cáp sợi quang và vấn đề suy hao của cáp sợi quang

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN HỮU NGHỊ VIỆT - HÀN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ỨNG DỤNG ============================ ĐỀ TÀI: CÁP SỢI QUANG VÀ VẤN ĐỀ SUY HAO CỦA CÁP SỢI QUANG Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Vũ Anh Quang Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Việt Lớp: VT02A Mã sinh viên: CCVT020044 Đà Nẵng, tháng 03 năm 2011 1. Lý do chọn đề tài Cáp quang đã trở thành phương tiện truyền dẫn hết sức hiệu quả trong các mạng thuê bao do các ưu điểm của nó hơn hẳn các phương tiện truyền dẫn khác. Cáp quang ngày càng được nhiều nước sử dụng làm phương tiện truyền dẫn thông của mình bởi vì nó có chất lượng truyền dẫn tốt hơn sơ với các hệ thống truyền dẫn khác – nó còn là phương tiện truyền dẫn an toàn nhất trong mọi điều kiện. Nó đóng vai trò đă năng truyền dẫn mọi dịch vụ viễn thông có chất lượng cao đồng bộ và hiện đại như: Truyền số liệu, hội nghị truyền hình, truy nhập dữ liệu từ xa, truyền dẫn các thông tin đa phương tiện… Cùng với những ưu điểm như: Độ suy hao thấp, độ rộng băng tần cao, đường kính sợi nhỏ, trọng lượng nhẹ, đặc tính cách điện cao, tiết kiệm tài nguyên… Vì những lý do trên nên em xin được báo cáo đề tài CÁP QUANG để hiểu hơn được các mặt ưu và nhược điểm của cáp quang. 2. Ý nghĩa thực tiễn. Ngày nay, Internet đã trở thành một nhu cầu thiết yếu, giúp mọi người ở khắp nơi trên thế giới có thể giao tiếp, trao đổi, học tập, mua sắm, giải trí dễ dàng, nhanh chóng.Các ứng dụng, dịch vụ trên Internet cũng ngày càng phát triển theo, điều này đòi hỏi tốc độ, băng thông kết nối Internet cao và cáp quang trở thành lựa chọn số một - FTTH (Fiber To Home) là một điển hình. FTTH đáp ứng các dịch vụ luôn đòi hỏi mạng kết nối tốc độ cao như IPTV, hội nghị truyền hình, video trực tuyến, giám sát từ xa IP Camera 3. Kế hoạch thực hiện: Thời gian Công việc Kết quả đạt được Đánh giá Tuần 1 + Sưu tầm tài liệu, viết đề cương sơ bộ Đề cương sơ bộ Tuần 2 + Nghiên cứu và hoàn thành các vấn đề cơ bản về Cáp sợi quang Hoàn thành được chương 1 Tuần 3 + Nghiên cứu và hoàn thành vấn đề suy hao của cáp sợi quang Hoàn thành được chương 2 Tuần 4 + Khảo sát các vấn đề suy hao sợi quang trên phần mềm Optisystem + Nêu nhận xét và kết luận khi khảo sát trên phần mềm Optisystem Hiểu được cách khảo sát trên phần mềm Optisystem Thấy được vấn đề suy hao sợi quang trên phần mềm Optisystem Tuần 5 + Hoàn thành hết các nội dung ở các mục trên + Sửa lại các lỗi có trong đề tài + In và trình diễn đề Hoàn thành đề tài tài lên Power Point ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÁP SỢI QUANG 1.1 Khái niệm về cáp sợi quang 1.2 Lịch sử phát triển 1.3 Đặc tính lan truyền trong sợi quang 1.4 Cấu tạo của sợi quang 1.4.1 Lõi sợi quang 1.4.2 Võ cáp sợi quang 1.4.3 Phần tử gia cường 1.4.4 Các thành phần khác trong lõi cáp 1.5 Phân loại sợi quang 1.5.1 Phân loại theo vật liệu điện môi 1.5.2 Phân loại theo mode truyền lan 1.5.3 Phân loại theo phân bố