Một số phương pháp đo các thông số của cáp sợi quang

Đồ án tốt nghiệp Một số phương pháp đo thông số cáp sợi quang LỜI GIỚI THIỆU Trong năm gần đây, hệ thống thông tin phát triển mạnh mẽ hết, đáp ứng phần bùng nổ thơng tin tồn giới Các mạng thơng tin điện đại có cấu trúc điển hình gồm nút mạng tổ chức nhờ hệ thống truyền dẫn khác cáp đối xứng, cáp đồng trục, sóng vi ba, vệ tinh… Nhu cầu thơng tin ngày tăng, địi hỏi số lượng kênh truyền dẫn lớn, song hệ thống truyền dẫn kể không tổ chức luồng kênh cực lớn Đối với kỹ thuật thông tin quang, người ta tạo hệ thống truyền dẫn tới vài chục Gb/s Một số nước giới ngày nay, hệ thống truyền dẫn quang chiếm 50% toàn hệ thống truyền dẫn Xu hướng ngành Viễn thôngthế giới cáp quang hoá hệ thống truyền dẫn nội hạt, quốc gia đường truyền dẫn quốc tế Thành phần hệ thống truyền dẫn quang sợi dẫn quang chế tạo thành cáp sợi quang Sợi quang với thơng số định đặc tính truyền dẫn tuyến Do đó, địi hỏi phải xác định xác thơng số Thơng thường, thơng số sợi quang xác định nhà sản xuất Tuy nhiên, sử dụng thi cơng, lắp đặt, sử dụng… ta cần đo đạc lại vài thông số cần thiết cho tuyến cáp sợi quang : suy hao tồn tuyến, suy hao trung bình, suy hao hàn nối, suy hao ghép, khoảng cách cuộn cáp sử dụng, khoảng cách tồn tuyến… Trong đó, quan trọng phải xác định cách tương đối xác cố xảy tuyến Một phương pháp để xác định thông số sử dụng rộng rãi sử dụng thiết bị OTDR để đo Trong đồ án này, nêu phương pháp đo, giới thiệu phương thức đo OTDR Nguyễn Danh Tuấn Lớp 46K- ĐTVT Đồ án tốt nghiệp Một số phương pháp đo thông số cáp sợi quang Với thời gian có hạn, kiến thức cịn hạn hẹp, đồ án cịn có nhiều thiếu sót, mong có đóng góp thầy giáo bạn Qua em xin chân thành cảm ơn cô giáo KS Nguyễn Thị Minh tạo điều kiện, giúp đỡ hướng dẫn em suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Vinh, tháng năm 2010 Sinh viên Nguyễn Danh Tuấn Nguyễn Danh Tuấn Lớp 46K- ĐTVT Một số phương pháp đo thông số cáp sợi quang Đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG : LÝ THUYẾT VỀ SỢI QUANG 1.1 Tổng quan thông tin quang 1.1.1 Sự phát triển hệ thống thông tin quang Trải qua thời gian dài từ người sử dụng ánh sáng lửa để làm phương tiện thông tin liên lạc đến lịch sử thông tin quang qua bước phát triển hồn thiện ghi nhận mốc sau: - 1870: JOHN TYNDALL, nhà vật lý người Anh, chứng tỏ ánh sáng dẫn theo vịi nước uốn cong Thí nghiệm ơng sử dụng nguyên lý phản xạ toàn phần, điều áp dụng cho sợi quang ngày - 1880: ALEXANDER GRAHAM BELL, người Mỹ, giới thiệu hệ thống photophone, qua tiếng nói truyền ánh sáng mơi trường khơng khí mà khơng cần dây Tuy nhiên hệ thống chưa áp dụng thực tế cịn q nhiều nguồn nhiễu làm giảm chất lượng đường truyền - 1934: NORMAN R FRENCH, kỹ sư người Mỹ, nhận sáng chế hệ thống thông tin quang Phương tiện truyền dẫn ông thuỷ tinh - 1958: ARTHUR SCHAWLOW CHARLES H TOWNES, xây dựng phát triển laser - 1960: THEODOR H MAIMAN đưa laser vào hoạt động thành công - 1962: Laser bán dẫn photodiode bán dẫn thừa nhận Vấn đề lại phải tìm mơi trường truyền dẫn quang thích hợp - 1966: CHARLESH KAO GEORGEA HOCKHAM, hai kỹ sư phòng thí nghiệm Standard Telecommunications Anh, đề xuất việc dùng thuỷ tinh để truyền dẫn ánh sáng - 1970: Hãng Corning Glass Works chế tạo thành công sợi quang loại SI có suy hao nhỏ 20 db/km bước sóng 633 nm - 1972: Loại sợi GI chế tạo với độ suy hao dB/km - 1983: Sợi đơn mode (SM) xuất xưởng Mỹ Nguyễn Danh Tuấn Lớp 46K- ĐTVT Một số phương pháp đo thông số cáp sợi quang Đồ án tốt nghiệp - Ngày sợi đơn mode sử dụng rộng rãi, độ suy hao loại sợi cịn khoảng 0,2 