Nghiên cứu công nghệ truyền dẫn quang ghép kênh theo bước sóng WDM và những ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến lên hệ thống

Bộ giáo dục và đào tạo
Tr-ờng đại học bách khoa hà nội
---------------------------------------

phan thị cẩm trang

Nghiên cứu Công nghệ truyền dẫn
quang ghép kênh theo b-ớc sóng
WDM và những ảnh h-ởng của các
hiệu ứng phi tuyến lên hệ thống

Luận văn thạc sĩ Điện tử Viễn thông

Hà Nội - 2004


Bộ giáo dục và đào tạo
Tr-ờng đại học bách khoa hà nội
---------------------------------------

phan thị cẩm trang

Nghiên cứu Công nghệ truyền dẫn quang
ghép kênh theo b-ớc sóng WDM và những
ảnh h-ởng của các hiệu ứng phi tuyến
lên hệ thống

Chuyên ngành: điện tử viễn thông

Luận văn thạc sĩ điện tử viễn thông

Ng-ời h-ớng dẫn Khoa học
PGS: Vũ QUí ĐIềM

Hà Nội - 2004


Mục lục

Mở đầu
Ch-ơng1. Thông tin quang - Kỹ thuật ghép kênh trong thông tin

1

quang. .
1.1 Giới thiệu chung về hệ thèng th«ng tin quang . . . . . . . . . . . . . . .
..
1.1.1 Giíi thiƯu chung vỊ hƯ thèng th«ng tin quang . . . . . . . . . . . . . . . .
...
1.1.2 Lịch sử phát triển của hệ thèng th«ng tin quang . . . . . . . . . . . . . .
...
1.1.3 Các đặc điểm của mạng thông tin quang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...
1.2. Cấu trúc và các thành phần của tuyến truyền dẫn quang . . . . .
...
1.2.1 Nguån ph¸t quang. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...
1.2.1.1 Diode LASER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
1.2.1.2 Diode ph¸t quang LED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..

1.2.2 Sỵi dÉn quang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...
1.2.2.1 Bản chất và nguyên lý truyến dẫn ánh sáng trong sợi
quang .
1.2.2.2 Cấu tạo và phân loại sợi quang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
1.2.3 Bé thu quang. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
1.2.3.1 Bé t¸ch sãng photodiode PIN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1
1
1
3
5
6
6
8
12
13
14
20
21


..
1.2.3.2 Photodiode th¸c APD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...
1.3 . Các kỹ thuật ghép kênh quang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..

1.3.1 Kü thuËt ghÐp kªnh quang theo thêi gian OTDM . . . . . . . . . . . . .
..
1.3.2 Kỹ thuật ghép kênh quang theo tần số OFDM . . . . . . . . . . . . . . .
..
1.3.3 Kü thuËt ghÐp kªnh quang theo b-íc sãng WDM . . . . . . . . . . . .
...
1.3.4 Đánh giá -u nh-ợc điểm cđa hƯ thèng WDM so víi hƯ thèng
TDM.

22
24
24
25
27
27

1.4 KÕt ln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..

29

Ch-ơng 2. Ghép kênh quang theo b-íc sãng . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...

31

2.1. Kh¸i niƯm vỊ WDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...

31

2.2 HƯ thèng trun dÉn WDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
2.2.1 S¬ ®å khèi tỉng qu¸t cđa hƯ thèng WDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
2.2.2 Nguyªn lý ghÐp kªnh quang theo b-íc sãng . . . . . . . . . . . . . . . . .
...
2.2.3 Các tham số cơ bản . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...
2.2.3.1 Suy hao xen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
2.2.3.2 Xuyªn kªnh. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
2.2.3.3 Độ rộng kênh. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

32
32
33
34
35
35
37


...
2.3 Các thành phần cơ bản của hệ thống WDM. . . . . . . . . . . . . . . . .
..
2.3.1 M¸y ph¸t quang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
2.3.2 M¸y thu quang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

..
2.3.3 Phần tử phát quang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...
2.3.4 PhÇn tư thu quang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
2.3.5 Các bộ ghép và tách sóng quang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
2.3.5.1 Bộ ghép tách sóng dựa trên nguyên lý c¸ch tư . . . . . . . . . .
..
2.3.5.2 Bé t¸ch sãng Mach-Zenhder (MZ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...
2.3.5.3 Bé ghÐp t¸ch xen rÏ kªnh quang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
2.3.6 Các bộ chia hình sao quảng bá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
2.3.7 Bé läc quang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
2.3.7.1 Các đặc tính quan trọng cña bä läc quang . . . . . . . . . . . . .
..
2.3.7.2 Bé läc Fabry-Perot (FP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
2.3.7.3 Bé läc Match-Zender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
2.3.7.4 Bé läc c¸ch tư. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
2.3.7.5 Bé läc quang ©m. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
2.3.7.6 Bé läc dùa trên nguyên lý khuếch đại. . . . . . . . . . . . . . . . .

37

38
38
39
39
39
39

42
44
45
47
47
48
50
51
51
51


...
2.3.8 Bộ định tuyến b-ớc sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
2.3.9 Bé ®Êu nèi chÐo quang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...
2.3.10 Bé khuyÕch ®¹i quang. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...
2.3.10.1 Bộ khuếch đại Laser bán dÉn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...
2.3.10.2 Bộ khuếch đại EDFA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..

2.3.10.3 Các bộ khuếch đại dùa trªn hiƯu øng phi tun . . . . .
...
2.4 Một số hạn chế của công nghệ WDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
2.4.1 Khoảng cách kênh b-ớc sóng với vấn đề xuyên ©m . . . . . . . . . . . .
..
2.4.1.1 Khoảng cách kênh b-ớc sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...
2.4.1.2 Xác định độ rộng phổ yêu cầu của nguồn ph¸t . . . . . . . . . . .
..
2.4.1.3 Vấn đề xuyên âm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..