chiết suất khúc xạ 1.6 Tán sắc trong sợi quang 1.6.1 Tán sắc mode 1.6.2 Tán sắc sắc thể trong sợi đa mode 1.7 Ứng dụng và ưu nhược điểm của sợi quang 1.7.1 Ưu điểm 1.7.2 Nhược điểm 1.7.3 Ứng dụng của cáp sợi quang CHƯƠNG II: SUY HAO TRONG SỢI QUANG 2.1 Định nghĩa suy hao trong sợi quang 2.2 Các nguyên nhân gây Suy hao quang 2.2.1 Suy hao do hấp thụ 2.2.1.1 Hấp thụ do tạp chất 2.2.1.2 Hấp thụ vật liệu 2.2.1.3 Hấp thụ cực tím (điện tử) 2.2.2 Suy hao do tán xạ Rayleigh 2.2.3 Tán xạ Mie 2.2.4 Suy hao và dải thông 2.2.5 Các Suy hao khác 2.2.5.1 Suy hao lớp vỏ và lõi 2.2.5.2 Suy hao uốn cong sợi 2.2.5.3 Suy hao do hàn nối CHƯƠNG III: KHẢO SÁT VẤN ĐỀ SUY HAO SỢI QUANG TRÊN PHẦN MỀM OPTISYSTEM CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÁP SỢI QUANG 1.1 Khái niệm về cáp sợi quang Cáp quang là một loại cáp viễn thông làm bằng thủy tinh hoặc nhựa và sử dụng ánh sáng để truyền tín hiệu. Hình 1.1: Cáp sợi quang 1.2 Lịch sử phát triển -1790 : CLAU DE CHAPPE , kĩ sư người Pháp, đã xây dựng một hệ thống điện báo gồm một chuỗi các tháp với các đèn báo hiêu trên đó . Tin tức vượt qua chặng đường 200km trong vòng 15 phút . -1870 : JOHN TYNDALL nhà vật lý người Anh đã chứng tỏ ánh sáng có thể dẫn được theo vòi nước uốn cong với nguyên lý phản xạ toàn phần . Điều vẫn được áp dụng trong thông tin quang hiện nay . -1880 : ALEXANDER GRAHAM BELL , người Mỹ giới thiệu hệ thống thông tin Photophone. Tiếng nói được truyền đi bằng ánh sáng trong môi trường không khí . Nhưng chưa được áp dụng trong thực tế vì quá nhiều nguồn nhiễu. - 1934: NORMAN R.FRENCH, người Mỹ, nhận bằng sáng chế hệ thống thông tin quang. Sử dụng các thanh thuỷ tinh để truyền dẫn. - 1958: ARTHUR SCHAWLOUR và CHARLES H TOUNES, xây dựng và phát triển Laser - 1960: THEODOR H MAIMAN đưa laser vào hoạt động thành công. - 1962: Laser bán dẫn và Photodiode bán dẫn được thừa nhận vấn đề còn lại là phải tìm môi trường truyền dẫn quang thích hợp. - 1966: CHARLES H KAO và GEORCE A HOCKHAM, hai kĩ sư phòng thí nghiệm Stanrdard Telecommunications của Anh , đề xuất dùng sợi thuỷ tinh dẫn ánh sáng. Nhưng do công nghệ chế tạo sợi quang thời đó còn hạn chế nên suy hao quá lớn (ỏ khoảng 1000dB/Km) - 1970: Hãng Corning Glass Work chế ttoạ thành công sợi quang loại SI có suy hao nhỏ hơn 20 [dB/km] ở bước sóng 1310nm. - 1972: Loại sợi GI được chế tạo với độ suy hao 4 [dB/km]. - 1983: Sợi đơn mode(SM) được xuất xưởng tại Mỹ. 1.3 Đặc tính lan truyền trong sợi quang Ánh sáng truyền thẳng trong môi trường chiết suất đồng nhất. Hiện tượng phản xạ và khúc xạ ánh sáng xảy ra khi ánh sáng truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường có chỉ số chiết suất khác nhau, tia sáng nào khi tới mặt phân cách giữa hai môi trường mà quay trở lại môi trường ban đầu đó là tia phản xạ, còn tia sáng nào đổi hướng đi qua mặt phân cách vào môi trường khác đó là tia khúc xạ. Theo định luật Snell ta có quan hệ: - n1.sin φ1 = n2.sinφ2. - n 1 : chỉ số chiết suất môi trường thứ nhất; - n 2 : chỉ số chiết suất môi trường thứ hai; - φ1: là góc tới hợp bởi pháp tuyến của mặt phân cách hai môi trường với tia tới. - φ2: là góc hợp bởi pháp tuyến của mặt phân cách hai môi trường với tia khúc xạ. Hình 1.2: Hiện tượng phản xạ và khúc xạ ánh sáng 1.4 Cấu tạo cáp sợi quang 1.4.1 Lõi cáp sợi quang: Bao gồm sợi quang đặt trong ống đệm chặt hoặc ống đệm lỏng được liên kết với nhau bằng cách xoắn quanh một phần tử trung tâm gọi là phần từ gia cường Bước xoắn phải đủ dài để cho sợi quang không bị cong quá mức quy định và đủ ngắn để đủ độ giãn dài khi bị kéo căng cáp. Phần tử trung tâm làm bằng các plastic có các rãnh vừa là chức năng gia cường vừa để đặt sợi theo hình xoắn ốc. Các ống đệm cũng bằng plastic Các đặc tính cơ bản của plastic được dùng để sản xuất ống đệm hoặc phần từ gia cường (làm lõi của cáp quang) theo bảng sau: 1.4.2 Vỏ cáp quang: Để bảo về lõi cáp khỏi bị ảnh hưởng từ bên ngoài. Các võ plastic( một hoặc nhiều võ) để bao bọ lõi cáp. - Vỏ ngoài cùng làm từ PVC, Polyethylen và Polymethame. Loại này có đặc tính cơ học tốt, chống cháy có độ ẩm cho phép cao. PE có tính cơ và hóa tốt, chống cháy kém, hệ số ma sát thấp thuận lợi cho khi kéo cáp vào cống. - Võ trong cùng thường dùng Polymethame vì nó mềm dẻo. - Lớp chắn hơi ẩm thường là nhôm mỏng quấn kín lõi cáp và ở phía trong vỏ lớp ngoài cùng: Khi võ ngoài bị phồng lên thì lớp các lá nhôm nà vẫn ôm chặt lớp phía trong như vậy ngăn được nước đang nằm trong lớp võ ngoài thấm vào trong. - Võ bảo vệ bằng kim loại (Armuor) bằng các sợi thép hoặc bằng thép có múi được dùng cho cáp chôn trực tiếp để bảo vệ các ứng suất xuyên tâm và chống gặm nhấm 1.4.3 Phần tử gia cường: - Phần tử gia cường được đặt trong lõi cáp quang để tạo ra sức chịu lực căng và sức chống co để đảm bảo cho cáp được ổn định khi lắp đặt cáp, khi nhiệt độ của môi trường thay đổi. - Phần tử gia cường phải là vật liệu nhẹ, mềm dẻo có modul đàn hồi cao - Phần tử gia cường có thể là: - Kim loại: thường là các loại dây thép được đặt tại tâm hoặc vỏ của cáp khi dùng thép phải chú ý chống ăn mòn và chống điện áp cao do sét đánh - Phi kim loại: thường là dây thủy tinh Plastic tăng cường (G-FRP) hoặc là các sợi amid. Thường đặt ở tâm cáp có độ mềm dẻo cáo (hoặc đặt phân tán trong vỏ cáp) Hình 1.3: Cách đặt phần tử gia cường 1. Phần tử gia cường 2. Lõi cáp. 3. Ống đệm. 1.4.4 Các thành phần khác trong lõi cáp. a) Các dây dẫn có cách điện: các dây này là một thành phần của lõi cáp dùng để truyền các kênh nghiệp vụ hoặc để phát hiện thấm nước vào cáp hoặc cấp nguồn từ xa nhưng sự có mặt của các dây này gây ra nhược điểm cho cáp là hiện tượng cảm ứng điện từ của dây cao áp hoặc sét b) Các lớp đệm lót được sử dụng để bảo vệ lõi cáp từ lực nét xuyên tâm: đó là các vật liệu Plastic quấn hình trôn ốc quanh lõi cáp. c) Các băng quấn quanh lõi cáp: các băng này có hai chức năng: - Liên kết các thành phần của lõi cáp với nhau. - Tạo ra lớp ngăn nhiệt khi bị nóng và phồng ra d) Một bộ phận để bơm trơn không khí khô để chống ẩm vào và chống nước e) Chất độn làm đầy để bảo vệ lõi cáp không bị hơi