Do luong thong tin cap soi quang voi cac noi dung 218031

Mục lục Chơng I Tổng Quan Về Kĩ Thuật Thông Tin Quang Trang I Kh¸i qu¸t chung II C¸c đặc tính cáp sợi quang III Xu hớng phát triển hệ thống truyền dẫn cáp sợi quang 12- Sử dụng kĩ thuật phân kênh theo bơc sóng Sử dụng kĩ thuật phân kênh theo tần số 10 10 10 IV øng dông 11 V KÕt luËn 11 Chơng II Sợi Quang I Các dạng phân bố chiết st sỵi quang 123- II Sỵi quang cã chiÕt suất bậc(sợi SI) Sợi quang có chiết sợi giảm dần(sợi GI) Sợi có dạng chiết suất khác Sợi đơn mode-Sợi đa mode 12- Sợi đa mode Sợi đơn mode 12 12 12 13 13 14 15 III Suy hao sợi quang 123IV 16 Định nghĩa Các nguyên nhân gây suy hao Đặc tuyến suy hao 16 17 21 Tán xạ sợi quang 22 1- Hiện tợng nguyên nhân ảnh hởng tán xạ 22 2- Mối quan hệ tán xạ với độ rộng tốc độ truyền dẫn 23 3- Các tợng tán xạ 24 4- ảnh hởng trộn mode vào tán xạ mode sợi đa mode 26 V Kết luận 27 Chơng III Các phơng pháp đo sợi quang I Đo suy hao sợi quang 1- Đo suy hao theo phơng pháp hai điểm 2- Đo suy hao theo phơng pháp tán xạ ngợc II Đo tán sắc giải thông sợi đơn mode 1- Phơng pháp dịch pha 2- Phơng pháp trễ xung III Đo bớc sóng cắt 1- Phơng pháp phat công suất 2- Phơng pháp phát công suất IV Kết luận 28 28 31 33 33 34 34 34 35 36 Ch¬ng IV Đo Suy Hao Bằng Thiết Bị OTDR I Giới thiệu thiết bị đo OTDR 37 1- Chức sơ đồ khối 2- Các thông số thiết bị OTDR 3- Các ứng dụng OTDR II 1234III 12345- Định giá sai số đo lờng Nguyên nhân phân loại sai số đo lờng Sai số tuyệt đối sai số tơng đối Quy luật tiêu chuẩn phân bố sai số Tiêu chuẩn đánh giá độ xác kết đo lờng Các nguyên nhân gây sai số đo cự ly OTDR ảnh hởng số chiết quang đến phép đo ảnh hởng bề rộng xung phát dải động OTDR ảnh hởng đặt vị trí trỏ hình thiết bị OTDR ảnh hởng xếp sợi quang cáp ảnh hởng sơ đồ hoàn công xác định khoảng cách cáp 42 45 47 50 50 52 54 56 58 58 60 60 65 67 IV Kết luận Lời Nói Đầu Ngày cach mạng khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẽ giữ vai trò quan trọng , thông tin đóng vai trò quan trọng việc tiến hành cách mạng khoa häc kü tht níc ta ®ang thêi kú ®ỉi míi vỊ mäi mỈt,trong ®ã kü tht ®iƯn tư viễn thông ,tin học mà thông tin quang đà đóng góp phần quan trọng đổi đất nớc.Trong năm gần đây,công nghệ thông tin quang phát triển nhanh mạnh mẽ,đặc biệt thông tin cáp sợi quang đà đợc triển khai rộng rÃi mạng đờng dài nội hạt Trong thông tin cáp sợi quang,môi trờng truỳên dẫn sợi quang,v× vËy viƯc lùa chän kü tht trun dÉn quang sở cho mạng viễn thông toàn quốc tơng lai đặc tính sợi quang cáp quang ảnh hởng lớn đến chất lợng hệ thống Vì cần nghiên cứu kỹ lỡng cấu trúc, thông số sợi quang để lựa chọn thiết kế xây dựng đo đạc kiểm tra theo tiêu chuẩn yêu cầu đặt Xuất phát từ ý tởng đó, đồ án tốt nghiệp tập trung vào đề tài: Đo Lờng Thông Tin Cáp Sợi Quang Với nội