Ảnh hưởng của hiện tượng tán sắc ánh sáng đến hệ thống thông tin quang

Trng i hc Vinh Khoa Vt Lý Lời cảm ơn Qua luận văn này, xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình Thầy Cơ giáo khoa Vật lý giảng dạy giúp đỡ tơi q trình học tập nghiên cứu Đặc biệt, xin gửi lời tri ân tới thầy giáo TS Đoàn Hoài Sơn, người trực tiếp hướng dẫn, định hướng đề tài giúp đỡ tận tình cho tơi suốt q trình hồn thành luận văn Do nhiều hạn chế thời gian, luận văn khơng có thiếu sót, mong nhận góp ý, bổ sung q thầy giáo, anh chị bạn sinh viên để luận văn hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! Vinh, tháng năm 2009 Tác giả Thái Thị Vũ Anh Thái Thị Vũ Anh 3 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Vinh Khoa Vật Lý Môc lôc Lêi më đầu Ch-ơng I: tổng quan sợi cáp quang 1.1 Sự phát triển hệ thống thông tin quang ……………………………….7 1.1.1 Khái quát lịch sử đời thơng tin quang ……………… … …… …7 1.1.2 Q trình phát triển hệ thống thông tin quang ……………………….…10 1.1.3 Các đặc tính thơng tin quang ……………………………………… …12 1.1.4 Các thành phần thơng tin quang …………………………………14 1.2 Sợi quang: 16 1.2.1 Cấu tạo sợi quang 16 1.2.2 Phân loại sợi quang ………………………………… ………………17 1.2.3 Truyền ánh sáng sợi quang …………………… …………… 18 1.3 Quá trình truyền xung sợi quang: 20 1.3.1 Các phương trình Maxwell 20 Ch-ơng II: tán sắc sợi quang …… …………………24 2.1 Tán sắc gì? …………………………………………………… …… 24 2.2 Tán sắc sợi quang 25 2.3 Tán sắc sợi đơn mode 27 2.3.1 Tán sắc vận tốc nhóm 27 2.3.2 Tán sắc vật liệu …………………………………………… ……… 28 2.3.3 Tán sắc dẫn sóng …………………………………………… …… 30 2.3.4 Tán sắc bậc cao 31 2.3.5 Tán sắc phân cực mode 32 Thái Thị Vũ Anh 4 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại hc Vinh Khoa Vt Lý Ch-ơng III: ảnh h-ởng tán sắc đến hệ thống thông tin quang 3.1 Phng trình truyền dẫn 35 3.2 Các xung Gaussian bị lệch tần (chirp) ………………………………… … 37 3.3 Tán sắc giới hạn tốc độ truyền dẫn 41 3.3.1 Trường hợp nguồn phát quang có độ rộng phổ lớn 41 3.3.2 Trường hợp nguồn phát quang có độ rộng phổ nhỏ 43 3.3.3 Ảnh hưởng chirp tần số 45 3.4 Bù độ tán sắc quang sợi đơn mode ………………….……………… 46 3.5 Băng tần sợi quang ………………………………………………………… 49 3.6 Giới thiệu số sợi quang 50 3.6.1 Nguyên tắc chế tạo sợi quang 51 3.6.2 Các sợi dẫn quang đơn mode thông tin quang 55 Kết luận chung 57 Tài liệu tham khảo 58 Thái Thị Vũ Anh 5 Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại hc Vinh Khoa Vt Lý Lời mở đầu Trong nhng năm gần đây, thệ thống tin quang ứng dụng rộng rãi lĩnh vực đời sống kinh tế xã hội phạm vi toàn giới, xem mũi nhọn đột phá tốc độ, cự ly truyền dẫn, cấu hình linh hoạt cho dịch vụ viễn thông cấp cao Hệ thống thông tin quang sợi sử dụng sợi dẫn quang để truyền dẫn sóng ánh sáng Nhưng ánh sáng truyền qua mơi trường sợi dẫn quang có ảnh hưởng hiệu ứng tán sắc, hấp thụ, tán xạ Vấn đề đặt cho nhà chế tạo tìm giải pháp để khắc phục hạn chế ảnh hưởng hiệu ứng đến chất lượng truyền thông tin sợi quang Để tìm hiểu sâu vấn đề này, lựa chọn