Bài giảng Kỹ thuật thông tin quang Chương 1

KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG Bài 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN „ 1790: Claude Chappe (Pháp) − Điện báo quang − 200km vòng 15 phút „ 1870: John Tyndall (Anh) − Chứng minh ánh sáng dẫn theo vòi nước bò uốn cong ỈĐònh luật phản xạ toàn phần „ 1880: Alexander Graham Bell (Mỹ) - Photophone: không thành công Ỉ Cần phải có môi trường dẫn ánh sáng thích hợp LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN „ 1934: Norman R.French (Mỹ) − Nhận sáng chế hệ thống thông tin quang − Dùng thủy tinh để truyền ánh sáng Ỉ Môi trường truyền ánh sáng thích hợp „ 1958: A Schawlow Charles H.Townes (Mỹ) − Xây dựng phát triển laser − Ứng dụng nhiều lónh vực: y học, quân … ỈNguồn quang dùng thông tin quang „ 1966: Charles H.Kao George A Hockham (Mỹ) − Dùng sợi thủy tinh để truyền dẫn ánh sáng − Suy hao lớn ( > 1000dB/km) LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN „ 1970: Hãng Corning Glass Work (Mỹ) − Chế tạo sợi SI có suy hao < 20dB/km, λ=633nm Ỉ Thông tin quang đời „ „ 1972: Sợi GI chế tạo có suy hao dB/km 1983: Sợi đơn mode (SM) chế tạo Ỉ Sợi quang SM sử dụng phổ biến ngày có suy hao 0.2 dB/km λ=1550nm ƯU ĐIỂM CỦA THÔNG TIN QUANG „ „ „ „ „ „ „ „ Suy hao thấp Dải thông rộng Trọng lượng nhẹ, kích thước nhỏ Hoàn toàn cách điện Không bò can nhiễu trường điện từ Xuyên âm sợi quang không đáng kể Tính bảo mật cao Vật liệu chế tạo có nhiều tự nhiên NHƯC ĐIỂM CỦA THÔNG TIN QUANG „ „ „ Vấn đề biến đổi quang điện Hàn nối, đo thử sợi quang đòi hỏi thiết bò chuyên dụng đắt tiền An toàn lao động CÁC THÀNH PHẦN CỦA MỘT TUYẾN TRUYỀN DẪN SI QUANG Tín hiệu quang Tín hiệu điện Mạch kích thích Nguồn quang THIẾT BỊ PHÁT Sợi quang Linh kiện thu quang KĐ THIẾT BỊ THU Phục hồi tín hiệu Tín hiệu điện CÁC THÀNH PHẦN CỦA MỘT TUYẾN TRUYỀN DẪN SI QUANG „ Nguồn quang (Light Source): − Biến đổi tín hiệu điện sang tín hiệu quang − LED (Light Emitting Diode) − LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) „ Mạch kích thích: − Mạch điện tử − Điều khiển trình biến đổi quang điện „ Sợi quang (Optical fiber): môi trường dẫn tín hiệu quang CÁC THÀNH PHẦN CỦA MỘT TUYẾN TRUYỀN DẪN SI QUANG „ Linh kiện thu quang (photodiode): „ − Biến đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện − PIN − Diode thác lũ APD (Avalanche Photodiode) Khuếch đại: khuếch đại tín hiệu điện để bù lại suy hao đường truyền Phục hồi tín hiệu: nhận biết giá trò 0,1 chuỗi bít tín hiệu để phục hồi lại tín hiệu ban đầu „ CÁC THÀNH PHẦN CỦA MỘT TUYẾN TRUYỀN DẪN SI QUANG „ Nếu cự ly truyền dẫn dài hai trạm đầu cuối cần có thêm vài trạm lặp (repeater hay regenerator) Ỉ Khuếch đại quang-điện (hình vẽ) Ỉ Khuếch đại quang-quang: EDFA Tín hiệu quang Tín hiệu quang Linh kiện thu quang KĐ Phục hồi tín hiệu Nguồn quang CÁC THÀNH PHẦN CỦA MỘT TUYẾN TRUYỀN DẪN SI QUANG ỨNG DỤNG CỦA THÔNG TIN QUANG „ „ „ „ „ Mạng đường trục quốc gia Đường trung kế Đường cáp thả biển liên quốc gia Đường truyền số liệu Mạng truyền hình Tổng đài thành phố A Mạch vòng nội hạt dây đồng Tương lai cáp sợi quang Tuyến cáp quang treo cột Tổng đài thành phố B Các đường dây điện thoai Các đường dây điện thoai Mạch vòng nội hạt dây đồng Tương lai cáp sợi quang MẠNG TRUYỀN DẪN QUANG SDH TẠI VIỆT NAM „ Mạng truyền dẫn liên tỉnh: − Mạng quốc gia (backbone): + Dài 4000 km nối Hà Nội TP.HCM + Chia làm vòng Ring: o o o o Vòng 1: Hà nội-Hà Tónh Vòng 2: Hà Tónh-Đà Nẵng Vòng 3: Đà Nẵng-Qui Nhơn Vòng 4: Qui Nhơn-TP.HCM dài 844km dài 843km dài 817km dài 1424km + STM-16/2F-BSHR (hiện triển khai mạng DWDM 20Gb/s) + Hai hệ thống truyền dẫn: cáp quang chôn trực tiếp dọc theo quốc lộ (8 sợi) đường dây điện 500kV (10 sợi) MẠNG TRUYỀN DẪN QUANG SDH TẠI VIỆT NAM „ Mạng truyền dẫn liên tỉnh (tt): − Các đường truyền dẫn quang liên tỉnh khác: + Hà Nội-Hải Phòng, Hà Nội-HoàBình, TP.HCMVũng Tàu, … + 4F-BSHR (Flat Ring) − Mạng quang DWDM triển khai tương lai MẠNG TRUYỀN DẪN QUANG SDH TