4 7 6 tính toán thiết kế tuyến cáp quang theo quỹ công suất

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN THIẾT KẾ TUYẾN CÁP QUANG THEO QUỸ CÔNG SUẤT VÀ THỜI GIAN LÊN TRONG HỆ THỐNG THƠNG TIN SỢI QUANG Lời nói đầu Ngày phát triển xã hội ngày nâng cao nhu cầu người trao đổi thông tin ngày cao Để đáp ứng nhu cầu đó, địi hỏi mạng lưới viễn thơng phải có tốc độ cao, dung lượng lớn Chính thế,em chọn đề tài “ Hệ thống thông tin sợi quang “ làm đề tài cho đồ án tốt nghiệp Đồ án gồm có phần: Phần Lý thuyết CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG CHƯƠNG 2: SỢI QUANG VÀ CÁP QUANG CHƯƠNG 3: THIẾT BỊ PHÁT VÀ THU QUANG CHƯƠNG 4: KỸ THUẬT GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO THỜI GIAN Phần Tính tốn Thiết kế CHƯƠNG5:TÍNH TỐN THIẾT KẾ TUYẾN CÁP QUANG THEO QUỸ CÔNG SUẤT VÀ THỜI GIAN LÊN Do thời gian kiến thức cịn hạn chế nên có nhiều thiếu sót cần bổ sung phát triển mong quý thầy cô, bạn đọc bảo Em Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa Điện tử viễn thông, Thầy giáo T.s Tăng Tấn Chiến hướng dẫn cho em hoàn thành đề tài Đà Nẵng, tháng 06 năm 2007 Phần lý thuyết CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN SỢI QUANG 1.1 Giới thiệu chương Trong chương nhằm trình bày cách chung hệ thống thông tin sợi quang Nguồn phát quang thiết bị phát LD hay LED, hai nguồn phù hợp với hệ thống thơng tin quang Bên cạnh đó, tín hiệu ánh sáng sau điều chế nguồn phát lan truyền dọc theo sợi dẫn quang để đến phần thu Sợi quang sợi đơn mode hay sợi đa mode Khi truyền ánh sáng sợi quang ánh sáng thường bị suy hao méo yếu tố hấp thụ, tán xạ, tán sắc gây nên Phía thu, tách sóng quang thực việc tiếp nhận ánh sáng tách lấy tín hiệu từ bên phát đến thường dùng photodiode PIN hay APD Độ nhạy thu quang bên thu đóng vai trị quan trọng Khi khoảng cách truyền dẫn dài tới cự ly tín hiệu quang sợi quang bị suy hao nhiều lúc thiết phải có trạm lặp quang lắp đặt dọc theo tuyến 1.2 Tổng quan Cùng với phát triển xã hội nhu cầu người thông tin ngày cao Để đáp ứng nhu cầu đó, địi hỏi mạng viễn thơng phải có dung lượng lớn, tốc độ cao Các mạng lưới bộc lộ yếu điểm tốc độ, dung lượng, băng thông Mặt khác, năm gần dịch vụ thơng tin phát triển nhanh chóng, để thích ứng với phát triển không ngừng dung lượng truyền dẫn thơng tin, hệ thống thơng tin quang đời tự khẳng định Như vậy, với việc phát minh Laser để làm nguồn phát quang mở thời kỳ có ý nghĩa to lớn vào năm 1960 khuyến nghị Kao Hockham năm 1966 việc chế tạo sợi quang có độ tổn thất thấp năm sau, Kapron chế tạo sợi quang suốt có độ suy hao truyền dẫn khoảng 20dB/km Cho tới đầu năm 1980, hệ thống thông tin sợi quang phổ biến rộng rãi với vùng bước sóng làm việc 1300nm 1500nm cho thấy phát triển mạnh mẽ thông tin sợi quang thập niên qua Ngày nay, cáp sợi quang tạo triển vọng cho công nghệ truyền thông tốc độ cao việc đại hóa mạng thơng tin nhu cầu kết nối thông tin Sự kết hợp sợi quang vào bên dây chống sét dây dẫn đem lại giải pháp tối ưu cho nhà thiết kế Với gia tăng dây chống sét dây dẫn điện kết hợp với sợi quang truyền dẫn phân phối điện mà đem lại lợi ích to lớn thơng tin Điều làm giảm giá thành hệ thống lý mà cáp quang ứng dụng rộng rãi giới Với giá trị suy hao gần đạt giá trị suy hao 0.14dB/km sợi đơn mode, từ cho ta thấy hệ thống thơng tin