Khảo sát thực nghiệm về sự truyền tín hiệu tương tự qua sợi quang

Lời cảm ơn
Luận văn này đợc hoàn thành dới sự hớng dẫn tận tình của thầy giáo
TS. Nguyễn Văn Phú. Qua đây tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với
ngời thầy hớng dẫn cho mình thầy đà đặt bài toán, hớng dẫn và giúp đỡ
tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn với thầy giáo PGS. TS. Nguyễn Huy
Công, TS. Trần Mạnh Hùng và các thầy giáo, cô giáo khoa Vật lí và các thầy
giáo, cô giáo khoa đào tạo Sau đại học Trờng đại học Vinh là những ngời đÃ
giảng dạy, hớng dẫn, giúp đỡ tác giả học tập và tiếp thu nhiều kiến thức khoa
học trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn.
Tác giả xin cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ của gia đình, bạn bè và những
ngời thân, cơ quan và đồng nghiệp nơi tác giả công tác đà tạo mọi điều kiện
giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn.
Vinh tháng 11 năm 2009
Tác giả: Hồ Đình Cửu


MC LC
Trang

Lời cảm ơn
BNG CC CH VIT TT. ..3
M U …………………………………………………..................4
CHƯƠNG I . TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT SỢI QUANG VÀ
CÁC DẠNG TÍN HIỆU QUANG................................6
I.

Các khái niệm cơ bản về sợi quang…………... ........ ..6

1.1.

Cấu trúc sợi quang………………………... .….. ............6

1.2 .

Tính chất của sợi quang……………........………..…....10

1.2.1. Suy giảm………………………..…………………...... 10
1.2.2. Hấp thụ do tạp chất…………………………...……......11
1.2.3. Mất mát do phân tán:………………………..................11
1.2.4. Hấp thụ của vật liệu……………………………………11
1.2.5. Hấp thụ do điện tử……………………………………...11
1.3.

Ghép nối sợi quang…………………………….…........12

1.3.1. Các mối nối…………………………………..…..….....12
1.3.1.1.Tổn thất trong mối nối …………….………….…...….12
1.3.1.2.Mối nối bằng cách nóng chảy…………………..…......14
1.3.1.3.Các mối nối cơ khí……………………...………..........15
1.3.2. Các đầu nối…………….………………….…….….…..16
1.3.3. Sự ghép nối nguồn với sợi quang………..…………......18
1.3.4. Ghép nối giữa sợi quang và máy dị…….……...............19
II.

Các dạng tín hiệu sử dụng trong thơng tin quang......20

2.1.

Tín hiệu số…………………………………………..….21

2.1.1 Dữ liệu NRZ……………………………………….........21
2.1.2 Mã Manchester…………………………………….…....22

2


2.1.3. Mã Bi - Phase Mark/ Space………………………....….23
2.1.4. Sơ đồ mạch điện của mạch mã hóa…………………...23
2.2.

Tín hiệu tương tự…………………………………..….24

2.1.

Các hệ thống thông tin tương tự……………………….24

III .

Kết luận……………………………………………….26

CHƯƠNG II. KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM Q TRÌNH
TRUYỀN TÍN HIỆU TƯƠNG TỰ QUA SỢI QUANG…..27
2.1.

Giới thiệu modul UTF1 .................................................27

2.2

Mô tả tổng quát...............................................................29

2.3.

Khảo sát thực nghiệm sự truyền tín hiệu tương tự qua
sợi quang........................................................................37

2.3.1. Mục đích thí nghiệm.......................................................37
2.3.2 .Các kết quả thí nghiệm............................................... ...37
2.3.2.1. Khảo sát tín hiệu vào/ ra hai đầu sợi quang.................37
2.3.2.2. Khảo sát sự truyền tín hiệu có trộn Video/Audio
qua sợi quang..................................................................39
2.3.2.3. Khảo sát tín hiệu ra và tín hiệu vào khi thay đổi tần số
của tín hiệu đầu vào qua sợi quang................................43
2.3.2.4.

Điều chế FM - Máy phát bằng thực nghiệm (Dựa

vào modul UTF1).....................................................................47
2.4.

Kết luận……………………………............................50

KẾT LUẬN CHUNG………………........……….………….…....51
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………..........…………….....53
3


BẢNG CÁC CHỬ VIẾT TẮT
TTL

Mạch lơ gic transistor

ECL

Nguồn hóa quang do dòng điện sinh ra

MUX

Bộ trộn Video/Audio

DMPX

Bộ tách Video/Audio

IF

Dòng bộ máy phát

PLL

Mạch đóng pha

XOR

Mạch hoặc

PWM

Điều chế xung mã

VOC

Mạch trộn điều hưởng

VCO

Điện áp điều hưởng

NTT-FC/ PC

Tên đầu nối

ST; SMA; TBA

Tên đầu nối

J1; J2…

Các dắt để nối dịng điện trong bộ thí nghiệm

T1; T2…

Các transistor trên bộ thí nghiệm

IC

Nguồn

FC/PC

Điều khiển/ mạch vào

HBFR

Thiết bị đo sự cân bằng nhiệt

LED

Điốt phát quang

DC

Dòng điện một chiều

PD

Photodiode

TDM

Bộ tách kênh

PCM

Bộ dồn kênh/ Bộ phân đa kênh

NRZ

Định dạng không quay trở lại 0

Tx

Phát băng tần

Rx

Thu băng tần

FDM

Dồn kênh bộ phận theo tần số.
4


MOD

Điều biến FM (tần số)
MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây các nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng

thực tiễn của công nghệ truyền dẫn cáp sợi quang đã được sử dụng rộng rãi
trên toàn thế giới. Hiện nay ở Việt Nam thông tin quang sợi đã và đang
được lắp đặt và sử dụng trên tồn mạng lưới viễn thơng, đóng vai trò chủ
đạo trong các tuyến truyền dẫn internet, truyền dẫn điện thoại, truyền hình
cáp …. thay thế cho tuyến thông tin cáp đồng trục truyền thống [TTQ].
Ứng dụng hệ thống thơng tin quang có nhiều thuận lợi hơn so với
các phương tiện cáp truyền thống, đó là: Băng thơng rộng hơn, do đó dung
lượng truyền dẫn cao hơn, kích thước nhỏ, suy hao thấp; điều này cho phép
kết nối trên khoảng cách lớn mà không cần khuyếch đại trung gian. Tất cả
các ưu điểm trên dẫn đến việc hạ giá thành truyền dẫn cũng như nâng cao
khả năng ứng dụng trong cuộc sống.

Việc nghiên cứu về sự truyền tín hiệu qua sợi quang đã được khảo
sát trong chương trình học chuyên ngành quang học và một số ngành khác
trong đào tạo cao học, đại học ... Song việc nghiên cứu bộ môn thông tin
quang sợi trong đa số các trường Đại học chủ yếu là nghiên cứu lý thuyết,
việc khảo sát thực nghiệm cịn rất ít được đề cập dẫn đến khoảng cách lớn
giữa lý thuyết đã nghiên cứu và thực tiễn ứng dụng cơng nghệ truyền
thơng.
Modul UTF1 có sẵn trên phịng thí nghiệm Quang phổ là một bộ các
thiết bị tích hợp 10 bài thí nghiệm mơ phỏng các cách thức truyền dẫn và
xử lý tín hiệu, từ tín hiệu tương tự đến tín hiệu số trong thơng tin quang.
Các khối trên bộ mạch chính của Modul UTF1 hoạt động với chức năng
độc lập tạo thành các bài thí nghiệm mơ phỏng hoạt động riêng rẽ. Khảo
sát, lắp đặt, triển khai và đưa vào sử dụng các bài thí nghiệm trên modul
UTF1 đang là vấn đề cấp thiết hiện nay. Việc triển khai các bài thí nghiệm
5


này sẽ góp phần nâng cao chất lượng đào tạo học viên chuyên ngành
Quang học, khắc phục khoảng cách giữa lý thuyết và thực nghiệm. Chính
vì vậy, chúng tơi đặt vấn đề “Khảo sát thực nghiệm về sự truyền tín hiệu
tương tự qua sợi quang bằng modul UTF1”.
Ngoài phần mở đầu và kết luận, nội dung của luận văn được chia
thành 2 chương chính như sau:
CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT SỢI QUANG VÀ
CÁC DẠNG TÍN HIỆU QUANG
Trong chương này chúng tơi trình bày tổng quan các khái niệm cơ
bản về sợi quang, đó là: Cấu trúc sợi quang, một số tính chất của sợi quang
như là: độ suy giảm của tín hiệu, sự hấp thụ do tạp chất, mất mát do phân
tán hay mất mát do hấp thụ của các điện tử.
Trong chương này, chúng tơi trình bày về các loại tín hiệu thường

được sử dụng trong công nghệ truyền dẫn quang.
CHƯƠNG II - KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM Q TRÌNH
TRUYỀN TÍN HIỆU TƯƠNG TỰ QUA SỢI QUANG
Trong chương này chúng tôi mô tả tổng quát sơ đồ khối bộ thí
nghiệm (modul UTF1), các bước tiến hành trong q trình thí nghiệm, mơ
tả các dạng sóng vào, sóng ra, tính biên độ và tần số của chúng ở hai đầu
sợi quang. Từ các kết quả thu được chúng tơi khảo sát đặc tính tần số, tính
tốn biên độ về sự truyền tín hiệu tương tự trong sợi quang khi có trộn
video/audio.
Phần kết luận chung của luận văn là nêu lên một số kết quả đạt được
trong quá trình nghiên cứu đề tài.

6


CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT QUANG SỢI VÀ CÁC
DẠNG TÍN HIỆU QUANG
I. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ SỢI QUANG
1.1. Cấu trúc sợi quang
Trong hệ thống thông tin quang, sợi quang là thành phần quan trọng
nhất, đóng vai trị truyền dẫn sóng ánh sáng mang thơng tin. Cấu trúc sợi
quang gồm phần lõi và phần vỏ bao quanh. Chiết suất n 1 của vật liệu làm
lõi phải lớn hơn chiết suất n2 của vật liệu làm vỏ.
Thuật ngữ sợi quang theo nghĩa chung chỉ đến nhiều loại sợi của các loại
vật liệu khác nhau (thuỷ tinh, nhựa…) với các kích thước và tính chất khác
nhau (ví dụ như độ suy hao thay đổi từ dưới 1dB/km đến hàng trăm
dB/km).
Như vậy sợi quang và cáp không phải cấu trúc bằng một vật liệu
đồng nhất, mà nó bao gồm những lớp vật liệu đồng tâm với những đặc tính
khác nhau. Phần nhân trung tâm của sợi quang gọi là lõi (hình 1.1) nó là

một ống trụ vật liệu trong suốt có chiết suất n 1. Một lớp đồng trục của một
loại vật liệu trong suốt khác có chiết suất n 2 (thấp hơn của lõi) bọc chung
quanh lõi. Sau đây chúng ta sẽ giải thích cho thấy điều kiện này đảm bảo
tập trung năng lượng ánh sáng vào trong lõi. Lớp này gọi là vỏ và hoàn
chỉnh cấu trúc của sợi quang như là một ống dẫn sáng.[2]
Phần lớn các sợi quang sử dụng hiện nay được chế tạo từ thủy tinh
Silic (SiO2) hoặc plastic. Đễ thay đổi chiết suất giữa vỏ và lõi người ta cấy
thêm vào một số tạp chất vào thủy tinh. Nếu là sợi quang plastic thì dùng
hai loại plastic khác nhau để làm vỏ và lõi.[4]
Dưới đây là một vài kích thước tiêu biểu của lõi và vỏ của những sợi
quang thông dụng nhất:

7


Kích thước lõi và vỏ của một số sợi quang
- Sợi nhựa:
* Lõi = 480 µ m
* Vỏ = 1000 µ m
- Sợi quang chiết suất nhảy bậc
* Lõi = 100 µ m
* Vỏ = 140 µ m
- Sợi quang chiết suất giảm dần
* Lõi = 50 µ m
* Vỏ = 125 µ m
- Sợi quang đơn mốt:
* Lõi = 10 µ m
* Vỏ = 125 µ m.
Kích thước lõi và vỏ của sợi quang thường được chỉ thị bằng tỉ số
giữa hai giá trị của hai đường kính của nó ngăn cách bằng dấu gạch chéo.