52
54
56
57
57
61
61
61
61
65
67

2.4.2 ¶nh h-ởng của tán sắc. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
2.4.2.1 Tán sắc mode ph©n cùc. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...

67

2.4.2.2 ảnh h-ởng của PMD lên quĩ công suất của hệ thóng truyền

70

68

dẫn. .
2.4.3 ảnh h-ởng của các hiệu ứng phi tuyÕn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..

70

2.5 KÕt luËn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...

71


Ch-ơng 3. Các hiệu ứng phi tuyếntrong hệ thống WDM . . . . . . . . .
..

72

3.1 Giíi thiÖu chung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...

72

3.2 Độ dài hiệu dụng và tiết diện hiệu dụng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...
3.2.1 §é dµi hiƯu dơng cđa tun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...
3.2.2 TiÕt diƯn hiƯu dơng của sợi cáp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
3.3 Hiệu ứng tán xạ kích thích Brillouin SBS . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
3.3.1 Møc ng-ìng cđa hiƯu øng SBS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
3.3.2 Các biện pháp giảm hiệu ứng SBS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
3.4 Hiệu ứng tán xạ kích thÝch Raman . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
3.4.1 Møc ng-ìng cđa hiệu ứng tán xạ kích thích Raman . . . . . . . . . . . .
..
3.4.2 C¸c biện pháp giảm hiệu ứng SRS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...
3.5 HiƯu øng ®iỊu chÕ pha SPM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
3.5.1 Ph-ơng trình cơ b¶n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...
3.5.2 ChiÕt suÊt phi tuyÕn SPM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
3.6 HiƯu øng ®iỊu chÕ pha chÐo XPM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...
3.7 HiÖu øng trén 4 sãng FWM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...

73

73
75
76
76
78
79
79
81
81
81
82
84
85


3.8 Các giải pháp hạn chế các hiệu ứng phi tuyÕn . . . . . . . . . . . . . . .
...

86

3.9 KÕt luËn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

87

..
Ch-ơng 4. Hiệu ứng FWM và ph-ơng pháp đánh giá tổn thất công
suất . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...

89

4.1 Giíi thiƯu chung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..

89

4.2 C¬ së lý thut hiƯu øng FWM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
..
4.2.1 Phæ cđa tÝn hiƯu FWM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
...
4.2.2 Sè l-ỵng tÝn hiƯu FW. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
..
4.2.3 Công suát tín hiệu FWM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
..
4.3 Đánh giá độ tổn thất công suất (Power Penalty) do FWM . . . . . . 99
...
4.4 Các giải pháp hạn chế ảnh h-ởng hiệu ứng FWM . . . . . . . . . . . . . 100
..
4.5 KÕt luËn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
...
KÕt luËn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
..
Bảng chữ viÕt t¾t. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
106
..
Tài liệu tham khảo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
...
Phô lôc

mở đầu

Trong mạng l-ới viễn thông, đ-ờng truyền là một trong những vấn đề quan
trọng và luôn đ-ợc quan tâm hàng đầu của các nhà nghiên cứu về hệ thống viễn
thông trên toàn thế giới. Với sự phát triển mạnh mẽ của các dịch vụ thoại, phi thoại
và đặc biệt là Internet cũng nh- một số dịch vụ băng rộng khác đà tạo ra một sự
bùng nổ về nhu cầu dung l-ợng truyền dẫn, việc nghiên cứu và tìm ra một giải
pháp truyền dẫn phù hợp vẫn luôn là một bài toán mở cho tất cả các nhà nghiên
cứu.
Thông tin quang đà có những b-ớc phát triển nhảy vọt trong vài thập kỷ vừa
qua đà có những tác động mạnh mẽ nh- là một cuộc cách mạng mới trong kỹ
thuật viễn thông, nó đà đ-ợc thay thế cho các hệ thống cáp đồng, hay hệ thống
vibatr-ớc kia và ngày càng khẳng định đ-ợc -u thế của mình. Đặc biệt, với sự ra
đời của Công nghệ truyền dẫn quang ghép kênh theo b-ớc sóng WDM
(Wavelength Division Multiplexing) là giải pháp tiên tiến nhằm đáp ứng đ-ợc yêu
cầu của các dịch vụ băng rộng cũng nh- đảm bảo đ-ợc những yêu cầu về chất
l-ợng truyền dẫn. Kỹ thuật này cho phép ghép các tín hiệu quang có b-ớc sóng
khác nhau để truyền đi trên một sợi quang duy nhất và do vậy tăng dung l-ợng
truyền dẫn trên hệ thống mà không cần phải tăng tốc độ của từng kênh trên mỗi
b-ớc sóng.
Bên cạnh lợi thế về dung l-ợng, WDM còn là b-ớc đầu tiên trên con đ-ờng
tiến tới hiện thực hoá lớp mạng toàn quang ( all optical systems). Khái niệm toàn
quang ở đây nhằm để chỉ nhà cung cấp dịch vụ có thể truy xuất l-u l-ợng trên giao
diện quang tại c¸c nót kh¸c nhau. C¸c b-íc sãng quang cã thĨ đ-ợc tách/ ghép
vào đ-ờng truyền mà không cần phải thông qua các thiết bị đầu cuối phân cấp số
đồng bộ SDH (Synchronous Digital Hierarchy). Việc kết hợp giữa các bộ xen/ tách
quang OADM (Optical Add/ Dropped Multiplexed) và các bộ ®Êu nèi chÐo quang


