he-thong-vien-thong_phung-kieu-ha_chapter4-opticalcomm - [cuuduongthancongcom]

cuu duong than cong . com CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt Tài liệu tham khảo
• Understanding optical communication, IBM redbook, Harry J.R. Dutton
• Kỹ thuật thông tin quang, Vũ Văn San cuu duong than cong . com Phung Kieu Ha, HUST CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt Nội dung
 Truyền ánh sáng trên sợi quang  Các loại sợi quang
 Các vấn đề trong truyền dẫn ánh sáng: suy hao, tán sắc
 Tính toán quỹ đường truyền cuu duong than cong . com Phung Kieu Ha, HUST CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Các dải tần số trong truyền tin
 Việc tăng dung lượng truyền
tin và tốc độ yêu cầu các tần số sóng mang cao  Hệ thống quang 1 GHz->
 Sử dụng các sợi silica có
độ thất thoát cực thấp
 Khởi nguồn với một số kết nối, ngày nay trên 10 MHz cả toàn mạng  Băng thông rất lớn
 Các bộ lặp đặt cách nhau hàng ngàn km
 Thông tin quang về cơ bản 100 kHz ứng dụng trong  ATM (MPLS)  cuu duong than cong . com FDDI 4 kHz  Gb-Ethernet Phung Kieu Ha, HUST CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt Phổ điện từ
WDM: 800 – 1600 nano-meter 802.11: 2.4-5 GHz 0.06 – 0.12 meter
Cách 5 bậc - 105 cuu duong than cong . com
giữa tần số/bước sóng truyền vô tuyến và quang Phung Kieu Ha, HUST CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt Cửa sổ quang Ba bước sóng thông dụng
trong Thông tin Quang - được
gọi là ba cửa sổ truyền dẫn quang μ = 850nm μ = 1300nm μ = 1550nm
Truyền dẫn trong sợi quang
bị ảnh hưởng bởi suy hao tán
xạ hấp thụ tán sắc và hiệu
ứng phi tuyến cuu duong than cong . com Phung Kieu Ha, HUST CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Giản đồ truyền dẫn quang cuu duong than cong . com Phung Kieu Ha, HUST CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt Lịch sử phát triển TTQ
 Alexander Graham Bell là người đầu tiên nghĩ ra ý
tưởng sử dụng các sợi thủy tinh để mang tín hiệu thông tin quang.
 Các sợi và thiết bị quang được chế tạo bắt đầu vào
những năm đầu 1960 và vẫn phát triển mạnh mẽ đến ngày nay.
 Chặng đường phát triển:
 Phát minh ra LASER (cuối những năm 50)
 Chế tạo ra sợi quang suy haothấp (những năm 70)
 Phát minh ra bộ khuếch đại sợi quang ( những năm 80)
 Phát minh ra bộ in-fibre Bragg grating ( 1990) cuu duong than cong . com
 Ghép kênh theo bước sóng (WDM - wavelength Division Multiplexing), 1998 Phung Kieu Ha, HUST CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt cuu duong than cong . com Phung Kieu Ha, HUST CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
 1980: thế hệ 1 – 0.8 µm - GaAs lasers, 45 Mb/s, k/c trạm lặp 10km.
 Thế hệ 2: 1.3 µm, InGaAsP lasers  1981: single-mode fiber
 1987: bit rates 1.7 Gb/s, k/c trạm lặp 50km.
 1990s: thế hệ 3 – 1.55 µm, 0.2-dB/km, 2.5G, k/c trạm lặp 100km
 khó khăn: giãn xung do tán sắc
 Thế hệ 4: khuếch đại quang và ghép kênh quang (WDM)
 1992-2001: cứ 6 tháng gấp đôi dung lượng  2001: 10 Tb/s
 2009: 14 Tb/s, k/c trạm lặp 160km.
 Thế hệ 5: mở rộng băng tần của WDM – băng C (1.53-1.57 µm) => băng 1.30 - 1.65 µm.
 “optical solitons,”: giảm tán sắc do một số hiệu ứng phi tuyến (non-linear
effects) bằng cách sử dụng một số định dạng xung đặ
cuu duong than cong . com c biệt
 2011: 100 Tb/s, k/c trạm lặp 165km. Phung Kieu Ha, HUST CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt Launched power spectra LED OEO OEO OEO P Transmitter Receiver repeater repeater repeater l Multi-mode laser 1.3 mm P OEO OEO Transmitter Receiver repeater repeater l Single-mode laser P 1.55 mm OEO Transmitter Receiver repeater l WDM at l1, l2,... ln P Multi l- WDM- Fiber-amplifier WDM- Multi l- Transmitter MUX EDFA/Raman DEMUX Receiver ,l1 ,l2 ,...ln Multi-mode fiber
cuu duong than cong . com Single-mode fiber OEO Opto-electro-optical repeater repeater Phung Kieu Ha, HUST CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt Phần 1: Sợi cáp quang  Sợi cáp quang là gì?
 Sợi thủy tinh hay plastic có khả năng dẫn ánh sáng dọc theo trục của nó n1
 Sợi cáp bao gồm 3 lớp: n2  Lớp lõi ( core)  Lớp áo (cladding) cuu duong than cong . com  Lớp vỏ bọc (jacket) Phung Kieu Ha, HUST CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt Cấu tạo sợi quang cuu duong than cong . com Phung Kieu Ha, HUST CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt Dung lượng truyền  Băng thông:
 Dải tần sóng rộng 1 nm tại 1550 nm - 133 GHz.
 Dải tần sóng rộng 1 nm tại 1310 nm - 177 GHz.  Tốc độ:
 Công nghệ hiện tại bị giới hạn bởi hệ thống điện tử: 10 Gbps
 Đang nghiên cứu & thử nghiệm hệ thống toàn quang cuu duong than cong . com Phung Kieu Ha, HUST CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Một số hình ảnh về sợi quang
Cáp sợi có khả năng truyền thông tin tương
cuu duong than cong . com đương với bó
cáp đồng ở phía sau trong bức ảnh Phung Kieu Ha, HUST CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt Ưu điểm
 Dung lượng khổng lồ: 1.31 µm hay 1.55 µm cung cấp băng thông 30 THz!!
 Thất thoát trên đường truyền thấp
 sợi cáp quang 0.2 dB/km, cáp đồng 10 … 300 dB/km !
 Có khả năng miễn nhiễm với nhiễu giao thoa
 Không có môi trường điện nguy hiểm
 Crosstalk không đáng kể  Bảo mật tín hiệu
 Ngân hàng, mạng máy tính, hệ thống quân sự
 Sợi cáp và thiết bị có kích thước và trọng lượng nhỏ hơn
 Máy bay, vệ tinh, tàu bè
 Nguyên liệu thô cho các sợi silica rất dồi dào cuu duong than cong . com Phung Kieu Ha, HUST CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt Hạn chế
 Sợi cáp phải được nối với nhau  Sợi cáp bị bẻ cong
 Phát triển các chuẩn trong cáp quang chậm
 Mối, chuột có thể gặm sợi cáp quang cuu duong than cong . com Phung Kieu Ha, HUST CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt Cấu trúc sợi
 Sợi quang: một dải thủy tinh silic rất mỏng  Cấu trúc:  Lớp lõi và lớp áo
 Hai nhân tố quan trọng: cuu duong than cong . com
 Ánh sáng ít thất thoát khi đi dọc sợi
 Sợi quang có thể uốn cong qua các góc mà ánh sáng vẫn Phung Kieu Ha, HUST
có thể ở lại bên trong sợi và được truyền đi quanh các góc CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt Đặc tính
 Đặc tính của sợi thủy tinh
 Sợi quang không được làm từ thủy tinh cửa sổ!!!!!
 Vật liệu của sợi quang là silic nấu chảy nguyên chất
 Lớp lõi và áo cần có chiết suất khác nhau
=>thay đổi chiết suất – dễ dàng đối với silic nấu chảy
Chất pha trộn (Dopant): B2O3, P2O5, TiO2, Al2O3 cuu duong than cong . com Phung Kieu Ha, HUST CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt
Phân loại sợi quang  Theo chiết suất
 Sợi quang chiết suất nhảy bậc (step-index fiber): Chiết
suất lõi đồng đều, có thay đổi nhảy bậc tại ranh giới với vỏ
 Sợi quang chiết suất biến đổi (graded-index fiber): Chiết
suất lõi thay đổi theo hàm của khoảng cách bán kính từ tâm sợi
 Theo số mode sóng truyền
 Sợi đơn mode: truyền một mode sóng cuu duong than cong . com
 Sợi đa mode: truyền vài trăm mode sóng Phung Kieu Ha, HUST CuuDuongThanCong.com
https://fb.com/tailieudientucntt