Truyền thông quang pptx

1. Giới thiệu chung: Những thành phần cơ bản của hệ thống truyền dẫn quang: Hệ thống truyền dẫn quang bao gồm các phần tử phát xạ ánh sáng (nguồn sáng), các sợi quang (môi trường truyền dẫn) và các phần tử thu để nhận ánh sáng truyền qua sợi quang. Các phần tử sau đây được chọn để sử dụng: (1) Phần tử phát xạ ánh sáng a. Điôt Laser (LD) b. Điôt phát quang (LED) c. Laser bán dẫn (2) Sợi quang a. Sợi quang đa mode chỉ số bước b. Sợi quang đa mode chỉ số lớp c. Sợi quang đơn mode (3) Phần tử thu ánh sáng a. Điôt quang kiểu thác (APD) b. Điôt quang PIN (PIN - PD) .Các thành phần chính của một tuyến gồn có khối phát quang, cáp sợi quang và khối thu quang, trạm lặp. Khối phát quang: gồm có mạch điều khiển và nguồn sáng thực hiện việc điều biến các tín hiệu điện vào thành các bức xạ quang để truyền đi. Các hệ thông thông tin quang hiện nay đang làm việc theo nguyên lý điều biến trực tiếp cường độ ánh sáng và tách sóng trực tiếp (IMĐ) - Cáp sợi quang : gồm các sợi dẫn quang va lớp vỏ bọc xung quanh để bảo vệ khỏi tác động môi trường bên ngoài.Cáp sợi quang dùng để truyền ánh sáng. - Trạm lặp: do tín hiệu truyền dẫn trên đường truyền bị tiêu hao và méo nên sau một khoảng thời gian nhất định, phải có trạm lặp để khuyếch đại và tái sinh tín hiệu. Việc tái sinh tín hiệu quang hiện nay phải trải qua 3 bước + Chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện + Sửa đổi dạng tín hiệu méo và tái sinh tín hiệu dưới dạng điện + Chuyển đổi tín hiệu điện đă tái sinh và khuyếch đại thành tín hiệu quang để tiếp tục phát đi - Khối thu : gồm các bộ tách quang, bộ khuếch đại và khôi phục tín hiệu ở đầu thu, các tín hiệu quang được biến đổi thành các tín hiệu điện thông qua bộ tách sóng quang, sau đó được khuếch đại và giải mă trở lại tín hiệu ban đầu. 2. Quá trình phát triển: Năm 1960, việc phát minh ra laser để làm nguồn phát quang đă mở ra một thời kỳ mới có ý nghĩa rất to lớn trong lịch sử của kỹ thuật thông tin sử dụng dải tần ánh sáng (10 14 – 10 15 Hz). Các hệ thống thông tin quang thực nghiệm đầu tiên sử dụng không khí làm môi trường truyền dẫn. Những thực nghiệm ban đầu đă thu được những kết quả khá khả quan, nhưng do chi phí trong các khâu quá tốn kém, kinh phí tập trung trong việc sản xuất ra các thiết bị để vượt qua trở ngại về thời tiết (mưa, sương mù, tuyết…) là quá lớn. Do đó hệ thống thông tin quang sử dụng môi trường truyền dẫn là không khí chỉ được ứng dụng trong quân sự và trong nghiên cứu khoa học. Cũng trong thời kỳ này, người ta đă phát minh ra sợi dẫn quang và việc sử dụng sợi dẫn quang làm môi trường truyến dẫn, nhưng độ suy hao sợi quang lúc này là rất lớn khoảng 1000 db/km nên vẫn chưa được sử dụng trong thực tế. Trong thập niên 1960,K.C.Kao và G.A. Hockham đã chứng minh tính khả thi của việc truyền tải thông tin đã được mã hóa thành các tín hiệu ánh sáng thông qua một sợi thủy tinh.Tuy nhiên,việc chế tạo thủy tinh nguyên chất có thể mang các tín hiệu ánh sáng mà không bị thất thoát chỉ thành công trong nhưng năm 1970 tại Bell Laboratories. Cuộc cách mạng thông tin sợi quang đă được mở ra. Từ đó các nhà nghiên cứu khoa học đă không ngừng cố gắng phát minh, các sợi quang dẫn có suy hao nhỏ lần lượt ra đời. Ngay sau đó,các sợi đơn quang(single-mode) được phát triển,tỉ lệ thất thoát ánh sáng ít hơn và hỗ trợ tốc độ dữ liệu cao hơn. Cột mốc tiếp theo đó là sự phát triển của phương thức ghép kênh theo bước sóng(Wave division multiplexing),tăng khả năng của các sợi một cách đáng kể. Ghép kênh phân chia theo bước sóng với mật độ cao (DWDM) là bước tiến triển tiếp theo,làm tăng khả năng của các sợi đến xấp xỉ một ngàn byte. Năm 1976, hệ thống thông tin quang lần đầu tiên được lắp đặt tại Atlanta (Mỹ) với cự ly lặp 10km, tốc độ 45 MbPs. Đầu năm 1980, các hệ thống thông tin tiện sợi quang được phổ biến với mức sóng làm việc 1300 nm. Ngày nay sợi quang đă đạt đến mức suy hao rất nhỏ, giá trị suy hao 0,154 db/km tại bước sóng 1550 nm. Giá trị suy hao đă gần đạt tới trị số lý thuyết cho các sợi đơn mode 0,14 db/km 2.1. Truyền thông sử dụng cáp quang đa chế độ(mutimode) Một hệ thống truyền thông sử dụng cáp quang đa chế độ được hiển thị trong hình minh họa 2.1.1. Đi-ốt phát sáng(LED) hoặc laze bán dẫn được sử dụng cho những khoảng cách lớn hơn là nguồn sáng ở máy phát. Để truyền tải bit 1, LED được bật trong suốt khoảng thời gian của chu kỳ xung ;để truyền tải bit 0, LED được tắt trong suốt khoảng thời gian của chu kỳ xung. Việc tách sóng quang vào cuối quá trình nhận biến đổi tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện. Các băng tần 800 và 1300 nanomet (nm)được sử dụng cho quá trình truyền Tốc độ dữ liệu lên đến 140 Mbps có thể được hỗ trợ bởi các hệ thống truyền thông cáp quang. Hình 2.1.1 hệ thống truyền thông sử dụng cáp quang đa chế độ Trong hệ thống sợi đa quang, nó sẽ có 1 đi-ốt phát sáng hoặc laze vào lúc truyền và bộ tách sóng quang vào lúc nhận. Các sợi đa quang có hệ số suy giảm 0.5 dB/km. Nếu khoảng cách giữa thiết bị truyền và thiết bị nhận lớn hơn 10km,sự phục hồi dữ liệu là rất cần thiết và tốn kém nếu sử dụng cho sự truyền dữ liệu ở những khoảng cách lớn. Trong sợi quang đa mode,ánh sáng di chuyển theo các phương pháp truyền phức tạp,và mỗi phương pháp lại có vận tốc khác nhau. Xung nhận được vào cuối quá trình nhận bị biến dạng. Điều này được gọi là quá trình phân tán đa phương thức. Ưu điểm chính của sợi đa quang là chi phí thấp,vì thế nó được sử dụng như một phương tiện truyền dữ liệu trên những khoảng cách nhỏ. 2.2. Truyền thông sử dụng sợi quang chế độ đơn (single mode) Hệ thống Truyền thông sử dụng sợi quang chế độ đơn được thể hiện như trong hình 2.2.1, bước sóng trong khoảng 1300-1550 nm. Tốc độ truyền dữ liệu của hệ thống này có thể đạt tới lên tới 1Gbps. Lợi thế lớn nhất của sợi đơn quang (single mode) là làm giảm việc mất mát dữ liệu và vì vậy, cứ sau khoảng 40km, ta mới cần thiết lắp đặt một bộ tái tạo lại tín hiệu. Một thiết bị phát tia laser được sử dụng tại đầu truyền và một bộ tách sóng quang (photodetector) nằm ở đầu nhận. Sự phát triển của tia laser và bộ tách sóng quang cũng như là sự thành công trong việc tạo ra sợi thủy tinh thuần khiết là những lý do chính giúp làm tăng tốc độ truyền dữ liệu và làm giảm tỉ lệ mất mát dữ liệu. Hình 2.2.1: hệ thống truyền thông sử dụng sợi quang chế độ đơn 2.3. Hệ thống ghép kênh theo bước sóng Phương pháp ghép kênh quang theo bước sóng (WDM) tăng cường khả năng của một sợi quang. Như trong hình 2.3.1, tín hiệu tương ứng với các nguồn khác nhau được truyền qua các sợi ở các bước sóng khác nhau. Ở đầu tiếp nhận, Bộ demultiplexer sẽ phân cách các bước sóng khác nhau, và các tín hiệu ban đầu thu được. Lên đến 16 hoặc 32 bước sóng có thể được ghép lại với nhau. Sự phát triển tiếp theo là phân chia sóng dày đặc, trong đó 256 bước sóng có thể được ghép và gửi đi trên một sợi đơn. Hệ thống này có thể thiết lập được tốc độ truyền dẫn cao hơn 1Tbit/s. Hình 2.3.1: phương pháp ghép kênh quang theo bước sóng Trong sự ghép kênh phân chia sóng, các tín hiệu tương ứng với các nguồn khác nhau được truyền ở các bước sóng khác nhau. Vì thế,năng suất của các sợi vừa đặt có thể tăng lên đáng kể. Vấn đề duy nhất đối với sợi quang chế độ đơn là cần phải lắp đặt một bộ tái tạo hiệu tín hiệu sau khoảng 40km. Sự phát triển của bộ khuếch đại quang học đã xóa bỏ sự cần thiết cho tái tạo tín hiệu tốn kém, dẫn đến tiết kiệm chi phí rất lớn cho việc sử dụng sợi quang để truyền thông khoảng cách rất dài. Lưu ý: các bộ khuếch đại quang học loại bỏ sự cần thiết cho sự tái tạo tín hiệu. Các bộ khuếch đại quang học được chuyên dùng cho các sợi quang dài khoảng 10 mét. Sử dụng các hệ thống này (hình 1.3.2) ,10 Tbps dữ liệu có thể được truyền trên khoảng cách vài trăm km. Hình 2.3.2: Sự truyền dữ liệu quang học với bộ khuếch đại quang học. Các băng tần khác nhau được sử dụng trong sợi quang chế độ đơn trong bảng 2.3.3 Bảng 2.3.3 : băng tần truyền dữ liệu được sử dụng trong quang chế độ đơn. Band Wavelength Range(nm) O band 1260 to 1360 E band 1360 to 1460 S band 1460 to 1530 C band 1530 to 1565 L band 1565 to 1625 U band 1625 to 1675 Băng tần C(1530-1565 nm) và băng tần L(1565-1625 nm) hiện tại đang được sử dụng trong sự truyền dữ liệu của sợi quang chế độ đơn (single mode) vì sự có sẵn của các bộ khuếch đại quang học. Sự phát triển sản xuất sợi quang, khuếch đại Raman, v v sẽ hướng đến sự sử dụng các băng tần khác trong tương lai. 3. Cáp quang: 3.1 Cấu tạo: Cáp quang là một loại cáp viễn thông làm bằng thủy tinh hoặc nhựa, sử dụng ánh sáng để truyền tín hiệu. Cáp quang gồm các phần sau: • Core (lõi): Trung tâm phản chiếu của sợi quang nơi ánh sáng đi • Cladding (áo): Vật chất quang bên ngoài bao bọc lõi mà phản xạ ánh sáng trở lại vào lõi. • Buffer coating (vỏ bọc): Lớp phủ dẻo bên ngoài bảo vệ sợi không bị hỏng và ẩm ướt • Strength Materriel: Thành phần này được các hãng sản xuất cáp sợi quang thêm vào theo từng chủng loại cụ thể để tăng cường sự chắc chắn của cáp nhằm hạn chế tối đa lực cơ học có thể tác độ lên sợi cáp quang. • Strength member là lớp chịu nhiệt, chịu kéo căng, thường làm từ các sợi Kevlar • Jacket: Hàng trăm hay hàng ngàn sợi quang được đặt trong bó gọi là Cáp quang. Những bó này được bảo vệ bởi lớp phủ bên ngoài của cáp được gọi là jacket 3.2 Phân loại: 3.2.1 Phân loại theo mod truyền dẫn • Multi mode Đa mode (multi mode) còn chia