OXC ( Optical Cross Connect), tạo cho các nhà cung cấp các dịch vụ có đ-ợc

mạng thông tin quang linh hoạt, hiệu quả và dung l-ợng cao.
Tuy nhiên, việc thiết kế một hệ thống truyền WDM với những yêu cầu cự
ly truyền dẫn xa, dung l-ợng lớn, mật độ ghép cao cũng đà nảy sinh ra nhiều vấn
đề cần quan tâm. Đặc biệt là xuyên nhiễu giữa các kênh do các hiệu ứng phi tuyến
gây ra trong sợi quang. Nghiên cứu bản chất, tính toán đ-ợc mức độ ảnh h-ởng
của các hiệu ứng phi tuyến và tìm các giải pháp để hạn chế ảnh h-ởng của chúng
trong hệ thống thông tin quang WDM là một vấn đề cấp thiết.
Luận án mà học viên đ-ợc giao với Đề tài Nghiên cứu Công nghệ truyền
dẫn quang ghép kênh theo b-ớc sóng WDM và những ảnh h-ởng của các hiệu
ứng phi tuyến lên hệ thống đà cho học viên cơ hội nắm bắt sâu hơn những vấn
đề mà mình quan tâm.
Sau một thời gian tìm hiểu tài liệu, bổ sung kiến thức và đặc biệt d-ới sự
giúp đỡ chỉ bảo nhiệt tình, chu đáo của thầy giáo PGS Vũ Quí Điềm, tôi đà hoàn
thành bản luận văn của mình với nội dung gồm 4 ch-ơng :
Ch-ơng 1 : Thông tin quang- Kỹ thuật ghép kênh trong thông tin quang
Ch-ơng 2 : Ghép kênh quang theo b-ớc sóng
Ch-ơng 3 : Các hiệu ứng phi tun trong hƯ thèng WDM
Ch-¬ng 4 : HiƯu øng FWM và ph-ơng pháp đánh giá tổn thất công suất
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn sự h-ớng dẫn tận tình của thấy giáo
Vũ Quí Điềm, đồng nghiệp và bạn bè đà giúp đỡ tôi rất nhiều để tôi có thể hoàn
thành bài luận văn của mình.


1

CHƯƠNG I
THÔNG TIN QUANG - Kỹ THUậT GHéP KÊNH
TRONG THÔNG TIN QUANG.

1.1 Giíi thiƯu chung vỊ hƯ thèng th«ng tin quang

1.1.1 Giíi thiƯu chung vỊ hƯ thèng th«ng tin quang
HƯ thống thông tin đ-ợc hiểu một cách đơn giản là hệ thống để truyền
thông tin từ nơi này đến nơi khác. Khoảng cách giữa các nơi có thể là vài mét
tới vài trăm kilomét, và thậm chí tới hàng chục ngàn kilomét. Thông tin có thể
đ-ợc truyền qua các sóng điện với các dải tần số khác nhau từ vài Megahertz
tới hàng trăm Terahertz. Hệ thống thông tin quang sợi là hệ thống thông tin
bằng sóng ánh sáng, và sử dụng các sợi quang để truyền thông tin. Các hệ
thống này đ-ợc phát triển rất nhanh và đang đ-ợc ứng dụng rộng rÃi trên các
mạng truyền dẫn từ những năm 1980. Trong những năm tới và t-ơng lai, các
hệ thống thông tin quang sợi - hay th-ờng gọi là các hệ thống thông tin quang
vẫn là các hệ thống thông tin chủ đạo. Chúng còn tiềm tàng khả năng rất lớn
trong việc hiện đại hoá các mạng l-ới viễn thông trên thế giới.
1.1.2 Lịch sử phát triển của hệ thống thông tin quang
Từ xa x-a con ng-ời đà biết sử dụng ánh sáng để thông tin cho nhau.
Qua thời gian dài của lịch sử, phát triển nhân loại các hình thức thông tin
phong phú dần và ngày cáng phát triển thành những hệ thống thông tin hiện
đại nh-: thông tin viba, thông tin sợi quang, thông tin vệ tinhcác hệ thống
sau kế thừa và phát triển những -u điểm của các hệ thống tr-ớc. Chúng th-ờng
có cự ly thông tin xa hơn, tốc độ cao hơn, linh hoạt hơn, mềm dẻo hơn nhằm
thoả mÃn ngày càng tốt hơn nhu cầu th«ng tin cđa con ng-êi.


2

Năm 1880 Alexander Graham Bell giới thiệu hệ thống photophone. §èi
víi hƯ thèng nµy, tiÕng nãi cã thĨ trun b»ng ánh sáng trong môi tr-ờng
không khí mà không cần dây. Tuy nhiên hệ thống này ch-a áp dụng trong
thực tế vì có quá nhiều nguồn nhiễu làm giảm chất l-ợng đ-ờng tryền.
Năm 1934 Norman R.French đ-a ra sáng chế về hệ thống thông tin
quang với ph-ơng tiện truyền dẫn là các thanh thuỷ tinh.