dB/km với bước sóng 1550 nm 1.1.2 Cấu trúc thành phần tuyến truyền dẫn quang Cho tới nay, hệ thống thông tin quang trải qua nhiều năm khai thác mạng lưới cấu trúc truyền khác Nhìn chung, hệ thống thông tin quang thường phù hợp cho việc truyền dẫn tín h iệu số hầu hết q trình phát triển hệ thống thơng tin quang theo hướng Theo quan niệm thống vậy, ta xem xét cấu trúc tuyến thông tin quang bao gồm thành phần hình 1.1 : Bộ phát quang Tín hiệu điện vào Mạch điều khiển Nguồn phát quang Bộ thu quang Sợi quang Đầu thu quang Chuyển đổi tín hiệu Tín hiệu điện Hình 1.1 Các thành phần tuyến truyền dẫn cáp sợi quang Các thành phần tuyến gồm có phần phát quang, cáp sợi quang phần thu quang Phần phát quang cấu tạo gồm có nguồn phát tín hiệu quang mạch điện điều khiển liên kết với Cáp sợi quang gồm có sợi dẫn quang lớp vỏ bọc xung quanh để bảo vệ khỏi tác động có hại từ mơi trường bên ngồi Phần thu quang tách sóng quang mạch khuếch đại, tái tạo tín hiệu hợp thành Ngồi thành phần chủ yếu này, tuyến thơng tin quang cịn có ghép nối quang (Connector) Các mối hàn, ghép nối quang, chia quang trạm lặp, tất tạo nên tuyến thơng tin quang hồn chỉnh Tương tự cáp đồng, cáp sợi quang khai thác với điều kiện lắp đặt khác Chúng treo ngồi trời, chơn trực tiếp Nguyễn Danh Tuấn Lớp 46K- ĐTVT Đồ án tốt nghiệp Một số phương pháp đo thông số cáp sợi quang đất, kéo cổng, đặt biển Tuỳ thuộc vào điều kiện lắp đặt khác mà độ dài chế tạo cáp khác nhau, dài từ vài trăm mét tới vài kilomet Tuy nhiên đơi thi cơng, kích cỡ cáp phụ thuộc vào điều kiện cụ thể, chẳng hạn cáp đượ kéo cống khơng thể cho phép dài được, cáp có độ dài lớn thường dùng cho treo chôn trực tiếp Các mối hàn kết nối độ dài cáp thành độ dài tổng cộng tuyến lắp đặt Sợi quang có cấu trúc mảnh Nó cấu tạo chủ yếu vật liệu thuỷ tinh Dạng sợi quang hình ống trụ gồm hai lớp thuỷ tinh lồng vào có độ đồng tâm cao Đường kính lõi dẫn ánh sáng vào khoảng 50m sợi đơn mode Đường kính ngồi lớp vỏ phản xạ thông thường vào khoảng 125m cho loại sợi Có ba loại sợi quang sợi đa mode số chiết suất phân bậc, sợi đa mode số chiết suất gradien, sợi quang đơn mode Tham số quan trọng cáp sợi quang tham gia định độ dài tuyến suy hao sợi quang theo bước sóng Đặc tuyến suy hao sợi quang theo bước sóng tồn ba vùng mà có suy hao thấp vùng bước sóng 850nm, 1300nm, 1550nm Ba vùng bước sóng sử dụng cho hệ thống thông tin quang gọi vùng cửa sổ thứ nhất, cửa sổ thứ hai cửa sổ thứ ba tương ứng Thiết bị phát quang có nhiệm vụ phát ánh sáng mang tín hiệu vào đường truyền sợi quang Cấu trúc thiết bị phát quang gồm có nguồn phá t quang, mạch điều khiển điện, mạch tiếp nhận tín hiệu đầu vào Nguồn phát quang thiết bị phát sử dụng đioe phát quang (LED) Laser bán dẫn (LD) Tín hiệu đầu vào thiết bị phát dạng số đơi có dạng tương tự tiếp nhận để đưa vào phần điều khiển Mạch điều khiển thực biến đổi tín hiệu điện dạng điện áp thành xung dòng Cuối nguồn phát thực biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang tương ứng phát vào sợi quang Hình 1.2 sơ đồ khối thiết bị phát quang Nguyễn Danh Tuấn Lớp 46K- ĐTVT C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Một số phương pháp đo thông số cáp sợi quang Đồ án tốt nghiệp Tín hiệu vào Sợi quang Mã hố Clock vào Điều khiển Nguồn phát Hình 1.3 Sơ đồ thiết bị phát quang Tín hiệu ánh sáng điều chế nguồn phát quang lan truyền dọc theo sợi dẫn quang để tới phần thu quang truyền sợi dẫn quang, tín hiệu ánh sáng thường bị suy hao méo yếu tố hấp thụ, tán xạ, tán sắc gây nên Bộ tách sóng quang phần thu thực trực tiếp nhận ánh sáng tách lấy tín hiệu từ hướng phát tới Tín hiệu quang biến đổi trực tiếp trở lại thành tín hiệu điện Các photodiôt PIN photodiode thác lũ APD sử dụng làm tách sóng quang hệ thống thông tin quang, hai loại có hiệu suất làm việc cao có tốc độ chuyển đổi nhanh Các vật liệu bán dẫn chế tạo nênghiên cứuác tách sóng quang định bước sóng làm việc chúng sợi quang đầu vào tách sóng quang phải phù hợp với sợi dẫn quang sử dụng tuyến lắp đặt Yếu tố quan trọng phản ánh hiệu suất làm việc thiết bị thu quang độ nhạy thu quang, mơ tả cơng suất quang nhỏ thu tốc độ truyền dẫn số ứng với tỷ lệ lỗi bit hệ thống; điều tưng tự tỷ số tín hiệu tạp âm hệ thống truyền dẫn tương tự Sau tín hiệu quang tách tách sóng quang, tín hiệu điện thu đầu photodiode khuếch đại khơi phục trởvề dạng tín hiệu đầu vào thiết bị phát Như sơ đồ thiết bị thu quang mơ tả hình 1.4 sau : Sợi quang tách sóng photodiode Khuếch đại Điều chỉnh Quyết định Giải mã Tín hiệu Clock Trích Clock Hình 1.4 Sơ đồ thiết bị thu quang số Nguyễn Danh Tuấn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Lớp 46K- ĐTVT C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Một số phương pháp đo thông số cáp sợi quang Đồ án tốt nghiệp 1.1.3 Những ƣu điểm ứng dụng thông tin sợi quang So với dây kim loại, sợi quang có nhiều ưu điểm đáng ý : - Suy hao thấp : Cho phép kéo dài khoảng cách tiếp vận giảm số trạm tiếp vận - Dải thơng tin rộng : thiết lập hệ thống truyền dẫn tốc độ cao - Trọng lượng nhẹ, kích thước nhỏ : dễ lắp đặt chiếm chỗ - Hồn tồn cách điện : không chịu ảnh hưởng sấm sét - Không bị can nhiễu trường điện từ : hoạt động vùng có nhiễu điện từ mạnh - Vật liệu chế tạo có nhiều thiên nhiên Nói chung, dùng hệ thống thông tin sợi quang kinh tế so với sợi kim loại với dung lượng cự ly Sợi quang ứng dụng thông tin số mục đích khác Vị trí sợi quang mạng lưới thông tin giai đoạn bao gồm : - Mạng đường trục Quốc gia - Đường trung kế - Đường cáp thả biển liên quốc gia - Đường truyền số liệu - Mạng truyền hình Và tới, mạng viễn thơng Việt Nam đưa vào sử dụng - Thuê bao cáp sợi quang - Mạng số đa dịch vụ ISDN Nguyễn Danh Tuấn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Lớp 46K- ĐTVT 10 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Một số phương pháp đo thông số cáp sợi quang Đồ án tốt nghiệp 1.2 Lý thuyết sợi quang 1.2.1 Khái niệm - Sợi quang sợi mảnh, suốt dẫn ánh sáng, gồm phần lõi cho ánh sáng truyền qua phần vỏ bao quanh - Lõi có chiết suất lớn vỏ 0.2% 0.3% - Sợi quang có đường kính nhỏ, nhẹ đặc tính truyền dẫn cao 1.2.2 Nguyên lý truyền anh sáng sợi quang Ánh sáng dùng thông tin quang nằm vùng cận hồng ngoại với bước sóng từ 800-1600 nm Đặc biệt có bước sóng thơng dụng 850 nm, 1300 nm, 1550 nm 1.2.2.1 Chiết suất môi trƣờng Chiết suất môi trường xác định tỷ số vận tốc ánh sáng truyền chân không vận tốc ánh sáng truyền môi trường n C V n : Chiết suất môi trường C : Vận tốc ánh sáng chân không, đơn vị m/s C = 10 m/s V : vận tốc ánh sáng mơi trường, đơn vị m/s Vì V  C nên n  Chiết suất môi trường phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng truyền Các nguồn quang dùng thông tin quang phát anh sáng khoảng hẹp có bước sóng Do vận tốc truyền Nguyễn Danh Tuấn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Lớp 46K- ĐTVT 11 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Một số phương pháp đo thông số cáp sợi quang Đồ án tốt nghiệp nhóm ánh sáng gọi vận tốc nhóm V nh chiết suất môi trường đánh giá theo chiết suất nhóm : n nh nnh  n   dn d 1.2.2.2 Sự phản xạ khúc xạ ánh sáng Khi tia sáng truyền môi trường đến mặt ngăn cách với mơi trường tia sáng tách thành