Bai tap thong tin quang

1. Cho sợi quang đơn mode có độ lệch chiết suất là 0,2% với chiết suất lõi n1 = 1,48. Hãy xác định
đường kính sợi quang khi biết sợi hoạt động đơn mode tại bước sóng lớn hơn 1 µm.
2. Cho sợi quang đa mode chiết suất bậc (MM-SI) có chiết suất lõi là n1, chiết suất vỏ phản xạ là
n2, chiều dài sợi là L. Hãy tính tán sắc mode của sợi quang theo nguyên lý quang hình. Giải thích
vì sao sợi đa mode chiết suất biến đổi (MM-GI) lại có tán sắc mode nhỏ hơn sợi MM-SI.
3. Cho sợi quang đa mode chiết suất bậc (MM-SI) có đường kính lõi 50 µm và hoạt động tại bước
sóng 900 nm. Biết số lượng mode truyền trong sợi là khoảng 900 mode, hãy xác định khẩu độ số
của sợi quang này. Nếu biết độ lệch chiết suất của sợi là 1,5%, hãy xác định chiết suất của lõi sợi.
4. Xác định tần số chuẩn hóa tại bước sóng 0,82 m của sợi quang SI có bán kính lõi 25 m, chiết
suất lõi là 1,48; chiết suất vỏ là 1,46. Hỏi tại bước sóng 1,3 m có bao nhiêu mode truyền trong sợi
quang. Tính tỷ lệ phần trăm công suất ánh sáng truyền trong vỏ trong từng trường hợp
5 Cho hệ thống truyền dẫn sợi quang tại 1,55 µm có mức công suất phát quang là 1 mW, được
truyền qua tuyến sợi quang dài 80 km với suy hao trung bình là 0,22 dB/km.
a/ Hãy xác định mức công suất quang đi vào bộ thu quang.
b/ Nếu biết hệ thống yêu cầu mức công suất thu nhỏ nhất tại bộ thu là -19,8 dBm, hãy xác
định khoảng cách tối đa của tuyến truyền dẫn sợi quang.
6. Sợi đa mode chiết suất bậc có đường kính lõi 50 µm được thiết kế để giới hạn tán sắc mode chỉ
10 ns/km. Biết chiết suất vỏ sợi là 1,45.
a/ Hãy xác định khẩu độ số của sợi quang.
b/ Xác định giới hạn tốc độ truyền dẫn trên 1 km tại bước sóng 880 nm khi giả sử độ dãn
xung không được vượt quá một chu kì bit.
7. Cho sợi quang có đường kính lõi 50 µm và hoạt động tại bước sóng 850 nm. Biết sợi có độ lệch
chiết suất là 1% với chiết suất lớp vỏ n2 = 1,45.
a/ Hãy xác định mức độ dãn xung gây ra bởi tán sắc mode trong trường hợp sợi có mặt cắt
chiết suất bậc.
b/ Hãy xác định mức độ dãn xung gây ra bởi tán sắc mode trong trường hợp sợi có mặt cắt
chiết suất biến đổi với hệ số mặt cắt tối ưu ( = 2).
c/ Hãy xác định mức độ dãn xung gây ra bởi tán sắc mode trong trường hợp sợi có mặt cắt
chiết suất biến đổi với hệ số mặt cắt chiết suất = 2,5.
8. Cho sợi quang đơn mode có độ lệch chiết suất là 0,2% với chiết suất lõi n1 = 1,474. Hãy xác
định đường kính sợi quang khi biết sợi hoạt động đơn mode tại bước sóng lớn hơn 1 m.

9. Hệ thống thông tin quang đơn kênh hoạt động ở tốc độ bit 10Gbps, mã NRZ sử dụng nguồn phát
quang đơn mode ở bước sóng 1550 nm với độ rộng phổ 1nm truyền trên sợi đơn mode tiêu chuẩn
SMF có hệ số tán sắc D=0,26 ps/nm.km. Hãy tính giới hạn truyền dẫn tố đa do ảnh hưởng của tán
sắc GVD
10. Hãy tính tốc tộc bit giới hạn cho tuyến sợi quang đơn mode dài 50km tại các bước sóng 1,3 và
1,55 m có các xung đầu vào bị giới hạn khai triển với độ rộng FWHM là 100 ps. Giả sử 2 tương
ứng = 0 và = -20 ps2/km và 3 = 0,1 ps3/km và = 0 tại các bước sóng 1,3 và 1,55 m. Giả thiết
V << 1.
11. Cho một xung Gauss không chirp có độ rộng xung FWHM là 100-ps được đưa vào sợi quang
đơn mode. Xác định độ rộng (FWHM) của xung sau khi xung truyền qua 50 km sợi có tán sắc là
16 ps/nm.km. Bỏ qua độ rộng phổ của nguồn phát.


12. Chứng minh rằng, với 2C<0, lúc đầu xung co, sau đó xung sẽ dãn ra. Xác định độ rộng nhỏ
nhất của xung và khoảng cách truyền dẫn tại đó độ rông xung là nhỏ nhất.
13. Cho hệ thống thông tin quang tốc độ 5 Gb/s hoạt động ở bước sóng 1,5 m, sử dụng xung
Gauss với độ rộng xung FWHM là 100 ps có hệ số chirp C = -6. Xác định giới hạn cự ly truyền
dẫn cực đại do tán sắc ra. Cự ly này thay đổi thế nào nếu xung không có chirp. Bỏ qua độ rộng phổ
của laser và giả thiết rằng 2 = -20 ps2/km.
14. Tính công suất đưa vào sợi đơn mode dài 50 km để độ dịch pha gây ra bởi SPM là 180o. Giả sử
hệ thống hoạt động tại bước sóng = 1,55 m, Aeff = 60 m2, suy hao sợi là 0,2 dB/km và n2 =
2,6x10-20 m2/W.
15. Tính công suất ngưỡng cho tán xạ Brillouin kích thích cho 50 km tuyến sợi quang hoạt động tại
bước sóng 1,3 m và có hệ số suy hao 0,5 dB/km. Công suất ngưỡng thay đổi thế nào khi chuyển
sang hoạt động tại bước sóng 1,55 m với hệ số suy hao là 0,2 dB/km. Giả sử Aeff = 50 m2 và
gB=5x10-11 m/W ở cả hai bước sóng.