Năm 1958, Arthur Schawlow và Charles H.Townes, xây dựng phát triển
LASER.
Năm 1960, Theodor H.Mainman đ-a LASER vào hoạt động thành công
đà mở ra một thời kỳ mới cã ý nghÜa rÊt to lín trong lÞch sư cđa Kü thuËt
th«ng tin quang. Theo lý thuyÕt, nã cho phÐp con ng-ời thực hiện thông tin
với l-ợng tin rất lớn v-ợt rất nhiều lần so với hệ thống viba hiện có.
Thành phần đầu tiên quyết định sự ra đời của hệ thống thông tin quang
là sợi quang. Các sợi quang lần đầu tiên đ-ợc chế tạo có suy hao rất lớn tới
khoảng 1000dB/km. Tiếp sau đó, năm 1960 Kao, Hockman và Werts đà nhận
thấy rằng suy hao trong sợi quang chủ yếu là do tạp chất có trong vật liệu sợi
và chắc chắn sẽ tồn tại một dải b-ớc sóng nào đó trong dải b-ớc sóng truyền
dẫn quang cho độ suy hao nhỏ. Những nhận định này đà đ-ợc sáng tỏ khi
Kapron, Keck và Maurer chế tạo thành công sợi thuỷ tinh có suy hao 20
dB/km tại Corning Glass vào năm 1970. Suy hao này cho phép tạo ra cự ly
truyền dẫn t-ơng đ-ơng với các hệ thống truyền dẫn bằng cáp đồng. Cho đến
năm 1980, các hệ thống thông tin trên sợi dẫn quang đà đ-ợc phổ biến khá
rộng víi vïng b-íc sãng lµm viƯc 1300 nm. Cho tíi nay các sợi dẫn quang đÃ
đạt đ-ợc suy hao rất nhỏ, giá trị suy hao 0,154 dB/km tại b-ớc sóng 1550 nm
đà cho thấy sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ sợi quang. Giá trị suy hao
này đà gần đạt đến tính toán lý thuyết cho các sợi đơn mode 0,14 dB/km. Các
h-ớng nghiên cứu về công nghệ sợi quang còn cho biết rằng, suy hao sợi
quang ở các b-ớc sóng dài hơn còn nhỏ hơn nữa. Giá trị suy hao rÊt nhá ë


3

vùng b-ớc sóng 2550 nm, trên sợi Fluoride, giá trị suy hao tối thiểu ở sợi đặc
biệt này đạt tới 0,01 0,001 dB/km.
Nguồn phát quang ở thiết bị phát có thể sử dụng diode phát quang LED,
hoặc LD. Do -u điểm hơn hẳn so với LED, nên hàng loạt các công trình

nghiên cứu về Laser đang đ-ợc phát triển mạnh mẽ, sự ra đời của Laser điều
h-ởng ứng dụng trong các hệ thống thông tin quang sử dụng công nghệ WDM
là thành tựu rất đáng kể của loại nguồn phát này.
Bộ tách quang ở thiết bị thu có thể là photodiode PIN và photodiode
thác APD. Photodiode thác APD có nhiều -u điểm hơn PIN nên đang đ-ợc sử
dụng rộng rÃi.
Ngoài ra, với mong muốn quang hoá hoàn toàn mạng thông tin quang,
các thử nghiệm và ứng dụng các thiết bị quang mới nh- thiết bị ghép kênh
quang, thiết bị khuyếch đại quang, thiết bị chuyển đổi b-ớc sóng quang, thiết
bị chuyển mạch quangđang đ-ợc tiến hành và sự thành công của nó sẽ là
cuộc cách mạng rất lớn trong thông tin sợi quang.
Hiện nay n-ớc ta đà đ-a hệ thống thông tin vào khai thác trên mạng
l-ới, nó đà đ-ợc triển khai trong cả mạng thông tin đ-ờng dài, nội hạt, mạng
truyền hình, các mạng diện rộng, và cả mạng nội bộ LAN. Mạng cáp quang
đ-ờng trục Bắc Nam đang chuẩn bị đ-ợc nâng cấp lên dung l-ợng 20 Gb/s và
cao hơn sử dụng công nghệ ghép kênh theo b-ớc sóng WDM
1.1.3 Các đặc điểm của mạng thông tin quang
Từ khi các hệ thống cáp sợi quang đ-ợc chính thức đ-a vào khai thác
trên mạng viễn thông, mọi ng-ời ®Ịu thõa nhËn r»ng ph-¬ng thøc trun dÉn
quang ®· thĨ hiện khả năng to lớn trong việc chuyển tải các dịch vụ viễn thông
ngày càng phong phú và hiện đại của nhân loại. Những -u điểm này là do các
thành phần quang trong hệ thống thông tin quang có nhiều đặc tính v-ợt trội
hơn các hệ thống thông tin khác.


4

Ưu điểm của sợi dẫn quang:
Suy hao truyền dẫn nhỏ hơn rất nhiều so với cáp song hành hay cáp
đồng trục nên có cự ly truyền dẫn cao hơn.

Băng tần truyền dẫn rộng nên có thể truyền một khối l-ợng thông tin
lớn nh- các tín hiệu âm thanh, dữ liệu và các tín hiệu hỗn hợp thông qua một
hệ thống có dải thông lên tới TeraHz. Nó có khả năng đáp ứng đ-ợc các yêu
cầu của mạng liên kết dịch vụ ISDN và B-ISDN.
Sợi quang nhỏ và nhẹ, không có xuyên âm. Do vậy, chúng có thể
đ-ợc lắp đặt dễ dàng ở các thành phố, tàu thuỷ, máy bay và các toà nhà cao
tầng không cần phải lắp thêm các đ-ờng ống và cống cáp.
Sợi quang đ-ợc chế tạo từ các chất liệu điện môi phi dẫn nên không
bị ảnh h-ởng bởi can nhiễu sóng điện từ. Vì vậy chúng có thể đ-ợc lắp đặt
cùng với cáp điện lực và có thể sử dụng trong môi tr-ờng phản ứng hạt nhân.
Có tính an toàn và bảo mật thông tin cao, có tuổi thọ dài và đề kháng
môi tr-ờng lớn. Dễ dàng bảo d-ỡng, sửa chữa và có độ tin cậy cao.
Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất sợi quang là cát và chất dẻo là
những thứ rẻ tiền so với nguyên liệu kim loại. Giá thành của sợi quang sẽ
giảm nhanh khi công nghệ chế tạo hoàn hảo.
Tính kinh tế và chất l-ợng tín hiệu cao.
Có khả năng truyền dẫn đồng thời nhiều loại tín hiệu trên cùng một
sợi sử dụng WDM, tạo khả năng nâng cấp hệ thống rất lớn theo yêu cầu của con
ngừơi.
Ưu điểm của thiết bị thu phát :
Có khả năng điều chế tốc độ cao.
Kích th-ớc nhỏ, hiệu suất chuyển đổi E/O và O/E cao.
Do các -u điểm trên mà các hệ thống thông tin quang nhanh chóng
đ-ợc áp dụng rộng rÃi trên mạng l-ới. Chúng có thể đ-ợc xây dựng làm các
tuyến đ-ờng trục, trung kế, liên tỉnh, thuê bao kéo dài cho tíi viƯc truy nhËp