tia : Một tia phản xạ lại môi trường tia khúc xạ sang môi trường Tia phản xạ tia khúc xạ quan hệ với tia tới sau : - Càng nằm mặt phẳng tới (mặt phẳng chứa tia tới pháp tuyến mặt ngăn cách điểm tới) - Góc phản xạ góc tới : ’ =  - Góc khúc xạ xác định từ công thức Snell : n sin = n sin 1’ Tia khúc xạ 2 Môi trường 2: n2 2’ Môi trường 1: n1 th  3’ 1’’ Tia tới Tia phản xạ Hình 1.5 Sự phản xạ khúc xạ ánh sáng 1.2.2.3 Sự phản sạ toàn phần Từ công thức Senll nêu ta thấy : - Nếu n < n  >  : Tia khúc xạ gãy phía gần pháp tuyến - Nếu n > n  <  : Tia khúc xạ gãy phía gần pháp tuyến Nguyễn Danh Tuấn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Lớp 46K- ĐTVT 12 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Một số phương pháp đo thông số cáp sợi quang Đồ án tốt nghiệp Trường hợp n > n , tăng   tăng  lớn  Khi  = 90 , tức tia khúc xạ song song với mặt tiếp giáp,  gọi góc tới hạn:  th ; tiếp tục tăng  >  th khơng cịn tia khúc xạ mà có tia phản xạ Hiện tượng gọi phản xạ toàn phần Dựa vào định luật khúc xạ ánh sáng (công thức Snell) với  = 90 tích góc tới hạn  th Sin th  n2 n1 hay  th  arcSin n2 n1 1.2.3 Sự truyền dẫn ánh sáng sợi quang 1.2.3.1 Nguyên lý truyền dẫn chung Ứng dụng tượng phản xạ toàn phần, sợi quang chế tạo gồm lõi (core) thuỷ tinh có chiết suất n lớp vỏ phản xạ(Clalding) thuỷ tinh có chiết suất n với n > n , ánh sáng truyền lõi sợi quang phản xạ phản xạ lại nhiều lần (phản xạ toàn phần) mặt tiếp giáp lõi lớp vỏ phản xạ Do ánh sáng truyền sợi có cự ly dài sợi bị uốn cong với độ cong có giới hạn Lớp bọc (cladding) n2 n2 n n1 Lõi (core) n1 Hình 1.6 Nguyên lý truyền dẫn ánh sáng sợi quang 1.2.3.2 Khẩu độ số NA Sự phản xạ toàn phần xảy tia sáng có góc tới đầu sợi nhỏ góc tới hạn th (hình 1.7) Sin góc tới hạn gọi độ số, ký hiệu NA : NA = Sin th Nguyễn Danh Tuấn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Lớp 46K- ĐTVT 13 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Một số phương pháp đo thông số cáp sợi quang Đồ án tốt nghiệp tác động môi trường; cho phép khả vận chuyển, lắp đặt thi công dễ dàng, hàn nối sửa chữa thuận tiện - Cáp phải đảm bảo dễ nhận dạng, dễ phân biệt với cáp kim loại cách đánh dấu cáp Sợi quang cáp phải nhuộm màu rõ ràng để dễ phân biệt, dễ nhận mắt thường bền màu suốt trình khai thác cáp - Thành phần gia cường cáp quan trọng, phải đảm bảo giữ cho cáp khơng bị kéo căng q, phải có độ mềm dẻo cần thiết, vừa tạo độ bền cho cáp, vừa đảm bảo dễ dàng sản xuất, thi công lắp đặt Nếu thành phần gia cường kim loại, phải đảm bảo để tượng ăn mịn khơng vượt giới hạn cho phép - Chất làm đầy cáp phải đảm bảo có hệ số dãn nở nhỏ, không đông cứng nhiệt độ thấp, không cản trở di chuyển sợi lõi cáp Chất làm đầy phải không gây độc hại, không gây ảnh hưởng tới thành phần khác cáp, không làm phai màu sợi - Vỏ cáp phải bảo đảm bảo vệ tốt lõi cáp khỏi bị tác động học ảnh hưởng môi trường bên ngồi q trình lắp đặt, khai thác lưu giữ Đối với loại cáp treo, vỏ cáp cịn phải bảo đảm khơng suy giảm chất lượng xạ tử ngoại 3.3.1 Phƣơng pháp đo thử độ bền học cáp 3.3.1.1 Lực căng Lực căng cáp sau thử phù hợp tiêu chuẩn TCN 68 - 160 : 1996 nhà sản xuất cáp quang: - Sợi không gẫy - Vỏ cáp không rạn nứt - Độ tăng suy hao không vượt qua 0,1 dB Thiết bị đo : máy đo OTDR, máy kéo căng cáp thiết bị phụ trợ Quy trình đo thử khả chịu lực căng cáp : Nguyễn Danh Tuấn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Lớp 46K- ĐTVT 63 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Một số phương pháp đo thông số cáp sợi quang Đồ án tốt nghiệp - Mẫu thử đoạn cáp dài 100m lấy từ cuộn cáp cần