Ví dụ: 50/125 có nghĩa là sợi quang có lõi với đường kính 50 µ m và vỏ với
đường kính 125 µ m.
- Phần đệm.
Như đã nêu trên, thành phần chính của sợi quang trần là lõi và vỏ.
Cấu trúc của sợi quang trần rất yếu, vì vậy nhằm mục đích bảo vệ sợi
quang người ta tăng cường bằng nhiều lớp vỏ bọc (lớp đệm) khác nhau.
Thông thường cấu trúc của sợi quang được sắp xếp như ở (hình 1.1)
+ Lớp đệm chính làm bằng nhựa epoxy (đường kính 250 µ m đối với sợi
quang có vỏ 125 µ m).
+ Lớp đệm trung gian bằng silicon (đường kính 410 µ m)
+ Lớp đệm thứ hai bằng nhựa (đường kính 900 µ m).
Sau khi được bao phủ, sợi quang trần là thành phần cơ bản tạo nên
cáp quang đơn và cáp quang đa sợi.

8


Lớp đệm thứ hai bằng
nhựa 900 µ m
Lớp đệm trung gian 410 µ m
Lớp đệm chính bằng nhựa 250 µ m

Võ bọc
Lõi

125 µ m
50 µ m

Sợi trần

Hình 1.1: Cấu trúc sợi quang.
- Cáp quang đơn.
Cáp quang đơn là sợi quang cơ bản bao gồm lõi, vỏ và lớp đệm
chính. Nó có thể được cấu trúc theo 2 loại chính:
+ Cấu trúc lỏng (hình 1.2a)
+ Cấu trúc chặt (hình 1.2b)
Trong trường hợp đầu sợi quang được bọc trong một ống nhựa bảo
vệ, thông thường ống này được đổ đầy hợp chất polyurethane chống thấm
nước, không cắt đứt sợi quang. Cấu trúc này được dùng cho những kết nối
thông tin đường dài và cho phép một độ dịch chuyển sợi quang nhất định.
Do đó sự giãn nở hay co rút do sự thay đổi nhiệt độ hay do sự kéo
giãn cơ học, có thể được bù trừ. Trong trường hợp khác những biện pháp
bảo vệ nhiều hơn, như thêm vào gân tăng cường và vỏ bọc ngoài.

9


Lớp võ bọc

Lớp võ ngồi

Sợi

Lớp đệm chính

Sợi
Gân tăng cường
Ống bảo vệ

Lớp đệm thứ hai

a)

b)
Hình 1.2: a, Cấu trúc lỏng
b, Cấu trúc chặt

- Cáp quang đa sợi
Ngồi cáp quang đơn cịn có cáp quang đa sợi. Mỗi sợi cáp chứa từ
vài sợi cho đến hàng trăm sợi quang. Hình 1.3 cho thấy cấu trúc của các
cáp quang đa sợi.
Cáp 6 sợi
Băng tổng
hợp

Phần tử trung tâm
Sợi

Băng nhôm
Võ bọc

Băng tổng hợp

Lớp võ bọc bằng đồng

Sợi trung tâm

Hình 1.3: Cấu trúc của một cáp quang đa sợi
1.2. Tính chất của sợi quang
10

1.2.1. Suy giảm
Mất mát do tiếp xúc nguồn/sợi, sợi/nguồn và sợi/đầu thu gây nên mất
mát trên đường truyền. Các mất mát xuất hiện cũng có thể do uốn cong của
sợi quá lớn làm cho tia sáng gặp biên giới một góc nhỏ hơn góc tới hạn

