/2A, -12VDC/1A. Điện áp vào của khối nguồn:
115/230Vac,±10%, 50/60Hz.
+ Panel tương tác - Fault Unit: Hệ thống thực thành thí nghiệm tương tác máy
tính sử dụng panel tương tác loại SIS3/EV – là một giao diện phần cứng được ghép nối
với các module thí nghiệm và tương tác trực tiếp thông qua điều khiển từ phần mềm
cài đặt trên máy tính và được điều khiển thông qua chuẩn kết nối song song LPT gắn
khóa bản quyền (HardLock) của hãng sản xuất thiết bị nhằm bảo mật và thực hiện các
giao thức điều khiển từ máy tính có cài đặt phần mềm thí nghiệm.
+ Các module thí nghiệm chính ký hiệu MCMi/EV: Trong đó “i” là chỉ số phân
biệt nội dung chuyên đề thí nghiệm.
Để hiểu rõ hơn vấn đề đó môn Truyền dẫn số liệu thực hành trên modul
MCM40/EV sẽ làm rõ lên mọi vấn đề liên quan đến sự tương tác của mô hình nêu
trên.
1.1.3 Mô tả panel thí nghiệm MCM40/EV
Hình ảnh của MCM40/EV như sau:
Gồm các khối như sau:
Bộ thu tín hiệu tương tự (ANALOG DRIVER).
Bộ thu tín hiệu số ( DIGITAL DRIVER)
4


Trộn tín hiệu video/audio.(VIDEO/AUDIO MPX)

Điều chế FM (FM MODULATOR)
RS232 để thực hiện kết nối với mính tính.
Giải mã tín hiệu.(DATA DECODER)
Chọn lệnh tương ứng (CODE SELECTOR)
Bộ dồn kênh(CHANNEL MULTIPLEREX).
Bộ tách kênh (CHANNEL DEMULTIPLEREX).
Giải điều chế FM (FM DEMODULATOR)
Giải điều chế tín hiệu tương tự (ANALOG RECEIVER).
Giải điều chế tín hiệu số ( DIGITAL RECEIVER) .
Bộ tách tín hiệu AUDIO (AUDIO AMP).
Bộ tách tín hiệu VIDEO (VIDEO AMP).
Các thành phần này có thể được kêt nối với nhau theo mỗi bài tập để tạo nên
mạch và hệ thống thông tin cáp sơi quang.
Module MCM40/EV được cấp nguồn điện áp ±12V thông qua đầu nối B hoặc
cáp nguồn.
Từ điện áp ±12V sẽ lấy ra điện áp ±5V.
Đầu nối A phải được nối vào một trong các khối điều khiển SIS3.
Các điện áp cung cấp và các tín hiệu được sử dụng bởi bộ ghép kênh tách kênh
TDM và được đánh đấu trên đầu nối C (Add-on). Đầu nối này có thể sẽ được sử dụng
trong các ứng dụng sau này.
Nội dung thực hành gồm 4 bài chi tiết như sau:
Bài 1: Cáp sợi quang.
Bài 2:Truyền dẫn cáp quang.
Bài 3:Các phương thức dấu nối COUPLINGS.
Bài 4: Nguồn phất quang.
CHƯƠNG II: NỘI DUNG THỰC HÀNH.
BÀI I:SỢI CÁP QUANG
I. Mục đích thí nghiệm.
- Mô tả cấu trúc của cáp quang.
- Mô tả sự truyền ánh sáng s trong cáp sợi quang.

- Khái niệm về góc tới hạn và khẩu độ số
II. Linh kiện vả thiết bị yêu cầu:
- Phần mềm tương tác máy tính IPES
- Nguồn cấp PUS/EV.
- Modul SIS3/EV.
- Modul thí nghiệm MCM40/EV.
- Các loại cáp.
III.
Nội dung thực hành.
Trong các hệ thống truyền thông truyền thống, thông tin thường được mang bởi
các tín hiệu điện hoặc điện từ. Nhưng những năm gần đây một công nghệ mới trong
truyền dẫn thông tin thông qua các tín hiệu quang đã và đang phát triển.
5


Những thành phần thiết yếu của hệ thống này là sự hỗ trợ mà ở trong đó mang
các yins hiệu quang và truyền tín hiệu quang này từ nguồn tới đích.Chức năng được
thể hiện bởi sợi cáp quang.
Các hệ thống thông tin cáp quang mang lại nhiều ưu điếmo với cáp phương tiện
truyền dẫn cáp thông thường đó là:
- Băng thông rộng hơn do vậy khả năng truyền cao hơn.
- Khả năng chống nhiễu cao hơn.
- Không có sự bức xạ.
- Kích thước hỏ hơn.
- Suy hao thấp hơn và điều này cho phép liên kết với các khoảng cách dài hơn mà
không cần khuếch đại trung gian.

Hình 1.1 Hệ thống thông tin cáp quang.
Cách thành phần chính của hệ thống:
- Cáp sợi quang.

- Giao diện điện-quang và nguồn quang.
- Bộ tách sóng quang và giao diện quang – điện.
Vật liệu của cáp sợi quang là phải trong suốt đối với ánh sáng được phát xạ từ
nguồn quang ở bên trong máy phát.
Nhưng thuật ngữ cáp quang là chỉ chung cho tất cả các loại cáp quang được làm
từ những vật liệu khác nhau (thủy tinh, nhựa…) với kích thước và hoạt động khác
nhau (ví dụ, độ suy hao từ nhỏ hơn 1dB/km).

Hình 1.2 Cấu trúc sợi quang với các lớp đệm
1.1.1Sợi quang trần.
Cấu trúc cơ bản mà cho phép truyền dẫn ánh sáng được gọi là sợi quang trần nó
bao gồm phần lói và phần vỏ bọc.