đề tài "Ảnh hưởng tượng tán sắc ánh sáng trình truyền dẫn thơng tin quang" cho luận văn Nội dung luận văn trình bày ba chương: Chương I: Tìm hiểu tổng quan sợi cáp quang Trong chương tơi trình bày cách tổng quan hệ thống thông tin quang: lịch sử phát triển, đặc tính, thành phần hệ thống thông tin quang, cấu tạo, phân loại….của sợi dẫn quang Chương II: Tán sắc sợi quang Tìm hiểu đặc điểm hiệu ứng tán sắc, loại tán sắc trình truyền dẫn ánh sáng sợi dẫn quang Chương III: Ảnh hưởng tán sắc đến hệ thống thông tin quang Khảo sát ảnh hưởng tượng tán sắc ánh sáng đến hệ thống thông tin quang Giới thiệu số phương pháp khắc phục ảnh hưởng tán sác sợi quang nghiên cứu sử dụng thông tin quang Thái Thị Vũ Anh 6 Khóa luận tốt nghiệp 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 Trường Đại học Vinh Khoa Vật Lý Ch-¬ng I: tỉng quan vỊ sợi cáp quang 1.1 S phỏt trin ca h thng thông tin quang 1.1.1 Khái quát lịch sử đời thông tin quang Khác với thông tin hữu tuyến vô tuyến loại thông tin sử dụng môi trường truyền dẫn tương ứng dây dẫn không gian _ thông tin quang hệ thống truyền thơng tin qua sợi quang Điều có nghĩa thông tin chuyển thành ánh sáng ánh sáng sau truyền qua sợi quang Tại nơi nhận lại biến đổi trở lại thành thơng tin ban đầu hình 1.1 giới thiệu hệ thống truyền dẫn sợi quang digital sử dụng rộng rãi Các phương tiện sơ khai thông tin quang khả nhận biết người chuyển động, hình dáng, màu sắc vật thơng qua đơi mắt Tiếp đó, hệ thống thông tin điều chế đơn giản xuất cách sử dụng đèn hải đăng, đèn hiệu Sau đó, năm 1791, V.C.Chape phát minh máy điện báo quang Thiết bị sử dụng khí mơi trường truyền dẫn chịu ảnh hưởng điều kịên thời tiết… Năm 1838, Samuel F.B.Morse phát minh máy điện báo Sau đó, dịch vụ điện báo thương mại đưa vào khai thác năm 1844 tăng lên với số lượng đáng kể Năm 1878, người ta tiến hành đặt cáp kim loại để nối với tổng đài điện thoại Neu Haven bang Connecticut Giai đoạn sử dụng cáp kim loại để truyền dẫn tín hiệu ngự trị năm 1887, mà H Hertơ phát minh phát xạ sóng điện từ có bước sóng dài Guliclmo Marconi thực trình diễn sóng vơ tuyến vào năm 1895 Những năm tiếp sau kỷ 20, mạng lưới điện thoại phát triển rộng khắp giới liên tiếp xuất công nghệ tiên tiến việc thiết kế hệ thống thông tin điện Trước tiên phải kể đến cống hiến loại cáp đồng trục làm tăng dung lượng đáng kể Năm 1940, hệ thống cáp đồng trục lắp đặt có băng tần MHz để truyền dung lượng 300 Thái Thị Vũ Anh 7 Khóa luận tốt nghiệp 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 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 Trường Đại học Vinh Khoa Vật Lý kênh thoại kênh truyền hình Các hệ thống sau có băng tần 10 MHz, giới hạn hệ thống suy hao cáp bị phụ thuộc vào tần số Giới hạn nhanh chóng giải tỏa xuất hệ thống thơng tin vơ tuyến Hình1.1: Hệ thống truyền dẫn sợi quang Digital Xu hướng sử dụng phổ sóng điện từ để biến đổi tín hiệu truyền dẫn tăng lên, tín hiệu mang thơng tin thường chồng lên sóng điện từ khác có dạng hình sin, mà người ta thường gọi sóng mang, trước vào đường xử lý lại yêu cầu Lượng thông tin phát có liên quan trực tiếp tới băng tần mà sóng mang hoạt động, tăng tần số sóng mang tức tăng băng tần truyền dẫn, lúc có dung lượng thơng tin lớn Xuất phát từ đó, hệ thống thơng tin điện có hội phát triển sau đời lĩnh vực truyền hình, rada, tuyến viba Hệ thống thông tin viba hoạt động với tần số sóng mang 4GHz đưa vào khai thác năm 1948 sau hệ thống có băng tần cao tiếp tục lắp đặt mạng lưới Cùng với phát triển hệ thống viba, hệ thống cáp đồng trục lắp đặt để hoạt động với tốc độ bit ~ 100m bit/s Theo thời gian, tốc Thái Thị Vũ Anh 8 Khóa luận tốt nghiệp 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 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 Trường Đại học Vinh Khoa Vật Lý độ bit tăng lên, cho cự li xa bị hạn chế tần số sóng mang Nhìn chung hình ảnh có ý nghĩa đề cập tới khả hệ thống thông tin tính tốc độ bit cự ly: BL Hình 1.2 mơ tả tích BL tăng lên theo tính đại công nghệ thông tin kỷ rưỡi vừa qua Để thấy trình sử dụng phổ sóng điện từ cho hệ thống thơng tin điện, khảo sát bảng phân cấp phổ sóng điện từ đưa bảng 1.1, mơi trường truyền dẫn phong phú từ đơi dây kim loại ống dẫn sóng, từ sóng dài sóng viba cho phép thực dịch vụ 1015 Khuếch đại quang 10 12 Thơng tin quang Tích BL [(bit/s)km] 109 Vi ba Cáp đồng trục 106 103 Điện báo Điện thoại 1850 1900 1950 2000 Năm Hình 1.2 Sự tăng tốc độ bit - cự ly Cho tới nay, có nhiều hệ thống thơng tin dước hình thức đa dạng Các hệ thống tin gán cho tên gọi định theo môi trường truyền dẫn đơi theo tính chất dịch vụ hệ thống Thông thường, hệ thống sau phát triển, kế thừa từ hệ thống trước nó, chúng cải thiện nhằm thoả mãn nhu cầu người Bước ngoặt có ý nghĩa to lớn lịch sử kỹ thuật thông tin sử dụng dải tần số ánh sáng việc phát minh Laser, vào năm 1960, để làm nguồn phát quang Sự kiện gây hút đặc biệt nhà nghiên cứu hàng đầu Thái Thị Vũ Anh 9 Khóa luận tốt nghiệp 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 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 Trường Đại học Vinh Khoa Vật Lý thông tin giới tạo ý tưởng tập trung tìm tịi giải pháp sử dụng ánh sáng Laser cho thơng tin quang Đây điểm xuất phát đời hệ thống thông tin quang 100 km Âm 10 km Tần số thấp (VLF) 1km Tần số thấp (LF) 100 m Tần số trung bình (MF) Cáp đối xứng Tần số cao (HF) 10 m 1m Tần số cao (VHF) 10 cm Tần số cực cao (UHF) Tần số siêu cao (SHF) Bước sóng 10-4m cm Sóng mm Hồng ngoại Nhìn thấy Cực tím Ống dẫn sóng Cáp đồng trục sợi quang Vi ba Sóng dài Sóng ngắn 2,55  m 800 KHz 10 KHz 100 KHz MHz 10 MHz 100 MHz GHz 10 GHz 1014 Hz 100 GHz m 1015 Hz Tần số 1.1.2 Quá trình phát triển hệ thống thơng tin quang Hệ thống thông tin hiểu cách đơn giản hệ thống để truyền thông tin từ nơi đến nơi khác, thơng tin phát triển nhanh sóng điện với dải tần số khác từ megaHec tới hàng trăm têrahec Cịn thơng tin quang thực hệ thống sử dụng tần số sóng mang cao vùng nhìn thấy gần hồng ngoại phổ sóng điện