quang có đặc điểm bật hệ thống cáp kim loại là:  Suy hao truyền dẫn nhỏ  Băng tần truyền dẫn lớn  Không bị ảnh hưởng nhiễu điện từ  Có tính bảo mật tốt  Có kích thước trọng tải nhỏ  Sợi có tính cách điện tốt chế tạo từ vật liệu có sẵn Với ưu điểm mà hệ thống thông tin quang áp dụng rộng rãi mạng lưới Chúng xây dựng làm tuyến đường trục, trung kế, liên tỉnh, thuê bao kéo dài việc truy nhập vào mạng thuê bao linh hoạt đáp ứng môi trường lắp đặt từ nhà, cấu hình thiết bị hệ thống truyền dẫn xuyên lục địa, vượt đại dương Các hệ thống thông tin quang phù hợp cho hệ thống truyền dẫn số khơng loại trừ tín hiệu dạng ghép kênh nào, tiêu chuẩn Bắc Mỹ, Châu Âu hay Nhật Bản 1.3 Hệ thống truyền dẫn quang Tín hiệu điện từ thiết bị đầu cuối như: điện thoại, điện báo, fax số liệu sau mã hóa đưa đến thiết bị phát quang Tại đây, tín hiệu điện chuyển đổi sang tín hiệu quang Tín hiệu suốt q trình truyền sợi quang thi bị suy hao đường truyền người ta đặt trạm lặp nhằm khơi phục lại tín hiệu Hình 1.1: Sự phát triển hệ thống thơng tin quang tín hiệu quang ban đầu để tiếp tục truyền Khi đến thiết bị thu quang tín hiệu quang chuyển đổi thành tín hiệu điện, khơi phục lại tín hiệu ban đầu để đưa đến thiết bị đầu cuối Phát Mã hóa Thiết bị phát quang Sợi quang Bộ Lặp Sợi quang Thiết bị thu quang Giải Mã Thu Hình 1.2: Cấu hình hệ thống thơng tin quang Hiện nay, hệ thống thông tin quang ứng dụng rộng rãi giới, chúng đáp ứng tín hiệu tương tự tín hiệu số, chúng cho phép truyền dẫn tất tín hiệu dịch vụ băng hẹp băng rộng, đáp ứng đầy đủ yêu cầu mạng số hóa đa dịch vụ (ISDN) Số lượng cáp quang lắp đặt giới với số lượng ngày lớn, tốc độ truyền dẫn cự ly Nhiều nước lấy môi trường truyền dẫn cáp quang mơi trường truyền dẫn mạng lưới viễn thông họ 1.4 Kết luận chương Qua chương 1: tổng quan hệ thống thông tin quang Ta thấy hệ thông thông tin quang ngày sử dụng rộng rãi với ưu bật mà hệ thống khác khơng có đặc tính kỹ thuật hiệu kinh tế Tuy nhiên, để đánh giá thành công hệ thống khơng nói đến vai trị sợi quang cáp quang, vấn đề trình bày cụ thể chương sau CHƯƠNG 2: SỢI QUANG VÀ CÁP QUANG 2.1 Giới thiệu chương Cùng với phát triển khoa hoc kỹ thuật cáp quang sợi quang ngày phát triển nhằm phù hợp với môi trường khác nước, đất liền, treo không, đặc biệt gần cáp quang treo đường dây điện cao thế, đâu cáp quang sợi quang thể tin cậy tuyệt đối 2.2 Sợi quang 2.2.1 Đặc tính ánh sáng Để hiểu lan truyền ánh sáng sợi quang trước hết ta phải tìm hiểu đặc tính ánh sáng Sự truyền thẳng, khúc xạ, phản xạ đặc tính ánh sáng (được trình bày hình 2.1) Như ta biết, ánh sáng truyền thẳng môi trường chiết suất khúc xạ đồng Còn tượng phản xạ khúc xạ ánh sáng xem xét trường hợp có hai mơi trường khác số chiết suất, tia sáng truyền từ mơi trường có số chiết suất lớn vào mơi trường có số chiết suất nhỏ thay đổi hướng truyền chúng ranh giới phân cách hai môi trường Các tia sáng qua vùng ranh giới bị đổi hướng tiếp tục vào môi trường chiết suất gọi tia khúc xạ ngược lại, tia sáng trở lại mơi trường ban đầu gọi tia phản xạ Theo định luật Snell ta có quan hệ: n1 Sin1 n Sin (2.1) với 1 góc tới  góc khúc xạ 2.2.2 Đặc tính học sợi dẫn quang Sợi dẫn quang nhỏ, vật liệu chế tạo chủ yếu thuỷ tinh cho ta cảm giác dễ vỡ Tuy nhiên, thực tế lại ngược lại hoàn toàn, sợi quang lại chịu