làm 2 loại, đó là step mode và grade mode. Step mode thì chiết suất từ lõi đến vỏ giảm dần, nhưng theo từng nấc, còn grade mode thì giảm liên tục và tốt hơn step mode. Dĩ nhiên việc dùng đa mode (multi mode) thì còn phụ thuộc nhiều yếu tố như là giá thành, các thiết bị đầu cuối (thiết bị ghép kênh quang). Sợi đa mode (multi mode) có đường kính lõi lớn hơn đơn mode (single mode) (khoảng 6-8 lần), có thể truyền được nhiều mode sóng trong lõi. Multimode graded index (chiết xuất liên tục): Lõi có chỉ số khúc xạ giảm dần từ trong ra ngoài cladding. Các tia gần trục truyền chậm hơn các tia gần cladding. Các tia theo đường cong thay vì zig-zag. Các chùm tia hội tụ tại điểm, vì vậy xung ít bị méo dạng. Multimode stepped index (chiết xuất bước): Lõi lớn (100 micromet), các tia tạo xung ánh sáng có thể đi theo nhiều đường khác nhau trong lõi: thẳng, zig- zag…tại điểm đến sẽ nhận các chùm tia riêng lẻ, vì vậy xung dễ bị méo dạng. Sợi đa mode (multi mode) có thể truyền cùng lúc nhiếu ánh sáng với góc anpha khác nhau. • Single mode Lõi nhỏ (8 micromet hay nhỏ hơn), hệ số thay đổi khúc xạ thay đổi từ lõi ra cladding ít hơn multimode. Các tia truyền theo phương song song trục. Xung nhận được hội tụ tốt, ít méo dạng. Sợi quang đơn mode (single mode) hay sợi quang đa mode (multi mode) đều chỉ truyền một tín hiệu (là dữ liệu mà ta cần truyền). Muốn truyền nhiều dữ liệu từ các kênh khác nhau, ta phải dùng đến công nghệ WDM (truyền nhiều bước sóng trên cùng một sợi quang). Sợi đơn mode (single mode) chỉ có thể truyền 1 ánh sáng với 1 bước sóng nhất định. Do sợi quang là vật liệu truyền thông tin dựa trên định luật phản xạ ánh sáng. Tia sáng khi đi từ môi trường có chiết suất cao qua môi trường chiết suất thấp thì không đi thẳng (hay còn gọi là tán xạ) mà sẽ phản xạ lại. Do đó, khi ánh sáng mang thông tin, sẽ được truyền đi mà không bị suy hao gì cả (vì nó cứ chạy lòng vòng trong đó, phản xạ bên này, rồi phản xạ bên kia. Sợi quang đơn mode (single mode) thì lõi có chiết suất là một hằng số và chiết suất của vỏ cũng là 1 hằng số. Khi đó ánh sáng sẽ truyền đi theo đường ziczac trong sợi quang (độ lệch pha của tín hiệu khi đó sẽ đáng kể). *** Lưu ý: Sợi đa mode (multi mode) là công nghệ tiên tiến hơn, chiết suất từ lõi ra đến vỏ sẽ giảm từ từ (nhưng vẫn đảm bảo một tỉ số chiết suất để ánh sáng chỉ phản xạ chứ không tán xạ), khi đó thì ánh sáng sẽ đi theo đường cong, độ lệch pha sẽ ít hơn nhiều so với hình ziczac của loại đơn mode (single mode) 3.2.2 Phân loại theo chỉ số chiết suất Việc phân loại sợi dẫn quang phụ thuộc vào sự thay đổi thành phần chiết suất của lõi sợi, được chia làm ba loại sợi quang thông dụng như sau: a)Sợi quang có chiết suất phân bậc (Sợi SI: Step-Index): Đây là loại có chỉ số chiết suất đồng đều ở lõi sợi và khác nhau rõ rệt với chiết suất lớp vỏ phản xạ. Các tia sáng từ nguồn sáng truyền vào sợi quang với góc tới khác nhau sẽ truyền theo những đường truyền khác nhau, tức là truyền cùng vận tốc nhưng thời gian đến cuối sợi sẽ khác nhau. Do đó khi đưa một xung ánh sáng vào đầu sợi do hiện tượng tán sắc ánh sáng nên cuối sợi nhận được một xung