6


•

Tuy nhiên trên quan điểm cơ học, cấu trúc này rất dễ hỏng, vì thế để gia cố cho
sợi quang , một lớp bảo vệ được thêm vào và tạo ra cái gọi là cáp sợi quang đơn.
Nhiều sợi quang đơn cuộn lại với nhau sẽ tạo ta cáp quang nhiều sợi.
1.1.2 Phần lõi và lớp sơn phủ.
Cáp sợi quang bao gồm các lớp vật liệu đồng tâm với các đặc tính khác nhau.
Lớp trung tâm (hạt nhân) của cáp được gọi là lõi, nó bao gồm một ống xilanh vật liệu
trong suốt có chiết suất n 1, một lớp vỏ bọc cũng trong suốt với chiết suất n 2 (n2< n1)
cuốn xung quanh sát với lõi.
Kích thước của phần lõi và phần sơn phủ được chỉ ra đồng thời là đường kính
của chúng (dưới dạng µm) và được phân tách bởi dấu xổ “/”.
Ví dụ: cáp 50/125 có nghĩa là cáp này có phần lõi đường kính 50µm và phần sơn
phủ đường kính 125µm.

1.1.3 Các lớp đệm.
Cấu trúc sợi quang trần dễ bị hỏng, vì vậy nó được gia cố bởi các lớp vỏ khác
nhau. Thông thường, các lớp vỏ này bao gồm:
Tầng đệm sơ cấp: làm băng nhựa thông epoxy.

•

Tầng đệm trung gian: làm bằng silicon.

•

Tầng đệm thứ cấp: làm bằng nhựa.
Một lớp phủ và sợi quang trần là thành phần cơ bản để chế tạo sợi quang đơn và
sợi quang đa thành phần.
1. 1.4 Sợi quang đơn.

Hình 1.3 Cấu trúc của sợi quang đơn.
Cấu trúc sợi quang đơn cơ bản gồm lõi, tầng đệm sơ cấp và chúng có thể tạo ra 2
loại cấu trúc tương ứng:
- Cấu trúc lỏng.
- Cấu trúc chặt.
Trong tầng thứ nhất, lớp sơn phủ được chèn vào trong ống nhựa bảo vệ. Ống này
đôi khi cũng được điền đầu thành phần nhựa tổng hợp để ngăn không cho nước thấm
vào nhưng cũng kẹp chặt sợi dây. Cấu trúc này thường được sử dụng vho những liên
kết truyền thông có khoảng cách dài và cho phép có thể di chuyển sợi cáp, vì thế sự co
dãn của sợi cáp do sự thay đổi nhiệt độ môi trường có thể được bù lại. Trong loại thứ
hai, sự bảo vệ tốt hơn nhưng có thêm xương tăng lực và lớp vỏ bọc thép.
7

1.1.5 Sợi cáp quang đa thành phần.
Sợi quang đa thành phần bao gồm vài sợi quang đến vài trăm sợi quang.

1.2 Quá trình truyền ánh sáng trong cáp sợi quang.
Để mô tả sự lan truyền của ành sáng trong cáp quang ta xét với cáp quang chiết
suất bậc. Trong loại cáp quang này, chiết suất trải qua sự biến đổi bước giữa lõi và lớp
sơn phủ sau đó sẽ duy trì không đổi trong toàn bộ lõi.
Hai loại cáp quang khác là: cáp quang đơn mode và cáp quang chiết suất gradien.
Sự lan truyền ánh sáng bên trong cáp quang có thể được phân tích một cách xấp
xỉ đúng với các định luật quang hình. Những định luật này chỉ ra rằng ánh sáng lan
truyền thông qua sự phản xạ mà tia sáng trải qua 2 miền có chiết suất khác nhau ( lõi
và lớp sơn phủ). Giả sử rằng:
N0=1 : chiết suất của môi trương không gian tự do ( không khí).
N1 : chiết suất của lõi.
N2 : chiết suất của lớp sơn phủ.

Hình 1.4 Sự truyền ánh sáng trong cáp quang.
Tia sáng đi từ không khí vào trong lõi với góc tới θ 0 so với trục của cáp quang.
Tia sáng bị khúc xạ tại bề mặt không khí-lõi và đi vào lõi với góc θ 1 khác so với θ0 và
theo định luật Snell: n0.sinθ0= n1.sinθ1.
Sự lan truyền của tia sáng bên trong cáp quang phụ thuộc vào góc tới của nó khi
tới bề mặt phân tách lõi-lớp phủ. Nếu góc này nhỏ hơn một giá trị xác định θ c (góc tới
hạn), tia sáng sẽ không bị khúc xạ mà nó sẽ bị phản xạ toàn phần và sau đó lan truyền,
tia sáng này được gọi là tia chủ đạo. Ngược lại, nếu các mà tới bề mặt lõi-lớp phủ với
góc tới vượt quá θc sẽ bị khuc xạ một phần, do vậy sẽ mất năng lượng trong một không
gian rất nhỏ hoặc sau một số lần phản xạ.
Sự khúc xạ tại bề mặt lõi-lớp phủ cũng tuân theo định luật Snell. Góc tới hạn chỉ
ra rằng tia bị khúc xạ với góc là 00 so với trục cáp quang. Giả sử rằng:
900 – θ1: góc tới bề mặt lõi-lớp phủ.
900 – θ2: góc khúc xạ.

Áp dụng định luật Snell:
n1.sin(900 – θ1) = n2.sin(900 – θ2)
8


nếu θ2=0, ta sẽ có
n1.sin(900-θc) = n2.sin(900)=n2.
Từ đó ta sẽ có
Cos(θc) = n2/n1.

Hình 1.5 Hiện tượng khúc xạ và khúc xạ trong cáp quang
a- θ1>θc và có khúc xạ
b- θ1=θc và tia khúc xạ song song với bề mặt lõi- lớp phủ.
c- θ1<θc và tia phản xạ toàn phần.
1.3 Khẩu độ số.
Xác định giá trị lớn nhất của góc θ0 là góc tới sợi quang của tia sáng.
Áp dụng phương trình n0.sinθ0= n1.sinθ1 với n0 = 1, ta sẽ có:
sin(θ 0 )
= 1 − cos 2 (θ1 )
n1

Trường hợp giới hạn chỉ ra θ1=θc. Sau đó, từ các phương trình, ta sẽ nhận được
biểu thức:
sin(θo max ) = n1 1 − (n2 / n1 ) 2
Và kết quả là:
sin(θ0max ) = n12 − n2 2
Giá trị sin(θ0 max ) được gọi là Khẩu độ số (NA-Numerical Aperture).
Chú ý:
Giá trị của NA nằm trong khoảng từ 0.1 (cáp quang đơn mode) đến xấp xỉ 0.5
(cáp quang chiết suất bậc) và chúng tương đương với các góc giới hạn trong khoảng từ

6o đến 30o.
Với trường hợp các giá trị NA lớn, ánh sáng sẽ dễ dàng tới sợi quang hơn nhưng
lại cung một thời điểm, sự suy hao sẽ tăng lên và băng thông cáp quang sẽ giảm do nó
cho phép một số lượng mode được truyền nhiều hơn. Ngược lại, nếu giá trị NA thấp,
số lượng mode truyền sẽ giảm và do vậy băng thông sẽ rộng hơn nhưng việc đấu nối
nguồn và cáp quang sẽ khó hơn.