5

vào mạng thuê bao linh hoạt và đáp ứng mọi môi tr-ờng lắp đặt từ trong nhà,

trong các cấu hình thiết bị cho tới xuyên lục địa v-ợt đại d-ơng vv Các hệ
thống thông tin quang cũng rất phù hợp cho các hệ thống truyền dẫn số không
loại trừ tín hiệu d-ới dạng ghép kênh nào, theo các tiêu chuẩn Bắc Mỹ, Châu
Âu hay Nhật Bản.
Hiện nay thông tin quang đà đ-ợc áp dụng rộng rÃi trên thế giới,
chúng đáp ứng cả tín hiệu t-ơng tự (analog) và tín hiệu số (digital), chúng cho
phép truyền dẫn tất cả các dịch vụ băng hẹp và băng rộng, đáp ứng đầy đủ mọi
yêu cầu của mạng số hoá liên kết đa dịch vụ (ISDN). Số l-ợng cáp quang hiện
nay đ-ợc lắp đặt trên thế giới với số l-ợng rất lớn, ở đủ mọi tốc độ truyền dẫn
với mọi cự ly khác nhau, các cấu trúc mạng đa mạng. Nhiều n-ớc lấy cáp
quang làm môi tr-ờng truyền dẫn chính trong mạng l-ới viễn thông của họ.
Các hệ thống thông tin quang sẽ là mũi đột phá về tốc độ, cự ly truyền dẫn và
cấu hình linh hoạt cho các dịch vụ viễn thông cấp cao.
1.2. Cấu trúc và các thành phần của tuyến truyền dẫn
quang

Về cơ bản tổ chức hệ thống thông tin quang cũng t-ơng tự nh- các hệ
thống thông tin khác nh- vô tuyến, vi ba, cáp kim loại và vệ tinh chỉ hơi khác
ở các hệ thống con về phần quang và môi tr-ờng truyền dẫn. Một hệ thống
thông tin quang bao gồm : phần phát quang, phần truyền dẫn quang- sợi
quang và phần thu quang. Mô hình của hệ thống thông tin quang đ-ợc mô tả ở
hình 1.1
Phần phát bao gồm nguồn phát quang và các mạch điều khiển phát
quang. Phần thu quang bao gồm bộ tách sóng quang, mạch khuyếch đại điện
và mạch khôi phục tín hiệu. Phần truyền dẫn quang bao gồm sợi quang, các
bộ nối, bộ chia, các trạm lặp, bộ khuếch đại quang, các trạm tách và ghép
quang, trong đó sợi quang là thành phần quan träng nhÊt.


6

Bộ phát quang
Tín hiệu
điện vào

Mạch
điều
khiển

Nguồn
phát
quang

Tín hiệu điện
Tín hiệu quang

Bộ nối
quang

Chỗ nối
sợi quang

Bộ tách hoặc
ghép quang

Sợi
quang

Trạm
lặp

Tới các thiết bị khác

Bộ thu quang

Khuếch
đại quang

Tách
sóng
quang

Khuếch
đại điện

Khôi
phục
tín hiệu

Tín hiệu
điện ra

Bộ thu quang

Hình 1.1 Mô hình của hệ thống thông tin quang
1.2.1 Nguồn phát quang
Trong thiết bị thông tin quang, nguồn phát quang là linh kiện thực hiện
việc chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang trong dải b-ớc sóng truyền
của sợi quang. Diode phát quang LED và diode LASER (LD) là hai loại
nguồn quang th-ờng đ-ợc dùng trong viễn thông. Sau đây ta sẽ xét 2 loại
nguồn quang này.

1.2.1.1 Diode LASER
Laser là từ viÕt t¾t cđa cơm tõ (Light Amplication by Stimulate of
Radiation) và có nhiều dạng với đủ mọi kích th-ớc từ nhá xÝu cho tíi rÊt lín.
Chóng cã ë d¹ng khÝ, chất lỏng, tinh thể hoặc bán dẫn. Đối với các hệ thống
thông tin quang, các nguồn Laser phát là các Laser bán dẫn và th-ờng là diode
Laser. Khi điện áp và dòng điện đặt vào tiếp giáp p-n càng lớn thì số nguyên
tử bị kích thích càng nhiều, công suất sóng bức xạ càng lớn. Đây là quá trình