ánh sáng rộng hơn. Loại sợi này có độ tán sắc lớn nên không thể truyền tín hiệu số tốc độ cao và cự ly quá dài. b) Sợi quang có chiết suất giảm dần (Sợi GI: Gradien-Index): Sợi GI có phân chiết suất hình Parabol, chỉ số chiết suất của lõi không đều nhau, mà nó thay đổi một cách liên tục giảm dần từ tâm lõi ra ranh giới phân cách lõi - vỏ, nên tia sáng truyền trong lõi bị uốn cong dần. Độ tán sắc của GI nhỏ hơn nhiều so với sợi SI 3.2.3 Phân loại theo cấu trúc dữ liệu • Sợi thủy tinh • Sợi lõi thủy tinh vỏ chất dẻo • Sợi thủy tinh nhiều thành phần • Sợi chất dẻo 3.3 Đặc điểm: Ưu điểm: • Độ suy hao truyền dẫn thấp (cự ly trên 50km mới cần bộ lặp) • Băng thông lớn • Chúng có thể sử dụng để thiết lập các đường truyền dẫn nhẹ và mỏng (nhỏ) • Không có xuyên âm với các đường sợi quang bên cạnh • Không chịu ảnh hưởng của nhiễu cảm ứng sóng điện từ • Tốc độ cao (>10Gb/s). • Có độ an toàn, bảo mật cao. • Tuổi thọ dài. • Có thể triển khai trong nhiều địa hình khác nhau. • Không bị rò rỉ tín hiệu và dễ kéo dài khi cần. • Độ tổn hao thấp nên cần ít repeater. • Dễ lắp đặt và bảo dưỡng. • Dung lượng lớn Do nguyên liệu chủ yếu để sản xuất sợi quang là cát và chất dẻo -là những thứ rẻhơn đồng nhiều - nên nó kinh tế hơn cáp đồng trục nhiều. Giá thành của sợi quang sẽ giảm nhanh một khi công nghệmới được đưa ra. Ngoài ra, như đã đề cập ở trên, do đặc trưng là có độ tổn thất thấp giá thành lắp đạt ban đầu cũng như giá thành bảo dưỡng và sửa chữa thấp bởivì chúng cần ít các bộ tái tạo hơn. Nhược điểm: • Chi phí lắp đặt cao • Khó đấu nối • Khó sửa chữa nếu bị đứt cáp • Khó thể lắp đặt theo những đường gấp khúc. 5. Đặc tính của truyền thông quang: 5.1 Tổng quan hệ thống thông tin quang Để thiết lập một hệ thống truyền dẫn hợp lý, việc lựa chọn môi trường truyền dẫn, phương pháp truyền dẫn và phương pháp điều chế/ ghép kênh phải được xem xét trước tiên. Cho đến nay thì không gian được sử dụng một cách rộng rãi cho thông tin vô tuyến, còn cáp đối xứng và cáp đồng trục cho thông tin hữu tuyến phương pháp truyền dẫn hiện đang sẵn có dựa trên việc sử dụng cáp quang. Sự điều chế sóng mang quang của hệthống truyền dẫn quang hiện nay được thực hiện với sự điều chế theo mật độ vì các nguyên nhân sau: (1) Sóng mang quang, nhận được từ các phần tử phát quang hiện có, không đủ ổn định để phát thông tin sau khi có sự thay đổi về pha và độ khuyếch đại và phần lớn không phải là các sóng mang đơn tần. Đặc biệt các điốt phát quang đều không phải là nhất quán và vì vậy có thể coi ánh sáng đại loại như tiếng ồn thay vì sóng mang. Do đó,chỉ có năng lượng là cường độ ánh sáng tức thời được sửdụng. (2) Hiện nay, các Laser bán dẫn được chếtạo đã có tính nhất quán tuyệt vời và do đó có khảnăng cung cấp sóng mang quang ổn định.Tuy nhiên, công nghệ tạo phách - Một công nghệ biến đổi tần số cần thiết để điều chếpha - còn chưa được phát triển đầy đủ. (3) Nếu một sóng mang đơn tần có tần số cao được phát đi theo cáp quang đa mode - điều mà có thể xử lý một cách dễ dàng - thì các đặc tính truyền dẫn thay đổi tương đối phức tạp và cáp quang bị dao động do sự giao thoa gây ra bởi sự biến đổi mode