phần 1. sợi quang Chơng I. Giới thiệu tổng quát _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ - 1- http://www.ebook.edu.vn Phần 1. Sợi quang Chơng I : Giới thiệu tổng quát 1.1. Lịch sử phát triển: Trải qua một thời gian dài từ khi con ngời sử dụng ánh sáng của lửa để làm phơng tiện thông tin liên lạc đến nay lịch sử của thông tin quang đ qua những bớc phát triển và hoàn thiện đợc ghi nhận bằng những mốc chính sau: - 1790 : CLAUDE CHAPPE, kỹ s ngời Pháp, đ xây dựng một hệ thống điện báo quang (Optical Telegraph). hệ thống này gồm một chuỗi các tháp với các đèn báo hiệu di động trên đó. Thời ấy tin tức đợc truyền bằng hệ thống này vợt chặng đờng 200 km trong vòng 15 phút. - 1870 : JOHN TYNDALL, nhà vật lý ngời Anh, đ chứng tỏ rằng ánh sáng có thể dẫn đợc theo vòi nớc uốn cong. Thí nghiệm của ông đ sử dụng nguyên lý phản xạ toàn phần, điều này vẫn còn áp dụng cho sợi quang ngày nay. - 1880 : ALEXANDER GRAHAM BELL, ngời Mỹ, giới thiệu hệ thống photophone, qua đó tiếng nói có thể truyền đi bằng ánh sáng trong môi trueoèng không khí mà không cần dây. Tuy nhiên hệ thống này cha đợc áp dụng trên thực tế vì còn quá nhiều nguồn nhiễu làm giảm chất lợng của đờng truyền. - 1934 : NORMAN R. FRENCH, kỹ s ngời Mỹ, nhận đợc bằng sáng chế về hệ thống thông tin quang. Phơng tiện truyền dẫn của ông là các thanh thuỷ tinh. - 1958 : ARTHUR SCHAWLOW và CHARLES H. TOWNES, xây dựng vầ phát triển laser. - 1960 : THEODOR H. MAIMAN đa laser vào hoạt động thành công. - 1962 : Laser bán dẫn và photodiode bán dẫn đợc thừa nhận. Vấn đề còn phần 1. sợi quang Chơng I. Giới thiệu tổng quát _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ - 2- http://www.ebook.edu.vn lại là phải tìm môi trờng truyền dẫn quang thích hợp. - 1966 : CHARLES H. KAO và GEORGE A. HOCKHAM, hai kỹ s phòng thí nghiệm Standard Telecommunications của Anh, đề xuất việc dùng thuỷ tinh để truyền dẫn ánh sáng. Nhng do công nghệ chế tạo sợi thuỷ tinh thời ấy còn hạn chế nên suy hao của sợi quá lớn ( ~ 1000 dB/km). - 1970 : Hng Corning Glass Works chế tạo thành công sợi quang loại SI có suy hao nhỏ hơn 20 db/km ở bớc sóng 633 nm. - 1972 : Loại sợi GI đợc ché tạo với độ suy hao 4 dB/km. - 1983 : Sợi đơn mode (SM) đợc xuất xởng ở Mỹ. - Ngày nay sợi đơn mode đợc sử dụng rộng ri. độ suy hao của loại sợi này chỉ còn khoảng 0,2 dB/km ở bớc sóng 1550 nm. 1.2. Các thành phần của một tuyến truyền dẫn sợi quang: Các thành phần chính của một tuyến truyền dẫn sợi quang đợc nêu trong hình trên. Trong đó tín hiệu điện có thể ở dạng analog hoặc digital, ngày nay tín hiệu digital đợc dùng phổ biến hơn. Nếu cự ly truyền dẫn dài thì giữa hai trạm đầu cuối một hoặc một vài trạm tiếp vận với sơ đồ khối sau : Mạch kích thích Nguồn quang Linh kiện thu quang Phục hồi tín hiệu KĐ Tín hiệu điện Tín hiệu điện Tín hiệu quang Sợi quang Thiết bị thu Thiết bị phát Thu quang Sửa dạng Phát quang Tín hiệu quang Tín hiệu quang KĐ phần 1. sợi quang Chơng I. Giới thiệu tổng quát _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ - 3- http://www.ebook.edu.vn 1.3. Những ứng dụng của sợi quang : Cùng với sự phát triển không ngừng về thông tin viễn thông, hệ thống truyền dẫn quang - truyền tín hiệu trên sợi quang đ và đang phát triển mạnh mẽ ở nhiều nớc trên thế giới. Do có nhiều u điểm hơn hẳn các hình thức thông tin khác về dung lợng kênh, kinh tế mà thông tin quang giữ vai trò chính trong việc truyền tín hiệu ở các tuyến đờng trục và các tuyến xuyên lục địa, xuyên đại dơng. Công nghệ ngày nay đ tạo ra kỹ thuật thông tin quang phát triển và thay đổi theo xu hớng hiện đại và kinh tế nhất. Đặc biệt công nghệ sợi quang đơn mode có suy hao nhỏ điều này đ làm đơn giản việc tăng đợc chiều dài toàn tuyến thông tin quang. Thêm vào đó khi công nghệ thông tin quang kết hợp và khuếch đại quang ra đời làm tăng chiều dài đoạn lên gấp đôi hoặc gấp n lần. Nh vậy chất lợng tín hiệu thu trên hệ thống này sẽ đợc cải thiện một cách đáng kể. ở nớc ta thông tin cáp sợi quang đang ngày càng chiếm vị trí quan trọng. Các tuyến cáp quang đợc hình thành, đặc biệt là hệ thống cáp quang Hà Nội - Hồ Chí Minh chiếm một vị trí quan trọng trong thông tin toàn quốc. Trong tơng lai mạng cáp quang sẽ đợc xây dựng rộng khắp. Tuyến đờng trục cáp quang sẽ đợc rẽ nhánh tới các tỉnh, thành phố, quận, huyện và xây dựng tuyến cáp quang nội hạt. Vị trí của sợi quang trong mạng thông tin giai đoạn hiện nay: - Mạng đờng trục xuyên quốc gia - Mạng riêng của các công ty đờng sắt, điện lực, - Đờng trung kế - Đờng cáp thả biển liên quốc gia - Đờng truyền số liệu, mạng LAN phần 1. sợi quang Chơng I. Giới thiệu tổng quát _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ - 4- http://www.ebook.edu.vn - Mạng truyền hình. - Trong tơng lai sợi quang có thể đợc sử dụng trong mạng thuê bao. 1.4. u điểm của thông tin sợi quang: So với dây kim loại sợi quang có nhiều u điểm đáng chú ý là: - Suy hao thấp: cho phép kéo dài khoảng cách tiếp vận do đó giảm đợc số trạm tiếp vận - Dải thông rất rộng: có thể thiết lập hệ thống truyền dẫn số tốc độ cao - Trọng lợng nhẹ, kích thớc nhỏ - Hoàn toàn cách điện không chịu ảnh hởng của sấm xét - Không bị can nhiễu bởi trờng điện từ - Xuyên âm giữ các sợi dây không đáng kể - Vật liệu chế tạo có rất nhiều trong thiên nhiên - Dùng hệ thống thông tin sợi quang kinh tế hơn so với sợi kim loại cùng dung lợng và cự ly. * * * . vầ phát triển laser. - 19 60 : THEODOR H. MAIMAN đa laser vào hoạt động thành công. - 19 62 : Laser bán dẫn và photodiode bán dẫn đợc thừa nhận. Vấn đề còn phần 1. sợi quang Chơng I. Giới. _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ - 4- http://www.ebook.edu.vn - Mạng truyền hình. - Trong tơng lai sợi quang có thể đợc sử dụng trong mạng thuê bao. 1. 4. u điểm của thông tin sợi quang: So với dây kim loại sợi quang. - 3- http://www.ebook.edu.vn 1. 3. Những ứng dụng của sợi quang : Cùng với sự phát triển không ngừng về thông tin viễn thông, hệ thống truyền dẫn quang - truyền tín hiệu trên sợi quang đ và