7

bức xạ ngẫu nhiên không đồng bộ nên ánh sáng là không kết hợp, lúc này
ch-a xảy ra hiện t-ợng laser. Muốn có Laser thì cần có buồng cộng h-ởng tạo
thành từ các g-ơng phản xạ. Bán dẫn là vật liệu có chiết suất lớn nên ng-ời ta
mài nhẵn hai đầu tinh thể để tạo thành g-ơng phản xạ. Lớp phân cách bề mặt
tinh thể với không khí sẽ phản xạ ánh sáng để tạo ra buồng cộng h-ởng quang.
Hoạt động của Laser là kết quả của 3 quá trình đó là hấp thụ photon,
phát xạ tự phát và phát xạ kích thích. Các loại Laser có thể khác nhau nh-ng
nguyên lý cơ bản của chúng t-ơng tự nh- nhau. Ba quá trình hoạt động của
laser đ-ợc mô tả ở sơ đồ 2 mức năng l-ợng nh- trong hình 1.2.
Trong đó, E1 là năng l-ợng trạng thái nền và E2 là năng l-ợng trạng thái
kích thích. Theo định luật Planck thì sự chuyển dịch giữa hai trạng thái này có
liên quan tới quá trình hấp thụ hoặc phát xạ của các photon có năng l-ợng
hf12 = E2 E1. Bình th-ờng hệ thống ở trạng thái nền. Khi một photon có
năng l-ợng hf12 tác động vào hệ thống thì một điện tử ở trạng thái E1 có thể
hấp thụ năng l-ợng photon và đ-ợc kích thích lên trạng thái E2 nh- hình a. Vì
đây là trạng thái không bền vững nên điện tử sẽ nhanh chóng quay lại trạng
thái ban đầu nh- hình b và phát ra một photon có năng l-ợng hf12 nh- hình c.
Điều này xảy ra mà không có sự kích thích bên ngoài nào đ-ợc gọi là phát xạ tự
phát. Phát xạ này đẳng h-ớng, có pha ngẫu nhiên và xuất hiện nh- một đầu ra

Gaussian băng hẹp.
E2

E2

E2
hf12

E1

E1
a) Hấp thụ

hf12

hf12

hf12

E1

b)Phát xạ tự phát
c)Phát xạ kích thích

Hình 1.2 Ba quá trình chuyển dịch trong hoạt động của laser


8

Điện tử cũng có thể sinh ra để tạo ra một h-ớng dịch chuyển đi xuống

từ mức kích thích tới mức nền nhờ có sự kích thích bên ngoài. Trong hình c,
nếu một photon có năng l-ợng hf12 tác động vào hệ thống trong khi điện tử
vẫn còn ở trạng thái kích thích của nó, thì điện tử sẽ đ-ợc kích thích ngay lập
tức để rơi xuống trạng thái nền và cho ra photon có năng l-ợng hf 12. Photon
đ-ợc phát ra này có pha là pha của photon tới và sự bức xạ ở đây là sự phát xạ
kích thích.
ở điều kiện cân bằng nhiệt, mật độ các điện tử đ-ợc kích thích là rất
nhỏ, cho nên hầu hết các photon tới trên hệ thống đều bị hấp thụ và phát xạ
kích thích là hầu nh- không có. Phát xạ kích thích sẽ v-ợt qua đ-ợc sự hấp thụ
chỉ khi nào tích lũy ở trong trạng thái kích thích lớn hơn trạng thái nền. Điều
này đ-ợc gọi là nghịch đảo tích lũy. Vì đây không phải là điều kiện cân bằng
cho nên nghịch tích lũy đ-ợc thực hiện bằng quá trình bơm. Trong laser bán
dẫn nghịch đảo tích lũy đ-ợc thực hiện bằng cách phun các điện tử vào trong
vật liệu tại tiếp điểm thiết bị để lấp các trạng thái năng l-ợng thấp hơn của
vùng dẫn.
1.2.1.2 Diode phát quang LED
Nh- đà nói ở trên, do quá trình bức xạ tự nhiên không đồng bộ khi có
điện áp và dòng điện đặt vào tiếp giáp p-n tạo ra ánh sáng đây chính là ánh
sáng của diode phát quang LED. Diode phát quang LED (Light Emitting
Diode) là một loại nguồn phát quang dùng rất phù hợp cho các hệ thống thông
tin quang có tốc độ không quá 200 Mbps sử dụng sợi dẫn đa mode. Tuy nhiên
ngày nay trong phòng thÝ nghiƯm ng-êi ta cã thĨ sư dơng c¶ ë tốc độ bit tới
565 Mbps do có sự cải tiến với tốc độ công nghệ cao.
Để sử dụng tốt cho các hệ thống thông tin quang, LED phải có công
suất bức xạ cao, thời gian đáp ứng nhanh và hiệu suất l-ợng tử cao. Sự bức xạ
của nó là công suất quang phát xạ theo góc trên một đơn vị diện tích của bề
mặt phát và đ-ợc tính bằng Watt. Chính công suất bức xạ cao sẽ tạo nên điều


9

kiện cho việc ghép giữa sợi quang và LED dễ dàng và đ-a ra đ-ợc công suất phát
ra từ đầu sợi lớn.
Cấu trúc LED có hai kiểu đ-ợc sử dụng rộng rÃi là cấu trúc tiếp giáp
thuần nhất và cấu trúc tiếp giáp dị thể kép mang lại hiệu quả cao hơn so với
cấu trúc tiếp giáp thuần nhất và nó đ-ợc sử dụng nhiều nhất. Cấu trúc của nó
đ-ợc mô tả ở hình 1.3 :
Dòng điện tử

Năng l-ợng
điện tử

a)

Tái hợp điện
tử và lỗ trống

1,51 eV

+
hf = 820 nm
Dòng lỗ trống
b)

Chỉ số
chiết
suất
1

Vùng tích cực

2

3

4
5

Vùng dẫn sóng

Hình 1.3 Cấu trúc dị thể kép tiêu biểu của LED
a) Sơ đồ vùng năng l-ợng
b) Sự thay đổi chỉ số chiết suất
LED sử dụng cho hệ thống thông tin quang có hai loại cấu trúc đó là
cấu trúc phát mặt (LED phát mặt) và cấu trúc phát cạnh (LED phát cạnh).
Mặt phẳng của vùng phát xạ ánh sáng của LED phát mặt vuông góc với
trục của sợi dẫn quang nh- hình 1.4. Vùng tích cực th-ờng có dạng phiến tròn
đ-ờng kính khoảng 50 m và độ dày khoảng 2,5 m. Mặt phát chủ yếu là
đẳng h-ớng với độ rộng chùm phát là khoảng 120 o.
Độ rộng của nguồn phát khi quan sát từ bất kỳ h-ớng nào cũng ngang
bằng nhau nh-ng công suất lại giảm theo hàm cos với là góc hợp giữa h-íng