9


Hình 1.6 Khẩu độ số
Chú ý :
Giá trị của NA nằm trong khoảng từ 0.1 (cáp quang đơn mode) đến xấp xỉ 0.5 (cáp
quang chiết suất bậc) và chúng tương đương với các góc giới hạn trong khoảng 6 0 đến
300.
Với trường hợp các giá trị NA lớn, ánh sáng sẽ dễ dàng tới sợi quang hơn nhưng tại
cùng một thời điểm, sự suy hao sẽ tăng lên và băng thông cáp quang sẽ giảm do nó
cho phép một số lượng mode được truyền nhiều hơn. Ngược lại, nếu giá trị NA thấp,
số lượng mode truyền sẽ giảm và do vậy băng thông sẽ rộng hơn nhưng việc đấu nối
nguồn và cáp quang sẽ khó hơn.

II. Nội dung thí nghiệm.
1.4. Các bài tập.
Chú ý: Khi sử dụng các sợi quang hoặc thành phần quang, cần phải thực hiện các
hướng dẫn sau:
- Không nhìn vào đầu nối của các nguồn quang khi đang làm việc. Thậm chí
ngay cả khi không nhìn thấy gì vì bước sóng được phát ra nằm ngoài phổ ánh sáng
nhìn thấy do vậy có thể gây hại cho mắt.
- Không uốn cong các sơi quang với vòng quá hẹp.
- Quan sát các sợi quang loại 1,2,3,4,5 được cung cấp cùng với module này.

Câu hỏi 1: Lớp bên ngoài cùng là lớp gì?
Lựa chọn đáp án dúng:
1. Lớp lõi.
2. Lớp đệm bằng sơn.
3. Vỏ bọc của sợi quang trần.
4. Vỏ bọc của cáp quang nhiều lõi.
5. Lớp đệm thứ cấp.
10


6. Vỏ bọc của cáp quang đơn.
Đáp án: 6. Vỏ bọc của cáp quang đơn.
Câu hỏi 2: Tháo nắp cẩn thận khỏi một trong các đầu nối của các sợi quang loại 1.
Lỗ nhỏ nằm ở giữa bề mặt đầu nối là cái gì?
1. Lỗ để sợi quang đi qua.
2. Lỗ của bề mặt sợi quang trần.
3. Lỗ cần thiết để làm sạch sợi quang bên trong cáp quang.
4. Lỗ để chèn sợi quang khác vào.
Đáp án: 2. Lỗ của bề mặt sợi quang trần.
- Tháo rời các nắp cẩn thận từ các đầu nối của cáp loại 1, 2, 3, 4, 5.
- Đưa một đầu nối của một cáp đến nguồn sáng (ánh sáng mặt trời, đèn điện,…)
và quan sát lỗ của đầu nối kia của cùng cáp đó.
- Tiến hành thao tác tương tự với các sợi còn lại.
Câu hỏi 3: Điều nào sau đây đúng?
Lựa chọn đáp án đúng:
1. Cường độ ánh sáng như nhau ở tất cả các lỗ.
2. Lỗ sáng nhất ở cáp loại 1, yếu nhất ở cáp loại 4, các lõi của các sợi quang có
cùng đường kính. Lớp đệm của cáp loại 1 có đường kính rộng hơn của cáp loại
5.
3. Kích thước của các lỗ giảm dần từ cáp loại 1, loại 3, loại 4, và loại 5 có kích

thước tương đương. Đường kính của lỗ phụ thuộc vào đường kính của sợi
quang trần. Cường độ điểm sáng giảm dần: cáp loại 1,loại 3, loại 4, loại 5 và
phụ thuộc vào đường kính của lõi.
Đáp án: 3. Kích thước của các lỗ giảm dần từ cáp loại 1, loại 3, loại 4, và loại 5 có
kích thước tương đương. Đường kính của lỗ phụ thuộc vào đường kính của sợi
quang trần. Cường độ điểm sáng giảm dần: cáp loại 1,loại 3, loại 4, loại 5 và
phụ thuộc vào đường kính của lõi.
1.5. Các câu hỏi
Câu hỏi 4: Cấu trúc chính của một sợi quang bao gồm:
1. Lõi (lớp bên ngoài, bằng kính) và lớp đệm (xilanh bên trong, bằng nhựa).
2. Lõi (xilanh bên trong, bằng kính) và lớp đệm thứ cấp (lớp bên ngoài, bằng
nhựa).
3. Lõi (xilanh bên trong, bằng kính hoặc nhựa) và lớp đệm (lớp bên ngoài có cùng
chất liệu như lõi nhưng có chiết suất cao hơn).
4. Lõi (xilanh bên trong, bằng nhựa hoặc kính) và lớp đệm (lớp bên ngoài cùng
chất liệu với lõi nhưng chiết suất thấp hơn).
Đáp án: 4. Lõi (xilanh bên trong, bằng nhựa hoặc kính) và lớp đệm (lớp bên ngoài
cùng chất liệu với lõi nhưng chiết suất thấp hơn).
Câu hỏi 5: Sợi quang trần có nghĩa là:
11


1. Lõi và lớp đệm, có thể được phân tách bằng dao cạo thích hợp.
2. Lõi, lớp đệm sơn và các lớp đệm sơ cấp và thư cấp.
3. Lõi và lớp đệm sơn không thể tách rời được.
4. Sợi quang với tất cả các lớp vỏ bọc, ngoại trừ lớp vỏ bọc ngoài cùng.
Đáp án: 3. Lõi và lớp đệm sơn không thể tách rời được.
Câu hỏi 6: Sợi quang 100/140 chỉ ra rằng:
1. Sợi quang dùng để truyền ánh sáng từ 100 đến 140nm.
2. Chiết suất của lõi là 100 và của lớp đệm sơn là 140.