đo (không cần phải cắt khỏi cuộn cáp) Nên để mẫu thử nhiệt độ phòng vòng 48 trước đo thử Máy kéo căng Lực kế  Cáp thử  Bộ bin cáp Máy đo suy hao quang Hình 3.15 Sơ đồ mơ hình thiết bị kiểm tra khả chịu lực kéo căng cáp - Phép thử tiến hành nhiệt độ phịng theo mơ hình 3.15 Tăng lực căng liên tục tới giá trị lực căng theo yêu cầu (giá trị thoả thuận nhà cung cấp nhà khai thác), giữ phút, đường kính rịng rọc nên chọn gấp 20 lần đường kính cáp Kết thúc phép thử, để cáp trạng thái bình thường dùng máy đo OTDR kiểm tra suy hao 3.3.1.2 Va đập Sau đập 10 lần nặng có khối lượng kg rơi từ độ cao 1m theo tiêu chuẩn TCN 68 – 160: 1996 Yêu cầu cáp phải đảm bảo : - Sợi không gãy - Vỏ cáp không bị rạn nứt - Độ tăng suy hao không vượt qua 0,1dB Thiết bị đo : máy đo OTDR, máy đập cáp thiết bị phụ trợ Quy trình đo thử khả chịu lực va đập cáp : - Mẫu thử cuộn cáp cần đo nên để nhiệt độ phòng vòng 48 trước đo thử Với dụng cụ thử cho phép vật nặng rơi thẳng đứng từ cao xuống tác động vào cáp thử qua théo trung gian Trọng Nguyễn Danh Tuấn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Lớp 46K- ĐTVT 64 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Một số phương pháp đo thông số cáp sợi quang Đồ án tốt nghiệp lượng nặng, độ cao vật nặng rơi xuống, số lần va đập điều chỉnh theo yêu cầu đặt Thông thường, giá trị 1kg, 1m 10 lần Kết thúc phép đo, để cáp trạng thái bình thường Đo xác thay đổi suy hao cáp sau thử búa Thép đệm Mẫu cáp thử Đầu búa(tam giác đều) 8,6 cm Hình 3.16: Sơ đồ bố trí thiết bị đo khả chiu va đập cáp 3.3.1.3 Đo thử lực nén Sau tác động lực nén trọng lượng 1km cáp lên chiều dài cáp tối thiểu 1mm thời gian phút theo phép tiêu chuẩn TCN 68 – 160: 1996 Yêu cầu cáp phải đảm bảo : - Sợi không gãy - Vỏ cáp không bị rạn nứt - Độ tăng suy hao không vượt qua 0,1dB Thiết bị đo : máy đo OTDR thiết bị phụ trợ Quy trình đo thử khả chịu lực nén cáp : - Mẫu thử cuộn cáp cần đo nên để nhiệt độ phòng vòng 48 trước đo thử - Dụng cụ thử : dụng cụ thử dùng để nén cáp theo mặt phẳng nằm ngang Gồm thép phẳng, cố định, di Nguyễn Danh Tuấn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Lớp 46K- ĐTVT 65 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Một số phương pháp đo thông số cáp sợi quang Đồ án tốt nghiệp chuyển hình 3.9 Cạnh théo di chuyển nên đư ợc làm trịn với bán kính 5mm + Kẹp mẫu cáp hai thép, đảm bảo cho mẫu thử không bị trượt theo phương nằm ngang + Tác dụng lên thép lực nén lượng 1km cáp, khoảng thời gian phút Kết thúc phép thử, để cáp trạng thái bình thường (khơng chịu tác động lực nén) Đo xác định thay đổi suy hao cáp sau thử Vật nặng Tấm thép nén (đệm) Mẫu cáp thử Tấm thép cố định Hình 3.17 Mơ hình kiểm tra khả chịu lực nén c áp 3.3.1.4 Phép đo thử độ xoắn Cáp sau kiểm tra khả chịu lực xoắn theo tiêu chuẩn TCN 68 – 160: 1996, với số lần xoắn lần, chiều dài cáp thử nhỏ 4m Yêu cầu cáp phải đảm bảo : - Sợi không gãy - Vỏ cáp không bị rạn nứt - Độ tăng suy hao không vượt qua 0,1dB Thiết bị đo : máy đo OTDR, máy xoắn cáp thiết bị phụ trợ Quy trình đo thử khả chịu lực xoắn cáp., Nguyễn Danh Tuấn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Lớp 46K- ĐTVT 66 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Một số phương pháp đo thông số cáp sợi quang Đồ án tốt nghiệp + Mẫu thử cuộn cáp cần đo nên để nhiệt độ phòng vòng 48 trước thử + Dụng cụ thử : gồm bàn kẹp cố định bàn kẹp xoay dùng để xoắn cáp theo phương nằm ngang Mơ hình mổ tả hình 3.18 L< 4m Mẫu thử R Bộ giá cố định Bộ giá quay đươc Quả cân kéo cáp Hình 3.18 Mơ hình kiểm tra khả chịu lực xoắn cáp + Kẹp đầu cáp thử vào bàn