ẩm thấm vào trong và chống nước ngấm dọc cáp khi vỏ cáp bị thủng. Nó có tác dụng ổn định hóa học không tạo khí Hydrogen. Chất độn chủ yếu nằm trong vỏ cáp có khi cả lõi cáp. 1.5 Phân loại sợi quang: 1.5.1 Phân loại theo vật liệu điện môi: Khi phân loại theo vật liệu điện môi thì tổng số có 3 loại: - Các sợi quang thạch anh không những chỉ chứa thạch anh nguyên chất (SiO 2 ) mà còn có các tạp chất thêm vào như: Ge, B và P… để làm thay đổi chiết suất khúc xạ. - Sợi quang đa vật liệu có thành phần chủ yếu soda lime, thủy tinh hoặc thủy tinh boro-silicat… - Sợi quang nhựa thường được sản xuất bằng PMMA ( Polymethyl metharcylate)/ 1.5.2 Phân loại theo mode lan truyền: Theo mode lan truyền sợi quang được chia làm hai nhóm: - Sợi quang đơn mode (được gọi là SM): loại này chỉ cho một mode lan truyền - Sợi quang đa mode: cho phép nhiều mode lan truyền 1.5.3 Phân loại theo phân bố chỉ số khúc xạ: Loại cáp quang phân loại theo phân bố chỉ số khúc xạ bao gồm: a. Sợi quang đa model chiết suất phân bậc: Khi ánh sáng đi vào lõi của cáp quang theo một góc nào đso sẽ lan truyền trong lõi theo phương thức phản xạ toàn phần. Khi cáp quang bị uốn cong đột ngột thì góc giữa đường quang và mặt phẳng biên có thế lớn hơn góc tới hạn do vậy tổn hao sang mặt khác sẽ tăng lên. Trong kiểu sợi quang đa phương thức ánh sáng đi thằng và ánh sáng phản xạ toàn phần với góc lớn sẽ có các góc khác nhau. Tỷ lệ với sự chênh lệch này có sự chênh lệch về thời điểm đến của đầu cuối làm cho việc truyền thông ton đến các địa điểm xa vài chục MHz-Km. b. Sợi quang đa-model chiết suất biến đổi: Sợi quang đa model chỉ số lớp: Được thiết kế để giảm độ sai lệch về thời gian như đã đề cập ở trên. Loại quang này có hệ số khúc xạ lớn nhất tại lõi của nó và có độ khúc xạ nhỏ hơn về phía sợi quang. Điều này có nghĩa là sự phân bố hệ số cong theo chiều dài sẽ tăng lên khi hệ số khúc xạ giảm đi và do vậy ánh sáng sẽ đến đầu cuối ra gần đúng như thể ánh sáng đã lan truyền theo một đường thẳng. Vì vậy nó có thể giữ nhiều thông tin (GHz-Km) gấp hàng trăm ngàn lần so với sợi quang chỉ số bước. Đường kính của lõi sợi quang chỉ số lớp này 50μm và đường kính của lớp sợi quang là 125μm. c. Sợi quang đơn model ( nằm trong nhóm sợi quang chiết suất phân bậc): Đường kính và lõi của sợi quang đơn model nhỏ hơn nhiều so với sợi quang đa model. Khi đường kính và lõi của sợi quang giảm xuống và độ sai lệch về hệ số khúc xạ giữa lõi và lớp sợi quang giảm đi. Trong trường hợp này không có sự khác biệt nào về thời gian do sự khác biệt giữa góc lan truyền gây ra vì vậy nó có dải thông truyền dẫn lớn (100GHz-Km hoặc hơn nữa). 