3. NA là 100 và góc tới hạn là 140.
4. NA là 100 và độ suy hao dB/km là 140.
5. Đường kính lõi 100mm và lớp đệm sơn là 140mm.
6. Đường kính lõi 100µm và lớp đệm sơn là 140µm.
Đáp án: 6. Đường kính lõi 100µm và lớp đệm là 140µm.
Câu hỏi 7: Bên trong sợi quang chiết suất bậc, ánh sáng truyền:
1. Bằng cách khúc xạ liên tiếp bên trong lớp đệm sơn.
2. Bên trong lớp đệm sơn, bằng phản xạ trên bề mặt phân tách giữa lớp đệm sơn
và lớp đệm.
3. Bằng khúc xạ liên tiếp bên trong lõi.
4. Bên trong lõi, bằng phản xạ trên bề mặt phân tách giữa lõi và lớp sơn phủ.
5. Bằng khuếch tán liên tiếp bên trong lớp sơn phủ.
Đáp án; 4. Bên trong lõi, bằng phản xạ trên bề mặt phân tách giữa lõi và lớp sơn phủ.
Câu hỏi 8: Ánh sáng truyền trong sợi quang:
1. Đi tới với góc nhỏ hơn NA của sợi quang.
2. Đi tới với góc lớn hơn góc tới hạn của sợi quang.
3. Đi tới lớp sơn phủ.
4. Đi tới với góc nhỏ hơn hơn góc tới hạn của sợi quang.
5. Có bước sóng tương đương với NA của sợi quang.
Đáp án: 4. Đi tới với góc nhỏ hơn góc tới hạn của sợi quang.
Câu hỏi 9: Điều nào sau đây đúng?
1. Góc tới hạn là hàm sin của NA. NA của sợi quang đơn mode hẹp hơn của sợi
quang chiết suất bậc.
2. NA là hàm sin của góc tới hạn. NA của sợi quang đơn mode rộng hơn sợi
quang chiết suất bậc.
3. NA là hàm sin của góc tới hạn. NA của sợi quang đơn mode hẹp hơn sợi quang
chiết suất bậc.
12

Đáp án: 3. NA là hàm sin của góc tới hạn. NA của sợi quang đơn mode hẹp hơn sợi
quang chiết suất bậc.

13


BÀI 2: TRUYỀN DẪN CÁP QUANG
I. Cơ sơ lý thuyết
2.1. Các mode truyền sóng.
Phân tích hiện tượng truyền sóng theo các phương trình Maxwell sẽ dẫn đến khái
niệm mode truyền sóng.
Mode truyền sóng được hiểu là một cấu hình của trường điện từ ở bên trong sợi
quang mà phụ thuộc vào hình dạng của cùng sợi quang và phụ thuộc vào xu hướng của
chiết suát.
2.1.1 Tần số chuẩn hóa.
Sự truyền sóng với các mode có thể được diễn giải tốt hơn nếu tần số chuẩn hóa
V và tần số cắt của một mode được định nghĩa.
- Tần số chuẩn hóa V là thông số bao gồm tất cả các biến số chính mà sự truyền
sóng phụ thuộc vào đó là bước sóng của năng lượng tỏa ra, bán kính lõi, các chiết suất
của lõi và lớp sơn phủ.
Nó được định nghĩa bởi công thức:
V=

2π
2π
.r. n12 − n2 2 =
.r.NA
λ
L

Với;
λ là bước sóng của năng lượng tỏa ra.
r: là bán kính lõi.
n1: chiết suất của lõi.
n2: chiết suất của lớp sơn phủ.
2.1.2 Chiết suất hiệu dụng và tần số cắt.
Giải pháp của hệ phương trình Maxwell sẽ dẫn đến các kết quả được tổng kết
trong hình vẽ dưới.

Hình 2.1 Mode truyền sóng
Hình vẽ mô tả đường cong của chiết suất hiệu dụng n cf theo tần số chuẩn hóa cho
vài mode truyền sóng.
Chú ý các nhân tố sau:
- ncf trong khoảng từ n1 và n2 (n1>n2).
- Mỗi mode truyền sóng có một giá trị V và được gọi là tần số cắt V c và dưới đó
không có sự truyền sóng.
- Mode thứ nhất được gọi là mode cơ bản có Vc=0, mode thứ 2 có Vc=2.405.
14


Khi biết giá trị của V, giá trị này chỉ phụ thuộc vào đặc tính hình học và các
thông số của sợi quang, năng lượng tỏa ra sẽ được truyền bên trong sợi quang thông
qua các mode có tần số cắt Vc nhỏ hơn V.
Xét ví dụ bằng số cụ thể sau đây:
λ=1.5µm
r=5µm
NA=0.15
Kết quả là V=3.14
Từ hình vẽ trên, kết quả này của V sẽ dẫn đến các chú ý:
- Năng lượng tỏa ra truyền trong các mode HE11, TE01, TM01, HE21.

- Chiết suất hiệu dụng ncf tương ứng với mode HE11 nhỏ hơn các mode khác.
Điều này có nghĩa rằng trong mode này ánh sáng được truyền với tốc độ nhanh
hơn các mode khác (tốc độ truyền sóng của ánh sáng bên trong đường truyền tỉ lệ
nghịch với chiết suất của đường truyền đó).
2.1.3 Đa mode và đơn mode.
Các sợi quang có thể được phân biệt với nhau thành sợi quang đơn mode và sợi
quang đa mode theo số lượng mode tích cực.
Sợi quang đơn mode phải có V<2.405, vì vậy ánh sáng có thể truyền theo mode
thứ nhất (mode cơ bản).
2.2 Sự tán xạ toàn phần
Khi ánh sáng được phát ra từ nguồn sáng và đi vào sợi quang không là một tia
sáng mà là nhiều tia sáng cùng đến lõi của sợi quang với các góc tới khác nhau.
Theo điễn tả ở phần trước cho sợi quang đa mode chiết suất bậc, có các đường
(mode) khác nhau với chiều dài khác nhau là hàm của góc tới. Có thể nhận thấy rằng
với tia đến có góc tới là θ 0 = 0 là song song với trục và đường đi của nó sẽ tương ứng
với chiều dài của sợi quang trong khi tia tới với độ nghiêng lớn nhất cho phép sẽ có
đường đi dài hơn.

Hình 2.2 Ánh sáng đi vào cáp quang và đường truyền ánh sáng
Sự khác nhau giữa thời gian truyền của tia đồng trục (θ 0=0) và tia tới hạn
(θ0=θ0max) và do vậy θ1=θc với θc (với θc là góc tới hạn) có thể được tính như sau:
Giả sử:
L: đơn vị chiều dài.
C=3.108 m/s.
V1=c/n1.
Thời gian truyền của tia đồng trục là:
Ta =

L L
= .n1

v1 c

Tr =

L / cos θ c
v1

Thời gian truyền của tia tới hạn:

Áp dụng biểu thức cos(θ c ) = n2 / n1
15


Tc =

L n12
.
c n2

Ta có:
Kết quả của sự khác nhau giữa Tr và Ta đượ chia bởi L là độ trễ tối đa δTmax
trong một đơn vị chiều dài:
δ Tmax = Tr − Ta =

n1 n1 − n2
.(
)
c
n2

Ví dụ giả sử; n1=1.51; n2=1.50.
Ta sẽ có δTmax=33ns/km.
Vì thế xung ánh sáng tới sợi quang với góc khác nhau sẽ đị ra sau thời gian được
mở rộng thêm sau khi đường đị của nó giảm trong sợi quang. Hiệu ứng này, do các
mode truyền khác nhau được gọi là tán xạ toàn phần.
Sự tán xạ toàn phần được biển diễn đơn vị ns/km và hiệu ứng của nó tăng lên khi
chiều dài của sợi quang tăng lên.

Hình 2.3 Sự mở rộng xung do tán xạ toàn phần
Trong truyền dẫn số, tín hiệu được gửi bao gồm một chuỗi các xung, khi chúng
được mở rộng, những xung này sẽ gây nhiễu cho nhau và do đó không được giải mã
tại máy thu.
Hình dưới đây đưa ra 2 ví dụ của tín hiệu mà ở đó các xung nhận được bị mở
rộng do tán sắc. Rõ ràng sự tán sắc toàn phần sẽ giới hạn dung lượng truyền, đó là số
lượng xung được truyền trong 1 đơn vị thời gian. Dễ thấy rằng thông số này ảnh
hưởng đến băng thông của sợi quang.

Hình 2.4 Ảnh hưởng của tán xạ toàn phần dến xung phát.
16


2.3. sự suy giảm tán xạ toàn phần: sợi quang chiết suất gradient và sợi quang đơn
mode.
Sự tán xạ toàn phần có thể được giảm đáng kể khi một thiết bị đặc biệt được sử
dụng trong chế tạo sợi quang.
Các sợi quang được nghiên cứu cho đến thời điểm này là loại chiết suất bậc mà ở
đó có sự sại khác rõ rệt giữa chiết suất của lõi và lớp sơn phủ.
2.3.1 Sợi quang chiết suất gradient.
Phương pháp để giảm tán sắc bao gồm chế tạo bởi lõi theo cách mà chiết suất
biến đổi đều đặn từ tâm đến lớp sơn phủ.

Hình 2.5 Sơ lược chỉ số khúc xạ và tán xạ toàn phần.
Dạng tôt nhất của chiết suất đó là hình parabol.
Trong trường hợp này, ánh sáng sẽ khúc xạ liên tục, thay cho việc bị phản xạ bởi
lớp sơn phủ và đường đi của nó sẽ trở thành đường cong. Các tia sáng tới với góc rộng
hơn có khoảng đường dài hơn. Nhưng do tốc độ truyền cao hơn bên ngoài lõi (do chiết
suất thấp hơn), thời gian truyền của các tia sẽ được bù lại.
Các sợi quang loại này được gọi là sợi quang chiết suất gradient và được đặc
trưng bởi độ tán sắc thấp hơn sợi quang đa mode chiết suất bậc.
Công thức xấp xỉ để xác định độ lệch thời gian truyền tối đa cho lõi có chiết suất
dạng parabol là;
δ Tmax = Tr − Ta =

n1 n1 − n2 2
.(
)
2c
n2

Cùng với ví dụ ở trên ta sẽ nhận được; δ Tmax = 0.1ns / km
2.3.2 Sợi quang đơn mode
Làm nhỏ đường kính của lõi sẽ làm giảm hơn nữa độ tán sắc. Nhắc lại diễn giải
đơn giản đã nghiên cứu ở phần trước để chỉ ra rằng ánh sáng truyền với chỉ 1 mode và
là tia đi thẳng. Không có đa đường và sự sai khác trong thời gian truyền và dù vậy độ
tán xạ toàn phần được giảm đáng kể.
Chiết suất này là chiết suất bậc, có xu hướng tối ưu hóa hoạt động cụ thể của sợi
quang.
17

2.4 Sự tán xạ đơn sắc
Một nguyên nhân khác gây ra sự mở rộng xung khi đi ra khỏi sợi quang đó là
chiết suất và tốc độ của ánh sáng trong đường truyền phụ thuộc vào bước sóng của
năng lượng tỏa ra qua nó.
Các nguồn quang được sử dụng không phải để phát ra bức xạ đơn sắc tinh khiết,
vì thế các thành phần với bước sóng khác nhau sẽ truyền với tốc độ khác nhau và do
vây sẽ mở rộng xung. Hiện tượng này được gọi là tán xạ phổ hoặc tán xạ vật liệu hoặc
tán xạ đơn sắc.
Tán xạ đơn sắc biểu diễn bằng ps/nm.km. Ví dụ, nếu sợi quang phải chấp nhận
độ tán sắc là 14ps/nm.km và nguồn sáng có phổ 70nm, tín hiệu sẽ được mở rộng xấp
xỉ 1ns sau mỗi chiều dài 1km của sợi quang.
Tất nhiên, tán xạ đơn sắc có thể được tối thiểu thông qua sử dụng nguồn có phổ
hẹp như Diode laser.
2.5 Độ suy hao
Sự suy hao trong chiều dài sợi quang được biểu diễn bởi tỉ số giữa công suất đến
tại điểm cuối của sợi quang (PIN) và công suất ra của sợi quang (P OUT). Thông thường
độ suy hao đo bằng dB: Att(dB)=10log(PIN/POUT). Có giá trị trong khoảng vài dB/m với
sợi quang nhựa đến vài phần của dB/m với sợi quang thủy tinh.
Độ suy hao và bước sóng: Độ suy hao của tín hiệu ánh sáng do sợi quang phụ
thuộc vào bước sóng và vật liệu chế tạo sợi quang.
Trong sợi quang thủy tinh, nguyên nhân chính của suy hao do hấp thụ và suy hao
do tán xạ. Kết hợp các suy hao đó ta sẽ có được đường cong suy hao bên trong