kẹp cố định, đầu cáp thử kẹp vào bàn kẹp xoay, cho cáp khơng bị di chuyển q trình thử không kẹp chặt làm thay đổi suy hao cáp Cáp giữ cho căng nhờ nặng có khối lượng 25kg + Xoay bàn kẹp theo chiều kim đồng hồ góc 180 với số lần quay theo yêu cầu + Sau để cáp thử vị trí ban đầu xoay bàn kẹp theo chiều ngược kim đồng hồ góc 180 với số lần Kết thúc phép thử, để cáp trạng thái bình thường Đo xác định độ suy hao cáp sau thử 3.3.2 Phƣơng pháp đo tác động môi trƣờng cáp sợi quang 3.3.2.1 Đo khả chịu nhiệt cáp - Thiết bị đo : máy đo OTDR, buồng nhiệt thiết bị phụ trợ - Quy trình đo : + Mẫu thử cuộn cáp dài khoảng 2km, để nhiệt độ phòng vòng 48 trước thử Nguyễn Danh Tuấn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Lớp 46K- ĐTVT 67 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Một số phương pháp đo thông số cáp sợi quang Đồ án tốt nghiệp + Đấu vòng đầu sợi cáp để tăng chiều dài sợi đo thử + Cuộn cáp thử đưa vào buồng nhiệt, điều kiển nhiệt độ theo chu trình đặt trước Ghi kết đo TB t1 Thời gian t1 TA chu trình Hình 3.19 Chu trình nhiệt khả chịu nhiệt cáp - Đánh giá kết đo : Sau thử buồng nhiệt với nhiệt độ thay đổi khoảng từ - 300C đến + 600C vòng 48 ( nên thử với hai chu kỳ nhiệt, điểm bắt đầu kết thúc chu kỳ nhiệt nhiệt độ phòng ) phải đảm bảo độ tăng suy hao sợi suốt chu trình nhiệt không vượt 0,2dB / km 3.3.2.2 Phép thử chất làm đầy - Thiết bị đo : buồng nhiệt thiết bị phụ trợ - Quy trình đo : + Mẫu thử cuộn cáp dài 0,3m, lấy từ cuộn cáp cần kiểm tra + Tại đầu thử, tách bỏ lớp vỏ cáp với chiều dài khoảng 80mm + Treo mẫu cáp thẳng đứng buồng nhiệt ( đầu cáp bị tách nằm dưới, đầu đậy kín ) - Duy trì nhiệt độ 600C  50C vịng 24 - Đánh giá kết thử : chất làm đầy không bị rớt xuống đạt yêu cầu 3.3.2.3 Đo khả chống thấm nƣớc Sau thử thấm nước hình 3.20 với chiều dài mẫu thử 3m, phần cáp bị cắt bỏ lớp vỏ dài 25mm, độ cao cột nước 1m thời gian 24 nhiệt độ 200C  50C phải đảm bảo khơng có nước thấm vào cáp Nguyễn Danh Tuấn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Lớp 46K- ĐTVT 68 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Một số phương pháp đo thông số cáp sợi quang Đồ án tốt nghiệp 1m nước Nắp đậy Cáp 25 mm 3m Hình 3.20 Mơ hình kiểm tra khả chống thấm cáp 3.4 Đo trƣơng gần, trƣờng xa 3.4.1 Sự phân bố trƣờng Trong số trường hợp liên quan đến linh kiện quang, cần thiết phải hiểu phân bố công suất quang trường xa trường gần Chúng có ích phân tích tham số hình học sợi quang, nguồn quang phân tích việc ghép ánh sáng nguồn quang - sợi quang 3.4.1.1 Sự phân bố công suất trƣờng gần ( near - field ) Khái niệm trường gần hiểu cường độ xạ bề mặt nguồn quang ( Led, Laze ) đầu sợi quang Hướng quét Sợi quang Thấu kính Mặt phẳng đầu sợi Mặt phẳng tách sóng quang tưởng tượng Hình 3.21 Phân phối cơng suất trường gần Nguyễn Danh Tuấn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Lớp 46K- ĐTVT 69 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Một số phương pháp đo thông số cáp sợi quang Đồ án tốt nghiệp Phương pháp đo trường gần trình bay FOTP - 43 Trong hình 3.21, thấu kính dùng để phóng đại vùng xạ ánh sáng ( nhỏ ) từ sợi quang Giả sử có tách sóng quang di chuyển quét mặt phẳng, đường thẳng mô hình trường gần đối xứng trịn Mảng tách sóng quang sử dụng mảng khơng thay đổi tuyến tính nhạy cảm, đặc biệt với bước sóng dài 3.4.1.2 Sự phân bố cơng suất trƣờng trƣờng xa ( Far - field ) Khái niệm trường xa hiểu cường độ xạ khỏi bề mặt nguồn quang qua cự ly Z với góc  xác định hình 3.22a  Z a Sự xếp chuẩn (Standard arrangement) f f y  My L1 L2 b Sự xếp luân phiên thuận lợi (Convenient