10

quan sát với pháp tuyến của bề mặt. Công suất giảm xuống 50% so với đỉnh khi
= 600.
Sợi quang
Giếng khắc
hình tròn

Vật liệu bao phủ
Kim loại

Các lớp
hạn chế

Lớp cấu trúc dị
thể kép
Si02

Si02
Phiến toả nhiệt

Hình 1.4 Cấu trúc của LED phát mặt

Cấu trúc của LED phát cạnh gồm một vùng tiếp giáp tích cực có vai trò
là nguồn phát ánh sáng không tích cực nh-ng lại cao hơn chỉ số chiết suất của
các vật liệu bao quanh (hình 1.5), cấu trúc này hình thành một kênh dẫn sóng
để h-ớng sự phản xạ ánh sáng về phía lõi.
Các dải tiễp xúc đối với LED phát cạnh phải có độ rộng từ 50 đến 70
m. Độ dài của vùng tích cực th-ờng là 100 đến 150m. Để t-ơng đ-ơng với
lõi sợi dẫn quang có đ-ờng kính nhỏ ( 50m đến 100m). Mẫu phát của LED
phát cạnh có định h-ớng tốt hơn so với LED phát mặt.
Các diode phát cạnh (ELED Edge emitting LED) có độ tin cậy để
bảo đảm duy trì chất l-ợng thông tin tốt. Các mức công suất đ-ợc ghép ®èi víi
ELED th-êng n»m trong kho¶ng tõ 2 ®Õn 10m ở điều kiện nhiệt độ phòng.
Có một số loại đặc biệt có thể tạo ra công suất lớn hơn do sự phát xạ cực khỏe.


11

Tuy nhiên công suất riêng này cũng có sự ràng buộc với cả điều kiện nhiệt độ
thay đổi.
Giải tiếp xúc
Lớp dẫn
ánh sáng

Miền hoạt tính

Chất nền

Kim loại
Lớp SiO 2
cách điện

Kim loại

Các lớp dị thể
kép

toả nhiệt

ánh sáng ra

Hình 1.5 Cấu trúc dị thể kép của LED phát cạnh

Tốc độ điều biến phụ thuộc vào cấu trúc nguồn phát LED và các điều
kiện điều khiển. Các thiết bị hiện có trên thị tr-ờng hiện nay đạt tốc độ 200
Mbps, một số thực nghiệm đ-ợc tiến hành với nguồn phát ELED đạt tới 565
Mbps và thậm chí kể cả tới 1,2 Gbps.

Các loại LED phát mặt (SLED-Surface emitting LED) cũng đà đ-ợc sử
dụng với sợi đơn mode. Ưu điểm của loại này có liên kết đơn giản. Nh-ợc
điểm chính của SLED là công suất ghép vào sợi t-ơng đối thấp (khoảng 1,5
w khi làm việc ở tốc độ 565 Mbps) và độ rộng phổ khá rộng.
So sánh hai nguồn phát LED và LD ta thấy LD có công suất phát lớn
hơn, ánh sáng có tính kết hợp và bức xạ trong laser là bức xạ c-ỡng bức trong
khi LED có công suất phát nhỏ hơn, ánh sáng không kết hợp do quá trình bức


12

xạ là ngẫu nhiên tự phát. Tuy nhiên LED lại có -u điểm là cấu tạo đơn giản
công suất phát ít phụ thuộc vào nhiệt độ.
Một số thực nghiệm và ứng dụng LED với sợi dẫn quang đơn mode đÃ
thu đ-ợc kết quả đáng chú ý. Các thực nghiệm đà đạt đ-ợc độ dài lên tới 9,6
Km với tốc độ 2 Gbps và 100 Km với tốc độ 16 Mbps. Độ dài tuyến ở đây bị
giới hạn là vì quĩ công suất và tán sắc gây ra.
1.2.2 Sợi dẫn quang
Sợi quang là một môi tr-ờng truyền dẫn đóng vai trò chủ đạo trong hệ
thống thông tin quang. Việc nghiên cứu chế tạo quang sợi có đặc tính suy hao
và tán sắc tối -u đang đ-ợc quan tâm đặc biệt.
Cáp quang, hay còn gọi là cáp sợi quang bao gồm hai thành phần chính
là sợi quang và các lớp bọc cáp. Sợi quang hay còn gọi là sợi dẫn quang là
thành phần chính của cáp có chức năng truyền dẫn sóng ánh sáng. Các lớp bọc
sợi để tạo thành cáp quang có chức năng chính là bảo vệ sợi khỏi bị tác động
từ các yếu tố bên ngoài. Mỗi một loại cáp có cấu trúc lớp bọc khác nhau phù
hợp với từng môi tr-ờng lắp đặt cáp.
Cấu trúc mặt cắt ngang của sợi quang đ-ợc biểu diễn trên hình sau :
lõi sợi

lớp bọc sơ cấp

Lớp vỏ

Hình 1.6. Mặt cắt ngang của sợi quang
- Lõi sợi (Core): thông th-ờng làm bằng thuỷ tinh hay chÊt dỴo cã chiÕt
st n1.