Hình 2.6 Đường cong đặc trưng suy hao của sợi quang thủy tinh đơn mode
1.6 Băng thông
Băng thông của sợi quang liên quan trực tiếp đến hiện tượng tán xạ. Hiệu ứng
của tán xạ có thể được mô tả theo thời gian hoặc tần số. Trong thực tế, trễ tán xạ liên
quan đến thời gian truyền của các tia sáng trong sợi quang bên cạnh, ảnh hưởng đến
hàm truyền và băng thông của sợi quang.
Hàm truyền là tỉ số giữa biên độ tín hiệu đầu ra và tín hiệu đầu vào của một sợi

quang có chiều dài nhất định, khi tần số điều chế của nguồn quang biến đổi.Hàm
truyền đạt cũng phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng, vì thế có những sợi quang được tối
ưu băng thông tại một miền phổ nhất định.
18


Ví dụ: sợi quang có Bw=1000MHz.km sẽ cho phép truyền tải tín hiệu tới
1000MHz nếu chiều dài 1km và tới 1000/5=200MHz nếu chiều dài là 5km.
Các giá trị tiêu biểu của băng thông là:
10-100GHz.km cho sợi quang đơn mode.
300-3000MHz.km cho sợi quang đơn mode.
10-30MHz.km cho sợi quang đa mode chiết suất bậc và sợi quang nhựa.
1.7 Bảng tổng kết về sợi quang.
Sợi
quang

Kích
thước
lõi/sơn
phủ [µm]
500/530
980/1000

NA

Độ suy
hao

Tán xạ
toàn

phần

0.50.6

0.2dB/m
(660 nm)

Rất
cao

StepInder
PCS

200/380
800/750

0.40.5

10dB/km
(660 nm)

Cao

20

StepInder
glass

100/140
200/230

0.30.4

7dB/km
(820 nm)

Trung
bình

50

Graded
-Inder

50/125
62.5/125
85/125

0.20.3

3dB/km
(820 nm)
1dB/km
(1330 nm)

Thấp

1
GHz,km

Singlemode

8-10/125

<0.1

4dB/km
(1330 nm)
25dB/km
(1550 nm)

Rất
thấp

10
GHz.km

StepInder
plastic

19

Băng
thông
MHz.k
m
10

Ứng dụng

Truyền tín hiệu
analog và dữ liệu tốc
độ trung bình
(10Mb/s) trên
khoảng cách ngắn
(<200m). truyền xa,
bước sóng 660nm
Truyền tín hiệu
analog và dữ liệu tốc
độ trung bình
(10Mb/s) trên
khoảng cách ngắn
(<2km), truyền xa,
bước sóng 660nm
Truyền tín hiệu
analog và dữ liệu tốc
độ trung bình
(10Mb/s) trên
khoảng cách trung
bình (<2km), bước
sóng 820nm
Truyền tín hiệu
Video và dữ liệu tốc
độ cao (200Mb/s)
trên khoảng cách
trung bình (<50km),
bước sóng 820nm và
1330nm
Truyền tín hiệu số và
dữ liệu tốc độ cao

(Gb/s) trên khoảng
cách xa (<400km),
bước sóng 1330nm
và 1550nm


1.8 Đặc tính của các sợi quang được sắp xếp theo module
1. Sợi quang số 1
 Dài 1.5m.
 Loại: nhựa, chiết suất bậc.
 Đường kính: 1000µm (lớp sơn phủ)
 Độ suy hao
 NA: 0.46.
 Góc tới hạn: 55o
2. Sợi quang số 2
 Dài: 5m
 Các đặc tính khác: giống như cáp số 1.
3. Sợi cáp số 3
 Dài: 3m
 Loại: nhựa, chiết suất bậc
 Đường kính 200/230 µm (Lõi/lớp sơn phủ).
 NA: 0.35
 Góc tới hạn: 20o
 Băng thông: 20MHz.km
4. Sợi quang số 4
 Dài: 3m
 Loại: thủy tinh, chiết suất gradient.
 Đường kính: 50/125µm (Lõi/Lớp sơn phủ)
 NA: 0.2
 Góc tới hạn: 11o

 Băng thông: 600MHz.km
5. Sợi quang số 5
 Dài: 3m
 Loại: thủy tinh, đơn mode.
 Đường kính: 10/125µm (Lõi /Lớp sơn phủ)
 Băng thông: >5GHz.km
II. Nội dung thí nghiệm
Câu hỏi 1: Tán xạ toàn phần chủ yếu do:
1.
Bước sóng của nguồn quang.
2.

Bộ tách sóng quang.
20


3.

Sợi quang.

4.
Băng thông của nguồn quang.
Đáp án: 3. Sợi quang.
Câu hỏi 2: Cái gì là hiệu ứng của tán xạ toàn phần?
1.
Làm hẹp xung nhận được.
2.

Trễ khi nhận xung được truyền.

3.

Mở rộng xung nhận được và do vậy làm tăng băng thông của sợi quang.

4.
Mở rộng xung nhận được và do vậy làm giảm băng thông của sợi quang.
Đáp án: 4. Mở rộng xung nhận được và do vậy làm giảm băng thông của sợi quang.
Câu hỏi 3: Điều nào sau đây chỉ ra các giá trị tiêu biểu của tán xạ toàn phần và
băng thông của sợi quang?
1.
10ns; 5GHz
2.

0.1ns/km; 700MHz/km

3.

0.1s.km; 700MHz.km

4.
0.1ns/km; 700MHz.km
Đáp án: 4. 0.1ns/km; 700MHz.km.
Câu hỏi 4: Một sợi quang có băng thông 50MHz.km và được sử dụng để truyền tín
hiệu tần số 16MHz, trên liên kết dài 10km. Điều nào sau đây đúng?
1.
Liên kết có thể triển khai được.
2.