hoặc do phản xạ trong khi truyền dẫn và kết quả là rất khó sản xuất một hệthống truyền dẫn ổn định. Vì vậy, trong nhiều ứng dụng, việc sửdụng phương phápđiều chế mật độ có khả năng sẽ được tiếp tục. Đối với trường hợp đều chế quang theo mật độ(IM) có rất nhiều phương pháp để biến đổi tín hiệu quang thông qua việc điều chế và ghép kênh các tín hiệu cần phát. Phương pháp phân chia theo thời gian (TDM) được sử dụng một cách rộng rãi khi ghép kênh các tín hiệu như số liệu, âm thanh điều chế xung mã PCM (64kb/s) và số liệu video digital. Tuy nhiên, trong truyền dẫn cự ly ngắn, của các tín hiệu video băng rộng rãi cũng có thể sử dụng phương pháp truyền dẫn analog. Phương pháp điều chế mật độ số DIM – phương pháp truyền các kênh tín hiệu video bằng IM - và phương pháp thực hiện điều chế tần số(FM) và điều chế tần sốxung (PFM) sớm để tăng cự ly truyền dẫn có thể được sử dụng cho mục tiêu này. Ngoài TDM và FDM, phương pháp phân chia theo bước sóng (WDM) -phương pháp điều chếmột số sóng mang quang có các bước sóng khác nhau thành các tín hiệu điện khác nhau và sau đó có thể truyền chúng qua một sợi cáp quang - cũng đang được sử dụng. Hơn nữa, khi truyền nhiều kênh thông qua cáp quang, một số lượng lớn các dữ liệu có thể được gửi đi nhờ gia tăng số lõi cáp sau khi đã ghép các kênh trên. Phương pháp này được gọi là ghép kênh SDM. Hệthống truyền dẫn quang có thể được thiết lập bằng cách sử dụng hỗn hợp TDM/FDM, WDM và SDM. Chúng ta có thể thấy rằng hệ thống truyền dẫn quang cũng tương tự như phương pháp truyền dẫn cáp đôi và cáp đồng trục truyền thống, chỉ có khác là nó biến đổi các tín hiệu điện thành tín hiệu quang và ngược lại tại đầu thu. Phương pháp truyền dẫn analog có thể được tiến hành chỉ với một bộ khuyếch đại tạo điều kiện để phía thu nhận được mức ra theo yêu cầu bằng cách biến đổi các tín hiệu điện thành các tín hiệu quang và ngược lại. Khi sử dụng phương pháp điều chế PCM thì mọi chức năng giải điều chế tương ứng với nó cần được gán cho phía thu. Cho tới đây, chúng ta đã mô tả các chức năng cơ bản của hệ thống truyền dẫn quang. Ngoài những phần đã trình bày ở trên, hệthống hoạt động thực tế còn có thêm một mạch ổn định đầu ra của các tín hiệu quang cần phát, một mạch AGC để duy trì tính đồng nhất của đầu ra tín hiệu điện ở phía thu và một mạch để giám sát mỗi phía. 5.2 Đặc tính sợi quang ảnh hưởng đến hệ thống Các sợi quang có khả năng truyền những lượng lớn thông tin. Với công nghệ hiện nay trên hai sợi quang có thể truyền được đồng thời 60.000 cuộc đàm thoại. Một cáp sợi quang (có đường kính ngoài 2 cm) có thể chứa được khoảng 200 sợi quang, sẽ tăng được dung lượng đường truyền lên 6.000.000 cuộc đàm thoại. So với các phương tiện truyền dẫn bằng dây thông thường, một cáp lớn gồm nhiều đôi dây có thể truyền được 500 cuộc đàm thoại. một cáp đồng trục có khả năng với 10.000 cuộc đàm thoại và một tuyến viba hay vệ tinh có thể mang được 2000 cuộc gọi đồng thời. • Kích thước và trọng lượng nhỏ: so với một cáp đồng có cùng dung lượng, cáp sợi quang có đường kính nhỏ hơn và khối lượng nhẹ hơn nhiều. Do đó dễ lắp đặt chúng hơn, đặc biệt ở những vị