từ Hệ thống thơng tin quang sợi hệ thống thơng tin sóng ánh sáng sử dụng sợi quang để truyền thông tin Sự nghiên cứu đại thông tin quang bắt đầu việc phát minh thành công Laser năm 1960 khuyến nghị Kao Hockham năm 1966 việc chế tạo sợi quang có độ tổn thất thấp năm sau, Kaprow chế tạo sợi quang suốt có độ suy hao truyền dẫn khoảng 20dB/km Được cổ vũ thành công này, nhà khoa học kỹ sư khắp giới bắt đầu tiến hành Thái Thị Vũ Anh 10 Khóa luận tốt nghiệp 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 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 Trường Đại học Vinh Khoa Vật Lý hoạt động nghiên cứu phát triển kết công nghệ giảm suy hao truyền dẫn, tăng giải thông, laser bán dẫn phát triển thành công năm 7080 (Bảng 1.2) Cho tới nay, sợi dẫn quang đạt mức suy hao nhỏ, giá trị suy hao 0,154dB/km bước sóng 1550nm cho thấy phát triển mạnh mẽ công nghệ sợi quang gần ba thập niên qua Dựa cơng nghệ, sợi quang có độ dày sợi tóc khơng cần đến tái tạo Hiện thệ thống tin quang ứng dụng rộng rãi giới chúng đáp ứng tín hiệu tương tự (analog) số (digital), chúng cho phép truyền dẫn tất tín hiệu dịch vụ băng hẹp băng rộng đáp ứng đẩy đủ yêu cầu mạng số liên kết đa dịch vụ (ISDN) Các hệ thống tin quang mũi đột phá tốc độ, cự ly truyền dẫn, cấu hình linh hoạt cho dịch vụ viễn thơng cấp cao Thực tế, thông tin quang vào giai đoạn kết thúc hệ thứ tư bắt đầu hệ thứ năm với việc giải tán sắc sợi quang với ứng dụng khuếch đại quang diện rộng Các hệ thống thông tin quang triển khai thử nghiệm thành công với đặc tính hấp dẫn độ 1,2 Tbit/s, hay truyền dẫn Soliton cự ly 9400km tộc độ 70 Gbit/s nhờ ghép bit kênh 10Gbit/s Năm Nguồn quang Cáp sợi quang 1960 Triển khai máy Laser Ruby (Hughes) 1962 Máy Laser Ga AS 1965 Máy Laser Co (B2) Khả sử dụng đường truyền dẫn 1966 cáp quang (ST, tổn thất 1000dB/km) 1970 Máy Laser Ga AS tạo dao động liên Triển khai thành công sợi cáp quang tục (BL, Nga, NEC) sử dụng abaston (Cor ning, 20 dB/km) Phương pháp sản xuất sợi quang có độ 1973 tổn thất thấp (MCVD, BL, 1dB/km) 1976 Máy Laser GalnAsp dao động liên tục Đề xuất khả sản xuất sợi quang (MII, KDD, TIT, NTT) Thái Thị Vũ Anh Florua (France, lucas) 11 Khóa luận tốt nghiệp 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 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 Trường Đại học Vinh Khoa Vật Lý 1980 Cấu trục Laser giếng lượng tử Chế tạo sợi quang Flo (NRL) độ tổn chế tạo (bell lab) thất 100 dB/km 1981 GalenAsp LD (1.6 um) Contonuous Osei llation (TIT) 1982 LD Array High Power (2,5w Contnuous Osci llatcon) 1983 Single mode, single Frequency LD Sợi quang flaro có độ tổn thất thấp (KDD, Bel lab) 10dB/km (NRT, NTT) 1986 Single mode, single Frequency LD Sợi quang flaro có độ tổn thất thấp Commerciali zation (NFC, Hitachietc) 1dB/km (khoảng 2,5 um) 1989 GaAI/AlGa laser Develoment Bảng 1.2: Các giai đoạn phát triển thông tin cáp sợi quang Rõ ràng thông tin quang mang lại điều bất ngờ phát triển công nghệ Điều muốn nói cần phải thường