dung chính: - Tổng quan thông tin cáp sợi quang - Các thông số sợi quang - Các phơng pháp đo sợi quang -Đo suy hao thiết bị OTDR Em xin chân thành cảm ơn Thầy Phạm Văn Bình đà hớng dẫn tận tình để em hoàn thành đề tài Tài Liệu Tham Khảo 1- Kỹ thuật thông tin quang -Tác giả:P.T.S Hoàng ứng huyền 2- Hệ thống thông tin sỵi quang –NXB khoa häc kü tht 3- Kü thuật thông tin quang :Nguyên lý công nghệ tiên tiến -NXB khoa học kỹ thuật Chơng I Tổng Quan Về Thông Tin Cap Sợi Quan I Khái quát chung lý thuyết cáp sợi quang: Thông tin quang có tổ chức hệ thống tơng tự nh hệ thống khác,vì hệ thống thông tin quang tuân thủ theo hệ thống thông tin chung.Để biểu thị cấu hình hệ thống thông tin quang,đó là:tín hiệu điện từ máy điện thoại thiết bị đầu cuối khác nh truyền số liệu,fax đợc đa đến biến đổi điện quang (các tín hiệu điện đợc biền đổi dạng ánh sáng có không)sau đợc gởi vào cáp quang.Các tín hiệu truyền qua sợi quang công suất bị suy giảm dạng sóng (độ rộng xung) bị giÃn ra, sau đến biến đổi quang điện đầu sợi quang.Tại biến đổi quang điện,tín hiệu quang thu đợc biến đổi thành tín hiệu điện,khôi phục lại nguyên dạng tín hiệu máy điện thoại fax đà gởi đi.Tín hiệu đà khôi phục truyền tới thiết bị đầu cuối chặng truyền dẫn Bộ biến đổi điện quang Nguồn tin đà đợc xử lý Trạm lặp Bộ biến đổi quang ®iƯn O/E E/O Sỵi quang E/O O /E Sỵi quang Nguồn tin đà xử lý Hình 1.1.Cấu hình hệ thèng th«ng tin quang Trong hƯ thèng th«ng tin quang môi trờng truyền dẫn sợi dẫn quang,thực truyền ánh sáng từ phía phát đến phía thu Bộ biến đổi điện quang thực chất linh kiện phát quang nh diode laser ,còn biền đổi quang điện photo diode khoảng cách truyền dẫn lớn cần có trạm lặp.Các trạm lặp biến đổi tín hiệu quang thu đợc thành tín hiệu điện để khuyếch đại.Tín hiệu điện đà đợc khuyếch đại,biến đổi thành tín hiệu quang để tiếp tục truyền tuyến cáp quang *Đặc điểm linh kiện phát quang: -u điểm: + Có khả điều chế tốc độ cao nên sử dụng truyền dẫn tín hiệu tốc độ cao băng rộng + Kích thớc nhỏ,hiệu suất biến đổi quang điện cao + Tuy suy hao máy thu máy phát lớn linh kiện có khả phát xạ công suất quang lớn độ nhạy máy thu cao,nhng đảm bảo chất lợng truyền dẫn Nh vậy,trong hệ thống thông tin quang,khoảng cách trạm lặp lên tới chục km kết hợp đặc điểm suy hao thấp băng rộng,linh kiện phát quang có công suất cao,độ nhạy linh kiện thu cao.Số trạm lặp đờng dây giảm đáng kể so với số trạm lặp cáp kim loại cổ điển.Một vài tuyến điện thoại liên lạc với trực tiếp không thông qua trạm lặp Hệ thống thông tin quang thực tế kinh tế,độ tin cậy cao đồng thời dễ lắp đặt bảo dỡng II Các đặc tính cáp sợi quang Tơng tự nh kim loại , có yêu cầu đặc điểm tơng ứng Trớc hết sợi quang cần có lớp vỏ bao bên khỏi bị ảnh hởng môi trờng *Ưu điểm - Có khả truyền dẫn lợng thông tin lớn - Kích thớc trọng lợng