θ

c

hoặc mất mát do độ dài của sợi quang. Bởi vì các mất mát này xuất

hiện tự nhiên nên chúng ta có thể loại trừ bằng cách chú ý trước. Tuy nhiên
sợi quang cũng hấp thụ một số ánh sáng [4].
Đặc trưng hấp thụ bước sóng của sợi quang thơng thường được chỉ
ra trên hình 1.4. Trên hình này cũng chỉ ra tương quan độ lớn của bốn
nguồn suy giảm khác nhau: hấp thụ điện tử, tán xạ Rayliegh, hấp thụ do vật
liệu và hấp thụ do tạp chất. Chúng ta nghiên cứu các cơ chế này.
1.2.2. Hấp thụ do tạp chất
Trong thuỷ tinh thông thường, các tạp chất như hơi nước, các ion
kim loại làm trộn hơn đặc trưng hấp thụ. Tuy nhiên thủy tinh thường là rất
mỏng mất mát này không phải quan tâm lắm. Ngược lại trong sợi quang
với độ dài hàng km thì sự hấp thụ của tạp chất sẽ tạo nên sự hấp thụ lớn
thậm chí làm cho sợi quang khơng sử dụng được. Thủy tinh dùng làm lăng
kính sẽ gây mất mát hàng nghìn dB/km. Ngược lại nếu ta tạo ra được cửa
sổ của thủy tinh sử dụng trong sợi quang thì ta có thể nhìn qua độ dày
30km.
Sự xuất hiện của hơi nước làm tăng thêm mất mát ngồi. Liên kết
OH hấp thụ ánh sáng ở bước sóng 2,7 µm. Nếu tương tác cộng hưởng với

silicon sẽ gây nên các đỉnh hòa ba bậc hai hấp thụ ở bước sóng 1,4µm và
họa ba bậc ba 0,725µm (xem hình 1.4). Nằm giữa các đỉnh là vùng hấp thụ
yếu gọi là cửa sổ truyền qua ở bước sóng 0,85 µm; 1,3 µm và 1,55µm. Nếu
nồng độ hơi nước càng lớn thì số đỉnh càng nhiều hơn, do đó giảm nồng độ
hơi nước là rất quan trọng.

11


Để giảm được mất mát xuống dưới 20dB/km, mật độ hơi nước yêu
cầu phải nhỏ hơn vài phần tỷ. Giá trị này có thể đạt được bằng cách lắng
đọng pha khí trong q trình sản xuất [4].
1.2.3. Mất mát do phân tán (Tán xạ Rayleigh )
Tán xạ RayLeigh xuất hiện do tán xạ của ánh sáng từ các cấu trúc vi
mơ khơng bình thường trong lõi. Điều này giống như ánh sáng màu xanh
xuất hiện trên bầu trời do sự tán xạ ánh sáng từ các hạt bụi nhỏ trong khí
quyển. Sự khơng bình thường này thơng thường phụ thuộc vào quá trình
khuyếch tán mật độ gây ra do quá trình đóng băng trong q trình sản xuất.
Mất mát do tán xạ Rayleigh đặc biệt quan trọng cần phải chú ý đến
khi có bước sóng truyền cùng cở với đường kính của vùng tán xạ. Thực tế
mất mát này sẽ giảm khi bước sóng lớn hơn bốn lần kích thước vùng tán
xạ, do đó nên sử dụng ánh sáng có bước sóng dài [4].
1.2.4. hấp thụ của vật liệu
Sử dụng bước sóng dài sẽ giảm được mất mát. Về nguyên tắc điều
này hoàn toàn đúng, song các liên kết nguyên tử gắn liền với vật liệu lõi
cũng sẽ hấp thụ ánh sáng ở bước sóng dài; đây là hấp thụ vật liệu. Mặc dù
bước sóng cơ bản của liên kết hấp thụ nằm ngoài vùng quan tâm, nhưng
các họa âm của nó lại quan trọng. do Do đó hoạt động ở bước sóng lớn hơn
1,55 µ m sẽ khơng giảm được mất mát. Tuy nhiên nếu có sợi quang làm
bằng thủy tinh pholo rite (ZrF4 ) sẽ truyền được ánh sáng có bước sóng lớn