1.6 Tán sắc trong sợi quang : Khi truyền dẫn các tín hiệu số qua sợi quang, xuất hiện hiện tượng dãn rộng các xung ánh sáng ở đầu thu. Thậm chí trong vài trường hợp các xung lân cận còn đè lên nhau, dẫn đến không phân biệt được xung, gây méo tín hiệu khi tái tạo. Hiện tượng dãn xung được gọi là hiện tượng tán xạ Nguyên nhân chính của hiện tượng này là do ảnh hưởng của sợi quang mà các thời gian chạy khác nhau cho các thành phần ánh sang phát đi đồng thời. Tán xạ có ảnh hưởng tới chất lượng truyền dẫn cụ thể là: • Khi truyền tín hiệu số trong miền thời gian nó gây ra sự dãn rộng các xung ánh sáng. • Khi truyền tín hiệu tương tự ở đầu thu biên độ tín hiệu bị giảm và gây ra hiện tượng dịch pha. Độ rộng băng truyền dẫn của sợi quang bị giới hạn, ảnh hưởng của tán xạ được mô tả như sau: Hình 1.4: Ảnh hưởng của tán xạ lên tín hiệu digital (a) và tín hiệu analog(b) S: chỉ tín hiệu phát E: chỉ tín hiệu thu 1.6.1 Tán sắc mode • Tán sắc mode tồn tại trong tất cả các sợi quang đa mode, không có trong đơn mode • Tán sắc mode còn gọi là tán sắc giữa các mode • Tán sắc mode là do các mode truyền trong sợi với tỷ lệ khác nhau và đến cuối đầu thu tại các thời điểm khác nhau, nghĩa là truyền tốc độ như nhau nhưng đến đầu thu không đồng thời. • Trong các sợi đa mode có sự khác nhau về tốc độ nhóm giữa các dạng sóng. Tuy các dạng sóng xuất phát từ đầu sợi tại cùng một thời điểm nhưng đến cuối sợi thì không đồng thời. Giữa các dạng sóng (các tia sóng) nhanh nhát và chậm nhất gây ra độ lệch thời gian đặc trưng cho tán sắc mode. 1.6.2 Tán sắc sắc thể trong sợi đa mode Tán sắc sắc thể có trong sợi đa mode và đơn mode: - Tán sắc sắc thể gây ra do sự phụ thuộc của tốc độ nhóm vào bước sóng nhóm của tín hiệu và làm cho thời gian tới của cac thành phần có bước sóng khác nhau không như nhau. - Tán sắc sắc thể bao gồm tán sắc vật liệu và tán sắc ống dẫn sóng: • Tán sắc vật liệu: là do các bước sóng khác nhau từ nguồn quang và truyền với tốc độ khác nhau do sự thay đổi các chỉ số khúc xa theo bước sóng. • Tán sắc ống bán dẫn: là do sự phụ thuộc không tuyến tính của hằng số chuyền lan vào tần số bước sóng trong ống dẫn quang. 1.7 Ứng dụng và ưu nhược điểm của sợi quang 1.7.1 Ưu điểm - Dung lượng lớn - Kích thước và trọng lượng nhỏ do đó dễ dàng lắp đặt - Không bị nhiễu bởi các tín hiệu điện, điện từ hoặc thậm chí cả bức xạ ánh sáng - Tính cách điện do được làm từ thủy tinh, không chứa vật chất dẫn điện nên rất an toàn khi sử dung trong các môi trường đòi hỏi tính an toàn cao - Tính bảo mật cao do không thể bị trích để lấy trộm thông tin bằng các phương tiện điện thông thường - Độ tin cậy cao do cáp quang được thiết kế thích hợp có thể chịu đựng được những điều kiện về nhiệt độ và độ ẩm khắc nghiệt và thậm chí có thể hoạt động ở dưới nước - Tính linh hoạt cao do 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 RS232, RS422, V.35, Ethernet, Arcnet, FDDI, T1, T2, T3, Sonet, thoại 2/4 dây, tín hiệu E/M, video tổng hợp - Dễ dàng nâng cấp khi chỉ cần thay thế thiết bị thu phát quang còn hệ thống cáp sợi quang vẫn có thể được giữ nguyên 1.7.2 Nhược điểm: - Khó khăn trong việc ghép nối - Không sử dụng trong vùng bị chiếu xạ - Chi phí hàn nối và thiết bị đầu cuối cao hơn so với cáp đồng. 1.7.3 Ứng dụng của cáp sợi quang - Thông tin quang giữ vai trò chính trong việc truyền dẫn tín hiệu ở các tuyền trong nươc, các tuyến xuyên lục địa, xuyên các đại dương. Công nghệ thông tin này đã tạo ra thông quang phát triển và thay đổi theo xu hướng hiện đại và kinh tế nhất - Đặc biệt công nghệ sợi quang mode có suy hao nhỏ đã làm đơn giản việc tăng chiều dài khuếch đại quang ra đời sẽ làm tăng chiều dài gấp đôi hoặc gấp n lần. Chất lượng của tín hiệu thu được trên hệ thống này sẽ được cải thiện một cách đáng kể. - Sử dụng cho truyền tải tín hiệu trong khoảng thời gian ngắn, CHƯƠNG II: SUY HAO TRONG SỢI QUANG 2.1 Định nghĩa suy hao trong sợi quang Suy hao (Attenuation): mức suy giảm công suất quang trong suốt quá trình truyền dẫn trên một khoảng cách xác định. Suy hao sợi (hay còn gọi là suy hao tín hiệu) thường được đặt trưng bằng hệ số suy hao và được xác định bằng tỷ số giữa công suất quang đầu ra P out của sợi dẫn quang dài L với công suất quang đầu vào P in . Tỷ số công suất này là một hàm chức năng của bước sóng, nếu gọi α là hệ số suy hao thì:       = Pout Pin L log 10 α Và đơn vị của α được tính theo decibel trên km (dB/km). Các sợi dẫn quang thường có suy hao nhỏ, khi độ dài quá ngắn thì gần như không có suy hao và lúc đó P out = P in và tương ứng α = 0 dB/km. Hình 2.1: Suy hao tín hiệu trong sợi quang theo bước sóng qua các giai đoạn khác nhau 2.2 Các nguyên nhân gây suy hao quang Hình 2.2: Các nguyên nhân suy hao trong cáp sợi quang 2.2.1 Suy hao do hấp thụ (Absorption) [...]... tâm của hai lõi không được lệch nhau quá phạm vi cho phép và khe hở hai đầu của sợi phải thật bé phản xạ nhỏ nên suy hao phải thật bé Suy hao khi nối hai sợi có lõi khác nhau Suy hao do nối hai sợi có góc mở khóc nhau Suy hao do đặt lệch sợi và sợi không đồng tâm Suy hao gây ra do mặt cắt của hệ số khúc xạ không đối xứng Suy hao do khoảng cách giữa hai đầu của sợi đặt xa nhau Suy hao do hai đầu của sợi. .. thuộc vào bán kính uốn cong của sợi, bán kính uốn cong càng nhỏ thì suy hao càng lớn Một vấn đề cần chú ý là suy hao uốn cong cũng phụ thuộc vào bước sóng Đối với sợi đơn mode, cả uốn cong vĩ mô và vi uốn cong đều đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế sợi 2.2.5.3 Suy hao do hàn nối sợi: Các bộ nối để nối hai đầu của sợi quang với nhau trên các cổng cuối của thiết bị Đặc tính quan trọng của bộ... (r ) 2 n 2 (0) − n2 Với α 1 và α 2 lần lượt là hệ số suy hao của sợi trên trục và võ Suy hao của một mode được biễu diễn như sau: ∞ α gi = ∫ α (r ) p(r )rdr 0 ∞ ∫ p(r )rdr 0 Trong đó p(r) là mật độ công suất của mode đó tại r 2.2.5.2 Suy hao uốn cong sợi Suy hao do uốn cong sợi là suy hao ngoài bản chất (không cố hữu) của sợi Khi bất kỳ một sợi dẫn quang nào đó bị uốn cong theo một đường cong có bán... Mbps 2.2.5 Các suy hao khác: 2.2.5.1 Suy hao do lớp vỏ và lõi Dựa vào việc đo suy hao truyền dẫn trên sợi quang trong thực tế, có thể xác định đồng thời tất cả các suy hao do tán xạ và các suy hao khác Vì lõi và lớp vỏ có chiết suất khác nhau nên nhìn chung chúng có hệ số suy hao khác nhau, được ký hiệu là α 1 và α 2 Nếu bỏ qua ảnh hưởng của quá trính ghép mode, suy hao mode bậc đối với ống dẫn sóng... dẫn bằng sợi đa mode bị uốn cong với bán kính a: Một dạng khác của suy hao do tán xạ trong sợi dẫn quang là suy hao do vi uốn cong ngẫu nhiên gây ra Vi uốn cong sợi là sự dao động lặp đi lặp lại trong phạm vi nhỏ của trục sợi, chúng nảy sinh cả trong trường hợp không đồng đều khi chế tạo sợi cũng như khi có áp lực bên trong không đều trong lúc bọc cáp Vi uốn cong gây ra suy hao là do chỗ cong sợi tạo... tuy nhiên đuôi của nó kéo dài tới khoảng 1 µ m, vì vậy cũng gây ra lượng suy hao nhỏ ở cửa sổ truyền dẫn 2.2.2 Suy hao do tán xạ Reyleigh Hình 2.4: Suy hao tán xạ Reyleigh Suy hao do tán xạ trong sợi quang là do tính không đồng đều rất nhỏ trong lõi sợi gây ra Đó là do có những thay đổi rất nhỏ của vật liệu, tính không đồng đều về cấu trúc hoặc các khiếm khuyết trong quá trình chế tạo sợi Như vậy trong... tính suy hao, đó là các ion kim loại sắt, crom, coban, đồng và ion OH (nước) Sự có mặt của tạp chất này làm cho suy hao đạt tới giá trị rất lớn, nếu sợi mà làm bằng thủy tinh như các lăng kính thông thường thì suy hao lên tới vài nghìn dB/km Các sợi quang trước đây với lượng tạp chất từ 1 đến 10 phần tỷ (ppb) có suy hao trong khoảng 1 đến 10 dB/km Sự có mặt của các phân tử nước đã làm cho suy hao trội... sản xuất thủy tinh, điều kiện không chặt chẽ quá trình kéo và bọc sợi quang, tăng độ lệch chiết suất tương đối Hình 2.5: Suy hao tán xạ Mie Hình trên cho ta thấy có 3 dải bước sóng có suy hao thấp có thể sử dụng cho băng thông tin quang là 0.8 µ m , 1.3 µ m và 1.55 µ m tương ứng với các suy hao cơ bản là 2.5, 0.4 và 0.25 dB/km µ m 2.2.4 Suy hao và dải thông Dải thông có thể được các định bằng ∆λ hoặc... pháp MCVD Các phương pháp chế tạo sợi khác cho phép làm giảm thấp hơn nữa hàm lượng nước là VAD, VPAD cho phép tạo ra sợi có sự tập trung ion dưới 0,8 ppb Với mức tạp chất này, đường cong suy hao sẽ trơn lên và không còn tồn tại các đỉnh và khe suy hao nữa, kết quả này tạo ra suy hao sợi nhỏ hơn 0.2 dB/km tại bước sóng 1550 nm Hình 2.3: Suy hao tín hiệu trong sợi quang theo bước sóng 2.2.1.2 Hấp thụ... P P 1 và 2 là tỉ số suy hao công suất trong vỏ và lớp vỏ so với P P suy hao tổng Có thể viết lại dưới dạng: α vm = α + (α 2 − α 1 ) P2 P Đối với trường hợp sợi quang GI, việc tính toán phức tạp hơn, cả hệ số suy hao và công suất mode được xem là các hàm số trong tọa độ trục Tại khoảng cách từ trục lõi, suy hao được biễu diễn: α ( r ) = α1 + (α 2 − α ) n 2 (0) − n 2 (r ) 2 n 2 (0) − n2 Với α 1 và α 2 . viết đề cương sơ bộ Đề cương sơ bộ Tuần 2 + Nghiên cứu và hoàn thành các vấn đề cơ bản về Cáp sợi quang Hoàn thành được chương 1 Tuần 3 + Nghiên cứu và hoàn thành vấn đề suy hao của cáp sợi. SÁT VẤN ĐỀ SUY HAO SỢI QUANG TRÊN PHẦN MỀM OPTISYSTEM CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÁP SỢI QUANG 1.1 Khái niệm về cáp sợi quang Cáp quang là một loại cáp viễn thông làm bằng thủy tinh hoặc nhựa và sử. nên suy hao phải thật bé. - Suy hao khi nối hai sợi có lõi khác nhau. - Suy hao do nối hai sợi có góc mở khóc nhau. - Suy hao do đặt lệch sợi và sợi không đồng tâm - Suy hao gây ra do mặt cắt của