nhỏ nên lặp đặt dễ dàng - Không bị nhiễu điện ,có khả cách điện - Tính bảo mật cao - Có tính linh hoạt:ứng dụng hầu hết cho dạng thông tin ,số liệu, điện thoại ,video - Tiết kiệm tài nguyên *Nhợc điểm - Vấn đề biến đổi điện quang: cần sử dụng thiết bị điện tử có tính phức tạp cao - Đờng truyền thẳng :cáp quang cần có đờng truyền thẳng để tránh gây suy hao - Tín hiệu suy hao vµ d·n déng lµm cho cù ly cđa hƯ thång bị hạn chế - Thiết bị đầu cuối có giá trị cao - Cần có yêu cầu lắp đặt đặc biệt - Vấn đề sửa chữa gặp nhiều phức tạp III- Xu híng ph¸t triĨn cđa hƯ thèng trun dÉn cáp sợi quang Các nhà nghiên cứu truyền dẫn cáp sợi quang tập trung vào hai mục tiêu tăng tốc độ truyền dẫn tăng cự ly trạm lặp Các hớng hát triển kỹ thuật thông tin cáp sơị quang naylà: a:Sử dụng kỹ thuật phân kênh theo bớc sóng: Trong hƯ thèng ghÐp kªnh theo bíc sãng ngêi ta sư dụng nhiều nguồn quang hoạt động bớc sóng khác nhau.Khoảng cách kênh đơc chọn phụ thuộc vào ổn định nhiệt độ nguồn sáng khả ghép/tách kênh.Trong khoảng bớc sóng tõ 1545nm-1570nm ngêi ta cã thĨ ghÐp 18 kªnh nÕu kênh truyền 2.5Gbit/s tơng đơng 30.240 kênh thoại, hệ thống có khả truyền tới 500.000 kênh thoại đôi sợi quang Hiện nay,ngời ta đà thực đợc hệ thống cáp sợi quang truyền tốc độ 40Gbit/s cách ghép kênh theo bớc sóng 16 luồng tốc độ 2,5Gbit/ s b:Sử dụng kỹ thuật phân kênh theo tần số(FDM) Kỹ thuật FDM cung cấp khả truyền dẫn lớn rât nhiều so với kỹ thuật ghép kênh theo bớc sóng.Khoảng cách kênh hệ thông ghép kênh theo tần số yêu cầu khoảng 56Hz tơng đơng 0,04nm bớc sóng 1550nm.Trong khoảng cách kênh kỹ thuật ghép kênh theo bớc sóng khoảng250Hz tức 2nm Nếu kênh truyền tốc độ 2,5Gbit/s ta truyền dung lợng tơng đơng 30.240*2.500=75,6 triệu kênh thoại đôi quang IV- ứng dụng Sợi quang đợc ứng dụng rÊt nhiỊu lÜnh vùc nh: y häc ,c«ng nghiƯp ,quân Trong viễn thông ngời ta sử dụng sợi GI với vỏ ruột đợc chế tạo từ thuỷ tinh ,thạch anh.Trong thông tin đờng trục chủ yếu sử dụng loại sợi đơn mode SM V- KÕt ln Do sỵi quang cã suy hao , tán sắc, tuyến có nhiều trạm lặp , nên xu phát triển nghiên cứu loại sợi quang có độ suy hao nhỏ , tán sắc nhỏ , tăng đợc cự ly đờng truyền tốc độ truyền dẫn , giảm chi phí đầu t nhằm đáp ứng nhu cầu thông tin Chơng II Sợi Quang I- Các dạng phân bố chiết suât môi trờng sợi quang Cấu trúc sỵi quang gåm lâi thủ tinh cã chiÕt st lín vµ mét líp vá bäc b»ng thủ tinh cã chiÕt suất nhỏ hơn.Chiết suất lớp vỏ bọc không thay đổi,chiết suất lõi thay đổi theo bán kính 1- Sợi quang có chiết suất bậc (sợi SI ) Đây loại sợi có cấu tạo đơn giản nhất, với chiết suất lõi lớp bọc khác rõ rệt ,khi nguồn quang phóng vào đầu sợi với góc tới khác truyền theo đờng khác Do có độ tán sắc lớn nên sợi SI truyền tín hiệu tốc độ cao qua cự ly dài Điều khắc phục đợc sợi có chiết suất giảm giần n2