trí có sẵn dành cho cáp (như trong các đường ống đứng trong các tòa nhà), ở đó khoảng không là rất ít. • Không bị nhiễu điện truyền dẫn bằng sợi quang không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ (EMI) hay nhiễu tần số vô tuyến (RFI) và nó không tạo ra bất kỳ sự nhiễu nội tại nào. Sợi quang có thể cung cấp một đường truyền “sạch" ở những môi trường khắc nghiệt nhất. Các công ty điện lực sử dụng cáp quang, dọc theo các đường dây điện cao thế để cung cấp đường thông tin rõ ràng giữa các trạm biến áp. Cáp sợi quang cũng không bị xuyên âm. Thậm chí dù ánh sáng bị bức xạ ra từ một sợi quang thì nó không thể thâm nhập vào sợi quang khác được. • Tính cách điện: sợi quang là một vật cách điện. Sợi thủy tinh này loại bỏ nhu cầu về các dòng điện cho đường thông tin. Cáp sợi quang làm bằng chất điện môi thích hợp không chứa vật dẫn điện và có thể cho phép cách điện hoàn toàn cho nhiều ứng dụng. Nó có thể loại bỏ được nhiễu gây bởi các dòng điện chạy vòng dưới đất hay những trường hợp nguy hiểm gây bởi sự phóng điện trên các đường dây thông tin như sét hay những trục trặc về điện. Đây thực sự là một phương tiện an toàn thường được dùng ở nơi cần cách điện. • Tính bảo mật: sợi quang cung cấp độ bảo mật thông tin cao. Một sợi quang không thể bị trích để lấy trộm thông tin bằng các phương tiện điện thông thường như sự dẫn điện trên bề mặt hay cảm ứng điện từ, và rất khó trích để lấy thông tin ở dạng tín hiệu quang. Các tia sáng truyền lan ở tâm sợi quang và rất ít hoặc không có tia [...]... số : cáp quang lý tưởng thích hợp để tải thông tin dạng số mà đặc biệt hữu dụng trong mạng máy tính Không cháy : Vì không có điện xuyên qua cáp quang, vì vậy không có nguy cơ hỏa hạn xảy ra 5.2 Đặc điểm của thông tin Quang Cùng với thông tin hữu tuyến và vô tuyến, các loại thông tin sử dụng môi trường truyền dẫn tương ứng là dây dẫn kim loại và không gian Thông tin quang sử dụng môi trường truyền dẫn... nhiên với những ưu điểm trên hệ thống thông tin quang coi là hệ thống triển vọng nhất trong mạng truyền thông tin và được áp dụng rộng răi trên thực tế 5.3 Một số vấn đề cần quan tâm của mạng truyền thông quang Có 3 yếu tố cơ bản của sợi quang ảnh hưởng đến khả năng của các hệ thống thông tin quang, bao gồm: • • • Suy hao Tán sắc Hiện tượng phi tuyến xảy ra trong sợi quang Tuy nhiên, đối với các hệ thống... để sản xuất sợi quang là thạch anh dồi dào hơn nhiều so với kim loại, tiêu tốn vật liệu trên sản phẩm thấp Bên cạnh đó các linh kiên thu và phát sợi quang trong hệ thống thông tin quang có nhiều ưu điểm Có khả năng điều chế tốc độ cao nên ứng dụng rất hiệu quả trong truyền dẫn tốc độ cao và thông tin băng rộng Kích thước nhỏ, hiệu suất biến đổi quang điện cao Khả năng phát xạ công suất quang lớn, máy... môi trường truyền dẫn là sợi quang ở đây tín hiệu được biến đổi thành ánh sáng và được truyến qua cáp sợi quang tới nơi nhận và được biến đổi trở thành tín hiệu ban đầu Vai trò của kênh thông tin sợi quang là truyền dẫn những tín hiệu quang từ đầu phát qua bộ chuyển đổi tới kênh dẫn bằng ssợi quang đến đầu thu mà không bị méo dạng hoặc sai lệch Như vậy các