alternate arrangement) Hình 3.22 Phân phối công suất trường xa Nguyễn Danh Tuấn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Lớp 46K- ĐTVT 70 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Một số phương pháp đo thông số cáp sợi quang Đồ án tốt nghiệp Phương pháp đo trường xa trình bày FOTP - 47 Quan hệ cự ly Z với đường kính vùng xạ lớn d xác định theo bất đẳng thức sau : Z (10d )2  Ở  bước sóng ánh sáng sử dụng, nhờ xem vùng xạ điểm đến tách sóng quang Ví dụ : Kích thước d tương ứng cho sợi đa mode đường kính lõi cho sợi đơn mode đường kính trường mode Các giá trị tương ứng cự ly Z : 0,2m < Z < 1,2m mm < Z < 10mm tùy vào đường kính sợi Cần ý bề mặt quét tách sóng quang có dạng hình cầu lý tưởng Để rút ngắn cự ly này, đặc biệt với nguồn quang có vùng phát quang rộng, cách xếp luân phiên hình 3.22b đơi sử dụng Một thấu kính biến đổi Fourier (Fourier -transforming lens ) L1 thấu kính chuyển tiếp ( relay lens ) L2 đặt vùng xạ mặt phẳng tách sóng quang Thấu kính L1 đặt cách đầu sợi khoảng tiêu cự ly ƒ Quan hệ vị trí quét y mặt phẳng biến đổi Fourier góc trường xa  : y  f sin  Thấu kính L2 tạo ảnh phóng đại ( độ phóng đại M lần ) mặt phẳng biến đổi mặt phẳng tách sóng quang 3.4.2 Đo trƣờng xa ( Đo độ số NA ) Khẩu độ số NA đóng vai trị quan trọng đo lường sợi quang Ngoài hàn nối hai sợi lại với ghép hai sợi lại qua khớp nối ( connector ) yêu cầu NA hai đầu sợi phải trường hợp nối sợi quang vào nguồn quang, sợi quang vào tách sóng quang phải lưu ý đến độ số NA, sợi đa mode Do cần phải đo độ số NA Sơ đồ bố trí dụng cụ đo độ số NA hình 3.23 Nguyễn Danh Tuấn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Lớp 46K- ĐTVT 71 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Một số phương pháp đo thông số cáp sợi quang Đồ án tốt nghiệp Sợi quang E Nguồn quang Thấu kính Bộ lọc mode Đo công suất quang a Đo công suất xạ theo góc mở Cường độ tương đối 0,05 2 Góc quét b Đường bao trường xa đo Hình 3.23 Đo trường xa Theo hình 3.23 a, sợi quang cần đo cung cấp công suất quang toàn mặt cắt ngang đầu sợi với góc mở lớn góc mở dự đốn Ở đầu cuối sợi có hai lọc mode để khử cladding - mode Trong trình đo, diode thu quang dịch chuyển quanh đầu sợi quang, nhờ đo cơng suất quang đầu phụ thuộc vào góc mở Người ta đề nghị NA lấy góc tương ứng với trường hợp cơng suất ánh sáng đo giảm cịn 5% giá trị lớn Một số máy đo đại tự động toán độ số NA cho toàn đường bao biến thiên trường xa ( Hình 3.23 b ) Nguyễn Danh Tuấn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Lớp 46K- ĐTVT 72 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Một số phương pháp đo thông số cáp sợi quang Đồ án tốt nghiệp 3.4.3 Đo trƣờng gần ( Nhận dạng phân bố chiết suất ) E Sợi quang Nguồn quang M.r Đo cơng suất quang Bộ lọc mode Phóng đại M lần Thấu kính a Sơ đồ đo trường gần, trường phóng đại lên M lần Cơng suất tương đối r/a -1 c b Sự phân bố trường sợi GI-MM Hình 3.24 Đo trường gần Khi cho tia nguồn xạ vào sợi quang, tất mode truyền dẫn ghép vào sợi người ta thấy kết đo biến thiên trường gần thể biến thiên đường bao chiết suất bên ruột sợi quang Do đo trường gần biết biến thiên chiết suất ruột sợi Đo trường gần đo phân bố cường độ ánh sáng từ sợi phụ thuộc vào khoảng cách từ tâm sợi, tức theo tọa độ bán kính (r) hệ tọa độ trụ Trên hình 3.24 sơ đồ bố trí đo phân bố trường theo phương bán kính Sơ đồ tổ chức đo tương tự đo trường xa Nhưng vùng xạ ánh sáng nhỏ, nên đo trực tiếp trường gần Mà người ta phải dùng kính phóng phóng đại trường lên M lần ( M = 40  100 ) Do nhận ảnh trường từ ruột sợi lớn Chẳng hạn sợi GI có đường