xuyên bổ túc nhiều kiến thức thông tin quang 1.1.3 Các đặc tính thơng tin quang Trong thông tin sợi quang, ưu điểm sau sợi quang sử dụng cách có hiệu quả: độ suy hao truyền dẫn nhỏ, băng tần truyền dẫn lớn Thêm vào đó, chúng sử dụng để thiết lập đường truyền dẫn nhẹ mỏng, khơng có xun âm với đường sợi quang bên cạnh không chịu ảnh hưởng nhiều cảm ứng sóng điện từ Trong thực tế sợi quang phương tiện truyền dẫn thông tin hiệu kinh tế Cùng với công nghệ chế tạo nguồn phát thu quang, sợi dẫn quang tạo hệ thống thơng tin quang có nhiều ưu điểm trội hẳn so với thông tin cáp kim loại Trước hết, có băng thơng lớn nên truyền khối lượng thơng tin lớn tín hiệu âm thanh, liệu, tín hiệu hỗn hợp thơng qua hệ thống có cự ly đến 100 GHz – km Tương ứng , cách sử dụng sợi quang, khối lượng lớn tín hiệu âm hình ảnh truyền dẫn đến địa điểm cách xa hàng trăm km mà không cần đến tái tạo Thái Thị Vũ Anh 12 Khóa luận tốt nghiệp 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 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 Trường Đại học Vinh Khoa Vật Lý 1  L          02   D2  4  (3.34) 10 D0 Tốc độ bit Gbit/s 10    0nm D  16 ps / km.nm 101 1nm 10 5nm 10 1 10 101 Cự ly 10 10 Hình 3.2: Giới hạn tốc độ bit sợi đơn mode phụ thuộc vào cự ly Tương tự (3.25) tối thiểu  cách tối ưu độ rộng xung vào  Giá trị nhỏ  tìm thấy xảy     L / 4 1/ cho sau : 3    2 1/  3 L        1/ (3.35) Giới hạn tốc độ bit thu cách áp dụng điều kiện 4B   : B  L  1/  0,324 (3.36) Các ảnh hưởng tán xạ hầu hết bỏ qua trường hợp Đối với giá trị tiêu biểu   0,1 ps3/km, tốc độ bit lớn tới 150 Gbit/s với L = 100km Nó giảm tới 70 Gbit/s L tăng 10 lần phụ thuộc tốc độ bit vào cự ly L-1/3 Đường đứt nét hình 3.3 biểu thị phụ thuộc Thái Thị Vũ Anh 44 Khóa luận tốt nghiệp 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 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 Trường Đại học Vinh Khoa Vật Lý với việc áp dụng biểu thức (3.36)   0,1 ps3/km Rõ ràng đặc tính hệ thống thơng tin quang cải thiện đáng kể hoạt động bước sóng gần bước sóng có tán sắc không sợi quang sử dụng nguồn phát có độ rộng phổ tương đối hẹp 3.3.3 Ảnh hưởng chirp tần số Xung đầu vào tất trường hợp trước giả thiết xung gaussian khơng có chirp Nhưng thực tế, xung quang phát từ laze không Gaussian thể có chirp đáng kể Dạng Gaussian mức độ cao nghiên cứu biểu thức (3.10) viết sau :   iC t  A(0, t )  A0 exp  ( ) 2m  T0   (3.37) Trong tham số m thể dạng xung Các xung gaussian bị chirp ứng với m=1 Đối với m có giá trị lớn xung có dạng gần chữ nhật có sườn trước sắc có sau Ta thu dạng xung đầu cách giải phương trình (3.9) số Giới hạn tốc độ bit_cự ly BL tìm cách đặt yêu cầu độ rộng xung RMS không tăng lên hệ số dãn cho phép Người ta hy vọng tích BL nhỏ xung mức độ cao xung dãn nhanh xung Gaussian bình thường Tích BL bị giảm mạnh tham số chirp C có giá trị dương Nhưng có điều khơng thuận lợi giá trị C thường lại dương điều chế trực tiếp laze bán dẫn mà giá trị tiêu biểu bước sóng 1550 nm Vì tích BL