Tài liệu Kỹ thuật thông tin quang - Bài 1: Giới thiệu tổng quát pdf

KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG Bài 1: GIƠI GIỚI THIỆU TỔNG QUAT TONG QUÁT LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN 1790: Claude Chappe (Pháp) − Điện báo quang − 200km vòng 15 phút 1870: John Tyndall (Anh) − Chứng minh ánh sáng có thểå dẫãn theo vòi nước bị uốán cong Định luậät phản xạï toàn phần ị p p 1880: Alexander Graham Bell (Mỹ) - Photophone: không thành công Cần phải có môi trường dẫn ánh sáng thích hợp LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN 1934: Norman R.French (Mỹ) − Nhận sáng chế hệ thống thông tin quang − Dùng thủy tinh đểå truyềàn ánh sáng Môi trường truyền ánh sáng thích hợp 1958: A Schawlow Charles H Townes (My) A va H.Townes (Mỹ) − Xây dựng phát triển laser g q − Ứng dụïng nhiều lónh vựïc: y họïc, quân sựï … Nguồn quang dùng thông tin quang 1966: Charles H.Kao George A Hockham (Mỹ) − Dùng sợi thủy tinh để truyền dẫn ánh sáng − Suy hao lớn ( > 1000dB/km) LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN 1970: Hãng Corning Glass Work (Mỹ) − Chế tạo sợi SI có suy hao < 20dB/km, λ=633nm Thông tin quang đời 1972: Sợi GI chế tạo có suy hao dB/km 1983: Sợi đơn mode (SM) chế tạo Sợi quang SM sử dụng phổ biến ngày có suy hao 0.2 dB/km λ=1550nm ƯU ĐIỂM CỦA THÔNG TIN QUANG Suy hao thấp Dải thông rộäng Trọng lượng nhẹ, kích thước nhỏ Hoan toàn cach Hoàn toan cách điện Không bị can nhiễu trường điện từ Xuyen âm cac sơi Xuyên am giưa sợi quang không kể khong đáng ke Tính bảo mật cao Vật liệu chế tao co nhiều tư nhiên che tạo có nhieu tự nhien NHƯC ĐIỂM CỦA THÔNG TIN QUANG Vấn đề biến đổi quang điện Hàn nối, đo thử sơi quang đòi hỏi thiết bị chuyên ï q g ị y dụng đắt tiền An toàn lao độäng CAC THÀNH PHAN CỦA CÁC THANH PHẦN CUA MỘT TUYEN TUYẾN TRUYỀN DẪN SI QUANG Tín hiệu quang Tín hiệu điện Mạch kích thích Nguồn quang THIẾT BỊ PHÁT Sợi quang Linh kiện thu quang KĐ THIẾT BỊ THU Phục hồi tín hiệu Tín hiệu điện CAC THÀNH PHAN CỦA CÁC THANH PHẦN CUA MỘT TUYEN TUYẾN TRUYỀN DẪN SI QUANG Nguồn quang (Light Source): − Biến đổi tín hiệu điện sang tín hieäu quang − LED (Light Emitting Diode) − LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) Mạch kích thích: − Mạch điện tử − Điều khiển trình biến đổi quang điện Sợi quang (Optical fiber): môi trường dẫn tín hiệ hi äu quang CAC THÀNH PHAN CỦA CÁC THANH PHẦN CUA MỘT TUYEN TUYẾN TRUYỀN DẪN SI QUANG Linh kiện thu quang (photodiode): − Biến đổi tín hiệäu quang thành tín hiệäu điệän q g − PIN − Diode thác lũ APD (Avalanche Photodiode) Khuếch