Liên kết không thể triển khai được, do độ suy hao của sợi quang quá cao.

3.
Liên kết không thể triển khai được do tổng băng của chiều dài sợi quang là
10/50=0.5MHz và nó không thỏa mãn cho tín hiệu 16 MHz.
4.
Liên kết không thể triển khai được do tổng băng của chiều dài sợi quang là
50/10=5MHz và nó không thỏa mãn cho tín hiệu 16MHz.
Đáp án: 4. Liên kết không thể triển khai được do tổng băng của chiều dài sợi quang là
50/10=5MHz và nó không thỏa mãn cho tín hiệu 16MHz.
Câu hỏi 5: Tán xạ đơn sắc chủ yếu do:
1.
Thời gian đáp ứng của nguồn quang.
2.

Sợi quang.

3.
Độ rộng của phổ phát xạ của nguồn quang. Hiệu ứng của nó ngược với tán xạ
toàn phần.
4.
Độ rộng của phổ phát xạ nguồn quang. Hiệu ứng của nó tương tự với tán xạ
toàn phần.
Đáp án: 4. Độ rộng của phổ phát xạ nguồn quang. Hiệu ứng của nó tương tự với tán
xạ toàn phần.
Câu hỏi 6: Sự suy hao của nguồn quang.
1. Phụ thuộc vào loại sợi quang và không đổi khi bước sóng thay đổi.
2. Không phụ thuộc vào loại sợi quang.
21


3. Phụ thuộc vào loại sợi quang và thay đổi khi bước sóng thay đổi. Giá trị nhỏ nhất

của suy hao được gọi là cửa sổ (cửa sổ 1 từ 600-700nm, cửa sổ 2 từ 700-1300nm;
cửa sổ 3 từ 1300-1600nm).
4. Phụ thuộc vào loại sợi quang và thay đổi khi bước sóng thay đổi. Giá trị nhỏ nhất
của suy hao được gọi là cửa sổ (cửa sổ 1 từ 800-900nm, cửa sổ 2 khoảng 1300nm;
cửa sổ 3 trong khoảng 1550nm).
Đáp án: 4. Phụ thuộc vào loại sợi quang và thay đổi khi bước sóng thay đổi. Giá trị
nhỏ nhất của suy hao được gọi là cửa sổ (cửa sổ 1 từ 800-900nm, cửa sổ 2 khoảng
1300nm; cửa sổ 3 trong khoảng 1550nm).
Câu hỏi 7: Sợi quang chiết suất grandient có những đặc trưng tiêu biểu sau:
1. Độ suy hao 3dB/m (820nm); Băng thông 50MHz.km; kích thước 50/125 µm; được
sử dụng cho truyền tín hiệu analog và dữ liệu với tốc độ trung bình (10Mbps) trên
khoảng cách ngắn (<200m).
2. Độ suy hao 0.2dB/m (660nm); Băng thông 10MHz.km; kích thước 980/1000µm;
được sử dụng cho truyền tín hiệu analog và dữ liệu với tốc độ trung bình (10Mbps)
trên khoảng cách ngắn (<200m).
3. Độ suy hao 3dB/m (820nm) và 1dB/km (1330nm); Băng thông 1GHz.km; kích
thước 50/125µm; được sử dụng cho truyền tín hiệu analog và dữ liệu với tốc độ
cao (200Mbps) trên khoảng cách trung bình (<50km).
4. Độ suy hao 0.4dB/m (1330nm) và 0.25dB/km (1550nm); Băng thông 10GHz.km;
kích thước 10/125µm; được sử dụng cho truyền tín hiệu analog và dữ liệu với tốc
độ rất cao (Gbps) trên khoảng cách dài (<400km).
5. Độ suy hao 7dB/m (820nm); Băng thông 50MHz.km; kích thước 200/230µm;
được sử dụng cho truyền tín hiệu analog và dữ liệu với tốc độ trung bình (10Mbps)
trên khoảng cách trung bình (<10km).
Đáp án: 3. Độ suy hao 3dB/m (820nm) và 1dB/km (1330nm); Băng thông 1GHz.km;
kích thước 50/125µm; được sử dụng cho truyền tín hiệu analog và dữ liệu với tốc độ
cao (200Mbps) trên khoảng cách trung bình (<50km).

BÀI 3. CÁC PHƯƠNG THỨC ĐẤU NỐI
3.1 Mục đích thí nghiệm.

- Mô tả phương thức thường được sử dụng để dấ nối 2 thành phần của một hệ
thống cáp quang: các đầu nối và các điểm đấu nối đồng nhất.
- Mô tả những nguyên nhân gây ra mất công suất tại các điểm đấu nối.
- Nghiên cứu đặc tính của các đấu nối cáp quang.
3.2 Linh kiện và thiết bọ thí ngiệm.
- Phần mềm IPES
- Modul thí nghiệm MCM40.
- Modul cấp nguồn.
22


- Modul bẫy lối SIS3/EV.
- Osillocope.
- Các sợi cáp quang.
3.3 Cơ sở lý thuyết
Các điểm đấu nối và các đầu nối là những thiết bị quan trọng trong 1 liên kết cáp
quang.
Các đầu nối cho phép đấu nối công suất quang nhanh và dễ dàng giữa các sợi
quang và các thiết bị hệ thống.
Các điểm đấu nối cho phép kết nối các đoạn dài cáp quang liền nhau 1 cách vĩnh
viễn.
Các điểm nối và đầu nối chắc chắn sẽ hấp thụ một phần công suất của hệ thống và
đo vậy sẽ làm suy hao công suất.
3.3.1 Điểm ghép nối
a,sự mất công suất tại các điểm ghép nối.
Việc mất công suât quang tương ứng với một điểm nối có thể được phân loại thành
các dạng:
- Sự mất bên trong.
- Sự mất bên ngoài.
Sự mất bên trong là do sự không tương ứng giữa các thông số của cáp quang được

ghép nối mô tả như hình sau:
Sự mất bên ngoài được gây ra bởi sự không tương ứng về vật lý của các sợi cáp tại
các điểm tiếp giáp do kỹ thuật ghép nối và do các thiết bị. Có 3 loại không tương
xứng được mô tả như hình vẽ sau:
b, Các điểm ghép nối hợp nhất.
Kỹ thuật ghép nối hợp nhất được phát triển qua các giai đoạn:
- Đoạn cuối của sợi cáp quang được gép sẽ được cắt, làm sạch và mài nhẵn.
- Sau đó chúng phải được tiếp xúc với nhau.
- Chúng được đốt nống qua các điểm nóng chảy, theo cách này 2 sợi quang sẽ trở
thành 1 hệ thống nhất.
Có 3 kỹ thuật hợp nhất phân loại theo cách tạo ra nhiệt :
- Hợp nhất bằng ngọn lửa.
- Hợp nhất bằng laser.
- Hợp nhất bằng hồ quang.
c, Ghép nối cơ học.
Kỹ thuật ghép nối cơ học chỉ đơn thuần bao gồm việc quay đầu và gò vào khuôn
các điểm cuối của các sợi quang cần ghép nối. Những điểm ghép nối này thuận tiện
so với ghép nối hợp nhất trong những trường hợp đơn giản và kết nối nhanh.
Các kỹ thuật ghép nối có thể phân thành 2 họ chính như sau:
- Các ghép nối mao dẫn: bao gồm 1 ống dẫn cứng có lỗ đường kính bằng sợi
quang.
- Các ghép nối xẻ rãnh:thành phần ghép nối bao gồm 1 miếng rãnh hình chữ V
được khắc bằng miếng kim loại, nhựa, silicon, gốm hoặc vật liệu khác. Việc
đấu nối bao gồm đâm các điểm cuối sợi quang và đấu chúng lại với nhau bằng
nhựa thông.
Việc mất công suất do điểm ghép nối cơ học phụ thuộc vào kích thước của lõi và có
giá trị < 0.2 dB.
23

• Đấu nối là dung cụ để ghép nối 2 sợi quang hoặc sợi quang với nguồn và sợi
quang sới đầu thu. Đó là một cách đấu nối ổn định nhưng không phỉa vĩnh
viễn.
Hệ thống có thể bao gồm một đầu nối đực đưa vào sợi quang và đầu nối cái
được gắn trên thiết bị có trực tiếp trên nguồn và bộ thu quang hoặc 2 đầu
đực nồi với nhau thông qua một apdaptor cái.
Có những loại đầu nối cho cáp quang đa mode và cho cáp đơn mode. Rõ
ràng, yêu cầu độ chính xác có khí cho loại đầu nối thứ 2 cao hơn do kích
thước của lõi cáp đơn mode nhỏ hơn và do vậy cần phải giảm thiểu sựu
không tương xứng của các sợi quang đưa đến cùng một đầu nối.
Việc mất công suất có thể gây ra bởi đầu nối với cùng lý do đã được phân
tích như ở trên.Việc mất công suất phụ thuộc vào các loại đấu nối có giá trị
trung bình khoảng 0.5dB đến 1dB.
Các loại đầu nối khác nhau được phát triển bởi các nhà sản xuất khác nhau
hoặc do những cải tiến từ các đầu nối có sẵn. Các đầu nối phổ biến là ST,
SMA, NTT-FC, NTT-PC, đầu nối biconical.Các sợi quang nhựa thường sử
dụng loại đấu nối được chế tạo bởi nhãn HP gọi là đầu nối Snap-In HP.
• Cấu trúc.
Một đầu nối cáp quang thường có cấu trúc gồm 3 phần:
- Vòng đệm sắt.
- Đai ốc đấu nối. Nó có thể là loại dạng lưỡi lê hoặc loại xoay.
3.4 Phần thí nghiệm.
a, Sự suy hao của sợi quang.
- Tháo tất cả các jump, đặt tất cả các chuyển mạch S ở vị trí OFF, nối modul với
các khối cấp nguồn PSU.
- Nối J7c – J9b – J10b – J11 – J12b.Để mạch bố trí theo yêu cầu.
- Sơ đồ này bao gồm có LED và các photodiode ở dải sóng 660nm. Ngoài ra một
tín hiệu thay đổi liên tục 0/1 được đưa tới cổng vào của tín hiệu số (TP20).
- Nối LED thông qua photodiode thông qua dây cáp số 1 ( sợi dây nhựa dài
1.5m) và dây cáp số 6 qua bộ adapter ST-ST.

- Đặt P4( diều chỉnh phân cực) ở giữa vị trí.Nối J15b và tiến hành quan sát dạng
sóng trên TP24( điện áp được tách bởi các nhóm các linh kiện photodiode + trở
kháng bộ khuếch đại) trên osillocope.Sau khi kết nối ta thu được tín hiệu trên
osillocope có dạng như hình 3.1 với tín hiệu vào là tín hiệu trên TP16(tín hiệu
bên dưới) và tín hiệu ra là tín hiệu trên TP24 (tín hiệu ở trên):

24


Hình 3.1. Dạng sóng trên TP16 và TP24
Trong đó tín hiệu trên TP16 và TP24 có cùng tần số chu kỳ tín hiệu chỉ khác nhau về
biên độ của tín hiệu.
Với TP16 thì: Biên độ tín hiệu là:
UTP16 = 2ô * 0.2V = 0.4V
TTP16 = 6.4 ô * 5µs = 3.2µs
Nên tần số tín hiệu là f = 1/T = 1/3.2µs = 312500 Hz.
Với tín hiệu ra trên TP24 thì
UTP24 = 2,8 ô * 0.2V = 0.56V
TTP24 = 6.4 ô * 5µs = 3.2µs
Nên tần số tín hiệu là f = 1/T = 1/3.2µs = 312500 Hz.
- Thay cáp 1 ( chiều dài 1.5m) bằng cáp 2( chiều dài 5m). Tín hiệu lúc này thu
được có dạng như hình 3.2.

Hình 3.2.Tín hiệu vào TP16 (Tín hiệu bên dưới) và tín hiệu ra TP24 ( Tín hiệu bên
trên)
Với TP16 thì: Biên độ tín hiệu là:
UTP16 = 2ô * 0.2V = 0.4V
TTP16 = 6.4 ô * 5µs = 3.2µs
Nên tần số tín hiệu là f = 1/T = 1/3.2µs = 312500 Hz.
Với tín hiệu ra trên TP24 thì

25