13

- Líp bäc (clading): bao bäc quanh lâi cã chiÕt suất n 2 và bắt buộc (n2 <
n1) nhỏ hơn chiết suất của lõi để giữ ánh sáng tập trung trong lõi nhờ phản xạ
toàn phần giữa lõi và lớp bäc. Líp bäc nµy cã thĨ lµm b»ng thủ tinh hay chất
dẻo trong suốt.
- Lớp bọc sơ cấp (Primary coating): có tác dụng bảo vệ sợi quang
chống lại sự xâm nhập của hơi n-ớc, tránh bị trầy x-ớc gây nên những vết nứt
và làm giảm ảnh h-ởng uốn vi cong. ChiÕt st cđa líp vá bäc s¬ cÊp lín h¬n
chiÕt suất của lớp bọc nhằm tránh hiện t-ợng có phản xạ toàn phần trên bề
mặt giao tiếp giữa lớp vỏ bọc sơ cấp và lớp bọc, do đó loại bỏ đ-ợc các tia truyền
trong lớp bọc.
Cũng nh- cáp đồng, cáp sợi quang đ-ợc khai thác với nhiều điều kiện
lắp đặt khác nhau. Chúng có thể đ-ợc treo ngoài trời, chôn trực tiếp d-ới đất,
kéo trong cống, đặt d-ới biển. Tùy thuộc vào các điều kiện lắp đặt khác nhau
mà độ dài chế tạo của cáp cũng khác nhau, có thể dài từ vài trăm mét tới vài
kilomét. Các mối hàn sẽ kết nối các tuyến cáp lại với nhau thành một tuyến
cáp hoàn chỉnh.
D-ới đây ta sẽ tìm hiểu kỹ về nguyên lý truyền dẫn ánh sáng trong sợi
quang, cũng nh- tìm hiểu về cấu trúc và cách phân loại sợi quang trong thực tế
1.2.2.1 Bản chất và nguyên lý truyến dẫn ánh sáng trong sợi quang

Nguyên lý cơ bản của truyền dẫn ánh sáng trong sợi quang là dựa vào
hiện t-ợng phản xạ toàn phần của tia sáng tại mặt phân cách giữa hai môi
tr-ờng, khi nó đi từ môi tr-ờng có chiết suất quang lớn hơn sang môi tr-ờng
có chiết suất quang nhỏ hơn (hình 1.7)
Cho một tia sáng đi từ môi tr-ờng có chiết suất n 1 sang m«i tr-êng cã
chiÕt st n2 < n1. Tia tíi (tia 1) hợp với pháp tuyến P của mặt phân cách hai
môi tr-ờng có góc tới . Khi sang môi tr-ờng thứ hai, tia sáng bị khúc xạ và
hợp với ph¸p tun gãc , quan hƯ cđa c¸c gãc  và với các chiết suất n1 và
n2 tuân theo định luật khúc xạ của Snelious.


14

n1 Sin n2 Sin

(1.1)
P


n1.>n2

1

2
B
ộ 2
3
t
h
1

u
q
T
u
a
n
Hình 1. 7 Hiện
t-ợng khúc xạ và phản xạ toàn phần
g

Khi tia tới đạt tới góc T (tia 2) thì nó không đi vào môi tr-ờng thứ hai
nữa, mà bị khúc xạ chạy song song với mặt phân cách, nghĩa là góc khúc xạ T =
900 .
Theo biÓu thøc (1) ta sÏ cã:

Sin T

n2
n1

(1.2)

Nh- vậy điều kiện xẩy ra hiện t-ợng phản xạ toàn phần là:
- Tia sáng đi từ môi tr-ờng chiết quang hơn sang môi tr-ờng kém chiết
quang hơn.
- Góc tới của tia sáng phải lớn hơn góc tới hạn ( > T).
Các định luật phản xạ và khúc xạ ánh sáng ở trên là nguyên lý cơ bản
áp dụng cho việc truyền ánh sáng trong sợi dẫn quang. Trong sợi dẫn quang
các tín hiệu ánh sáng đ-ợc truyền dựa trên phản xạ toàn phần.
1.2.2.2 Cấu tạo và phân loại sợi quang

Sỵi quang cã cÊu tróc nh- mét èng dÉn sãng hoạt động ở dải tần số
quang, nó có dạng hình trụ và có chức năng dẫn ánh sáng lan truyền theo


15

h-ớng song song với trục của nó. Để đảm bảo sự lan truyền của ánh sáng trong
sợi, cấu trúc cơ bản của nó gồm có một lõi hình trụ làm b»ng vËt liƯu thủ tinh cã
chØ sè chiÕt st n1 và bao quanh lõi là lớp vỏ phản xạ hình ống đồng tâm với lõi
có chiết suất n2 < n1.
Sự lan truyền của ánh sáng dọc theo sợi đ-ợc mô tả d-ới dạng các sóng
điện từ truyền dẫn gọi là một mẫu các tr-ờng điện từ và tr-ờng từ đ-ợc lặp đi
lặp lại dọc theo sợi ở các khoảng cách t-ơng đ-ơng b-ớc sóng. Chỉ có một số
mode riêng nào đó là có khả năng truyền theo suốt chiều dài sợi trong số
nhiều mode đ-ợc ghép vào đầu sợi. Lớp vỏ phản xạ không là môi tr-ờng
truyền ánh sáng nh-ng nó là môi tr-ờng tạo ra ranh giới với lớp vỏ và có tác
dụng ngăn chặn các tác động cơ học vào sợi, gia c-ờng thêm cho sợi, bảo vệ
sợi khỏi cọ sát bề mặt. Lớp vỏ này cũng tạo điều kiện để bọc cáp sau này.
Sợi quang đ-ợc phân loại theo nhiều cách nh- phân loại theo chiết suất
khúc xạ, mode truyền dẫn, theo vật liệu điện môi sử dụng
ã Theo dạng phân bố chiết suất
o Sợi có chiết suất chỉ số phân bậc SI
o Sợi có chỉ số chiết suất Gradient GI
ã Theo mode truyền dẫn
o Sợi đơn mode (Single mode)
o Sợi đa mode (multi mode)
ã Theo cấu tróc vËt liƯu
o Sỵi thđy tinh
o Sỵi lâi thđy tinh
o Sợi thuỷ tinh nhiều thành phần

o Sợi chất dẻo