hơn [4].
1.2.5. Hấp thụ do điện tử
Trong vùng cực tím, ánh sáng bị hấp thụ bởi các điện tử trong vật
liệu lõi do sự kích thích của các phơ tơn. Trong thuỷ tinh silic thì đỉnh hấp
thụ xuất hiện trong vùng cực tím tại bước sóng 0,14 µ m. Tuy nhiên các họa
âm của nó nhảy qua vùng 1,0 µ m, nằm trong cửa sổ truyền và gây ra mất
mát [4].
12


Tản xạ Rayleigh
Hấp thụ của tia
hồng ngoại
Mất mát do vật liệu

Hấp thụ của
tia cực tím

Hấp thụ của ánh sáng
do liên kết OH

Hình 1.4: Mơ tả ở đường cong suy giảm của sợi thuỷ tinh [2].
1.3.

Ghép nối sợi quang

1.3.1.

Các mối nối

1.3.1.1. Tổn thất trong mối nối
Tổn thất về năng lượng trong các mối nối có thể phân thành hai loại
như sau:
- Các tổn thất nội tại
- Các tổn thất bên ngoài.
Các tổn thất nội tại là do tính khơng đồng nhất của các thông số của
các sợi quang, như được miêu tả trong hình 1.6.
Các tổn thất bên ngồi là do sự đặt lệch của sợi quang ở tại mối nối
và do kỹ thuật ghép nối và do thiết bị nối.
Có ba loại đặt lệch, được miêu tả trong hình 1.7
13


Hình 1.6: Tổn thất nội tại trong các mối nối

14


a)

b)

c)
Hình 1.7: Tổn thất bên ngồi các mối nối
1.3.1.2. Mối nối bằng cách nóng chảy
Mối nối nóng chảy được thực hiện theo các công đoạn sau:
- Đầu của các sợi quang phải cắt, rửa sạch và gối lên nhau.
- Chúng phải được tiếp xúc với nhau.
- Thực hiện nung nóng chảy: bằng cách này 2 sợi quang sẽ được nối với
nhau (hình 1.6).

Có 3 kỹ thuật nối nóng chảy được phân loại theo cách phát nhiệt, đó là:
- Nóng chảy bằng ngọn lửa: nguồn nhiệt là một ngọn lửa cực nhỏ, sinh ra
từ việc đốt cháy hỗn hợp ôxy và propane. Đây là kỹ thuật nóng chảy được
phát minh ra đầu tiên và bây giờ đã lỗi thời.
- Nóng chảy bằng lazer: nguồn nhiệt là lazer CO2. Kỹ thuật này đang được
phát triển và chưa hoàn chỉnh.
15


- Nóng chảy hồ quang: nhiệt được tạo ra bằng một dịng điện hồ quang
phóng qua giữa hai điện cực. Đây là kỹ thuật thông dụng nhất được áp
dụng rộng rãi vì nó đơn giản và hiệu quả.
Tổn thất gây ra bởi mối nối nóng chảy phụ thuộc vào kích thước của
lõi và có giá trị thấp hơn 0.05dB.
1.3.1.3. Các mối nối cơ khí.
Các mối nối cơ khí đơn giản là bao gồm nối giáp mặt ba khoá của
đầu sợi quang.
Các mối nối kiểu này tiện lợi so với kiểu nối nóng chảy trong trường
hợp nối tạm thời và nhanh. Có rất nhiều kỹ thuật khác nhau có thể sử dụng
để nối cơ khí. Có hai loại nối chính thường dùng là:
- Nối theo kiểu ống dẫn: bao gồm một ống có lỗ với đường kính bằng với
đường kính của sợi quang (hình 1.8a).
- Nối theo kiểu tạo đường rãnh: gồm có một rãnh hình chữ V khắc trên một
đĩa kim loại, nhựa, silicon, sứ hoặc các vật liệu khác. Kết nối kiểu này bao
gồm đưa đầu sợi quang nhúng vào một loại chất kết dính, sau đó đầu nối
được bảo vệ bởi một lớp vỏ bọc (hình 1.8b).
Tổn thất do mối nối cơ khí phụ thuộc vào kích thước và lõi có thể có
giá trị thấp hơn 0.2dB.