thiết bị đầu cuối quang đă có sự biến đổi tín... • • • nào thoát khỏi sợi quang đó Thậm chí nếu đã trích vào sợi quang được rồi thì nó có thể bị phát hiện nhờ kiểm tra công suất ánh sáng thu được tại đầu cuối Trong khi các tín hiệu thông tin vệ tinh và viba có thể dễ dàng thu để giải mã được Độ tin cậy cao và dễ bảo dưỡng :sợi quang là một phương tiện truyền dẫn đồng nhất và không gây ra hiện tượng pha-đinh Những tuyến cáp quang được thiết kế thích... bị đầu cuối quang đă có sự biến đổi tín hiệu điện thành tín thiệu quang và ngược lại Hệ thống thông tin quang có nhiều ưu điểm so với các hệ thống sử dụng cáp đồng trục và vô tuyến do sử dụng đặc tính sau của cáp sợi quang Suy hao truyền dẫn thấp (0,35 – 0,4 db/km ở bước sóng 1300 nm và 0,2 – 0,25 db/km ở bước sóng 1550 nm) Độ rộng băng thông lớn ( vào khoảng 15Thz ở bước sóng 1300 nm và 1500 nm) Kích... bước sóng thì chúng trở thành những nguồn điểm để tán xạ Các tia sáng truyền qua những chỗ không đồng nhất này sẽ toả ra nhiều hướng Chỉ một phần năng lượng ánh sáng truyền qua hướng cũ, phần còn lại truyền theo hướng khác, thậm chí truyền ngược về phía nguồn quang Tán xạ do mặt phân cách giữa lõi và lớp bọc không hoàn hảo khi tia sáng truyền đến những chỗ không hoàn hảo giữa lõi và lớp vỏ bọc, tia sáng... thể hoạt động ở dưới nước Sợi quang có thời gian hoạt động lâu, ước tính trên 30 năm đối với một số cáp Yêu cầu về bảo dưỡng đối với một hệ thống cáp quang là ít hơn so với yêu cầu của một hệ thống thông thường do cần ít bộ lặp điện hơn trong một tuyến thông tin; trong cáp không có dây đồng, là yếu tố có thể bị mòn dần và gây ra mất hoặc lúc có lúc không có tín hiệu; và cáp quang cũng không bị ảnh hưởng... mặt ưu điển đó cũng có những nhược điểm nhất định nào đó: - Việc đấu nối sợi quang khó thực hiện hơn các loại khác - Việc cấp nguông cho các trạm lặp ở xa khó khăn - Không truyền được mã lưỡng cực Những nhược điểm này đã và đang được khắc phục bởi nên khoa học và công nghệ tiên tiến ngày càng hiện đại Sự truyền dẫn thông tin quang đang trở thành phương pháp có triển vọng hiệu quả kinh tế nhất hiện nay... điện áp nguồn hay tĩnh điện Tính linh hoạt: các hệ thống thông tin quang đều khả dụng cho hầu hết các dạng thông tin số liệu, thoại và video Các hệ thống này đều có thể tương thích với các chuẩn RS.232, RS422, V.35, Ethernet, Arcnet, FDDI, T1, T2, T3, Sonet, thoại 2/4 dây, tín hiệu E/M, video tổng hợp và còn nhiều nữa Tính mở rộng: các hệ thống sợi quang được thiết kế thích hợp có thể dễ dàng được mở rộng . thống truyền dẫn quang: Hệ thống truyền dẫn quang bao gồm các phần tử phát xạ ánh sáng (nguồn sáng), các sợi quang (môi trường truyền dẫn) và các phần tử thu để nhận ánh sáng truyền qua sợi quang. Các. trình truyền Tốc độ dữ liệu lên đến 140 Mbps có thể được hỗ trợ bởi các hệ thống truyền thông cáp quang. Hình 2.1.1 hệ thống truyền thông sử dụng cáp quang đa chế độ Trong hệ thống sợi đa quang, . khúc. 5. Đặc tính của truyền thông quang: 5.1 Tổng quan hệ thống thông tin quang Để thiết lập một hệ thống truyền dẫn hợp lý, việc lựa chọn môi trường truyền dẫn, phương pháp truyền dẫn và phương