đại: khuếch đại tín hiệu điện để bù lại suy hao đường truyền Phục hồài tín hiệu: nhận biếát giá trị 0,1 chuỗi bít tín hiệu để phục hồi lại tín hiệu ban đau đầu CAC THÀNH PHAN CỦA CÁC THANH PHẦN CUA MỘT TUYEN TUYẾN TRUYỀN DẪN SI QUANG Nếu cự ly truyền dẫn dài hai trạm đầu cuối cần có thêm vài trạm lặp (repeater hay regenerator) Khuếch đại quang-điện (hình vẽ) Khuếch đại quang-quang: EDFA Tín hiệu quang Tín hiệu quang Linh kiện thu quang KĐ Phục hồi tín hiệu Nguồn quang CAC THÀNH PHAN CỦA CÁC THANH PHẦN CUA MỘT TUYEN TUYẾN TRUYỀN DẪN SI QUANG ỨNG DỤNG CỦA THÔNG TIN QUANG Mạng đường trục quốc gia Đương Đường trung ke kế Đường cáp thả biển liên quốc gia Đường truyềàn sốá liệu Mạng truyền hình Tổng đài thành phố A Mạch vòng nội hạt hiệän tai dây đồng ï g Tương lai cáp sợi quang Tuyến cáp quang treo cột Tổng đài thành phố B Các đường dây đ n thoai điệ Các đường dây điện thoai d Mạch vòng nội hạt dây đồng Tương lai cáùp sợi quang MẠNG TRUYỀN DẪN MANG TRUYEN DAN QUANG SDH TẠI VIỆT NAM Mạng truyền dẫn liên tỉnh: − Mạng quốc gia (backbone): + Dài 4000 km nốái Hà Nội TP.HCM + Chia làm vòng Ring: o o o o Vòng 1: Hà nội-Hà Tónh Vòng 2: Hà Tónh-Đà Nẵng Vòng 3: Đà Nẵng-Qui Nhơn Vòng 4: Qui Nhơn-TP.HCM dài 844km dài 843km dài 817km dài 1424km + STM-16/2F-BSHR (hiện triển khai mạng DWDM 20Gb/s) + Hai hệä thống truyền dẫn: cáp q g chôn trựïc tiếp dọïc theo y quang quốc lộ (8 sợi) đường dây điện 500kV (10 sợi) MẠNG TRUYỀN DẪN MANG TRUYEN DAN QUANG SDH TẠI VIỆT NAM Mạng truyền dẫn liên tỉnh (tt): − Các đường truyen dẫn quang lien tỉnh khác: Cac đương truyền dan liên khac: + Hà Nội-Hải Phòng, Hà Nội-HoàBình, TP.HCMVũng Tàu, … + 4F-BSHR (Flat Ring) − Mạng quang DWDM triển khai tương lai MẠNG TRUYỀN DẪN MANG TRUYEN DAN QUANG SDH TẠI VIỆT NAM Mạng truyền dẫn nội tỉnh Cac tuyến cáp Các tuyen cap quang quoc tế: quốc te: − TVH (Thái Lan, Việt Nam, Hồng Công) SEA MEA WE Asia–Middle Asia– − SEA-MEA-WE (South East Asia Middle East Asia West Europe) ... SI QUANG Nếu cự ly truyền dẫn dài hai trạm đầu cuối cần có thêm vài trạm lặp (repeater hay regenerator) Khuếch đại quang- điện (hình vẽ) Khuếch đại quang- quang: EDFA Tín hiệu quang Tín hiệu quang. .. λ=633nm Thông tin quang đời 1972: Sợi GI chế tạo có suy hao dB/km 1983: Sợi đơn mode (SM) chế tạo Sợi quang SM sử dụng phổ biến ngày có suy hao 0.2 dB/km λ=1550nm ƯU ĐIỂM CỦA THÔNG TIN QUANG Suy... đáng ke Tính bảo mật cao Vật liệu chế tao co nhiều tư nhiên che tạo có nhieu tự nhien NHƯC ĐIỂM CỦA THÔNG TIN QUANG Vấn đề biến đổi quang điện Hàn nối, đo thử sơi quang đòi hỏi thiết bị chuyên