16

Hình 1.8: Mối nối cơ khí
1.3.2. Các đầu nối.
Các đầu nối là thiết bị dùng để kết nối hai sợi quang với nhau hoặc là
một sợi quang với một nguồn tín hiệu hoặc 1 đầu dị một cách ổn định chứ
khơng phải là vĩnh viễn. Hệ thống nối có thể bao gồm một đầu nối đực
(dùng cho sợi quang) và một đầu nối cái (ở trên thiết bị nguồn hoặc đầu dò)
hoặc là cả hai đầu nối đực được nối với nhau thơng qua bộ chuyển đổi đầu
cái.
Có nhiều đầu nối cho sợi đa mode và nhiều đầu nối cho sợi đơn
mode. Rõ ràng là mức độ chính xác cơ khí cho các đầu nối của loại sợi đơn
mode địi hỏi cao hơn vì kích thước lõi của sợi đơn mode nhỏ hơn và nó
cần phải giảm tối thiểu việc đặt lệch các sợi quang.
Tổn thất do đầu nối phụ thuộc vào những lý do đã phân tích ở trên,
nó phụ thuộc vào loại đầu nối và có giá trị trung bình từ 0.5dB (đầu nối
hình nón đơi, đầu nối ST) đến khoảng 1dB (đầu nối SMA).
Có nhiều loại đầu nối được sản xuất bởi các nhà sản xuất khác nhau
hoặc là được cải tiến từ những đầu nối sẵn có. Những đầu nối thơng dụng
17


nhất là: ST, SMA, NTT-FC, NTT-PC, đầu nối hình nón đôi. Sợi chất dẻo
thường sử dụng loại đầu nối do HewlettPackard sản xuất, tên là Snap-inHp.
(Hình 1.9)

Cáp

Khớp nối

Sợi

Thân

Hình 1.9: Cấu trúc của một đầu nối Snap-in HP
Cấu trúc của một đầu nối sợi quang thơng thường gồm có bốn thành
phần chính (hình 2.0).
- Vịng đệm: bộ phận này của đầu nối được đặt vào chỗ đế. Mặt trước của
nó giáp với đầu sợi quang. Một số đầu nối (ST, SMA905, NTT FC/PC ) có
vịng đệm thẳng. Những đầu nối khác (SMA906) có vịng đệm theo bậc
cịn những loại khác (đầu nối hình nón đơi có vịng đệm hình nón).
- Đai ốc nối: được sử dụng để bắt chặt đầu nối vịng đệm hình nón.
+ Loại lưỡi lê (ST, FC): được đặt vào phía trong đường dẫn của đế
+ Loại vặn (SMA, hình nón đơi): được đặt vào đường ren của đế
- Thân sau: là nơi mà sợi quang và cáp bọc bên ngồi neo vào đó.
- Lớp võ bọc ngồi có khía: dùng để khố cáp bọc ngồi vào thân sau đó
của đầu nối.
.

18


Cáp

Sợi

Lớp võ

Khớp nối

Ghép nối

Vòng đệm

a)
Vòng đệm

Khớp nối

Cáp Sợi

Thân sau
b)

Kết thúc sợi

Ghép nối

Hình 2.0: Cấu trúc của các đầu nối
a. ST
b. SMA
Điốt quang
Điốt Laser
Ghép nối thấu kính

Sợi đi sam

Hình 2.1: Điốt lazer và điốt quang điều khiển.
1.3.3. Sự ghép nối nguồn với sợi quang.

19