kính ruột 50 m, qua Nguyễn Danh Tuấn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Lớp 46K- ĐTVT 73 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Một số phương pháp đo thông số cáp sợi quang Đồ án tốt nghiệp phóng đại với M = 100 có ảnh hưởng có đường kính 5mm Tuy ảnh phóng đại trường nhỏ song đủ để đo thử Khi đo dùng diode quang di chuyển quét ảnh trường Để di chuyển diode thay linh kiện ghép điện tích CCD gồm nhiều diode Tuy nhiên cách có sai số đo diode linh kiện CCD có độ nhạy khác Kết đo thể đường bao trường gần đường bao chiết suất ruột sơi thể hình 3.24b Điểm lõm nhỏ chiết suất tâm sợi điển hình sợi GI có liên quan đến q trình nung chảy tạo phôi sợi, đặc trưng cho sợi chế tạo theo phương pháp đọng hóa chất CVD Sự phân bố trường gần thể gần theo công thức : P (r) = nr   n2 n1  n2 Trong n2 chiết suất lớp bọc, n1 chiết suất lớn lõi sợi Qua thấy rõ mối quan hệ trực tiếp phân bố trường P (r) chiết suất n (r) sợi Điều kiện đo thử khơng có ảnh hưởng tia nghiêng, có kết đo n (r) khơng xác hồn toàn Chú ý: Khi đo trường xa để xác định NA trường gần để xác định chiết suất n (r) ruột sợi sợi đơn mode có khó khăn so với đo sợi đa mode, hai lý : - Khi đo sợi đa mode có đường kính ruột lớn nên bỏ qua ảnh hưởng hiệu ứng uốn cong sợi, đo sợi đơn mode có đường kính nhỏ hiệu ứng lại có ảnh hưởng rõ rệt - Độ xác phép đo phụ thuộc vào giới hạn xác định khả kỹ thuật đo Nguyễn Danh Tuấn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Lớp 46K- ĐTVT 74 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Một số phương pháp đo thông số cáp sợi quang Đồ án tốt nghiệp KẾT LUẬN Trong giai đoạn nay, sợi quang ứng dụng ngày rộng rãi nhiều lĩnh vực đời sống xã hội : - Lĩnh vực dân dụng : đồ trang trí ánh sáng… - Lĩnh vực điện tử công nghiệp - Lĩnh vực y tế - Lĩnh vực viễn thông, truyền hình Cáp sợi quang đời, với ưu điểm làm thay đổi hẳn hệ thống truyền dẫn viễn thơng Một hệ thống truyền dẫn quang có cự ly truyền xa, dung lượng lớn, đáp ứng nhu cầu sử dụng mạng viễn thông đại Do vậy, sử dụng loại cáp sợi quang điều cần thiết phải biết thơng số sợi nhằm nâng cao hiệu sử dụng chúng Và thế, cần nên biết phương pháp để đo thông số Toàn nội dung đồ án nêu số phương pháp đo thông số sợi Thực tế cho thấy : thông số cáp sợi quang nhà sản xuất cung cấp Catalog sợi người sử dụng cần biết tiêu để thuận tiện lắp đặt hệ thống truyền dẫn quang Và để dễ dàng bảo dưỡng, sửa chữa có cố hỏng hóc xảy Một phương tiện kiểm tra, thiết bị OTDR Do q trình đo OTDR thực đầu sợi mà không cần phải cắt sợi nên sử dụng rộng rãi tuyến cáp sợi quang lắp đặt để đo suy hao tuyến cáp, suy hao trung bình, suy hao mối hàn v xác định vị trí hỏng hóc sợi Nguyễn Danh Tuấn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Lớp 46K- ĐTVT 75 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Một số phương pháp đo thông số cáp sợi quang Đồ án tốt nghiệp Để tránh sai số đo OTDR, cần phải nắm phép đo nguyên nhân xây sai số đo, nhằm loại trừ sai số Cuối cùng, lần tơi xin chân thành cảm ơn cô giáo K.S Nguyễn Thị Minh, người tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tơi suốt thời gian làm đồ án Đồng thời, tơi bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tồn thể thầy trực tiếp giảng dạy giúp đỡ tơi có thêm kiến thức để hồn thành đồ án tốt nghiệp Do trình độ thời gian hạn chế, đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, tơi mong nhận đóng góp thầy bạn để đề tài hoàn thiện Nguyễn Danh Tuấn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Lớp 46K- ĐTVT 76 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn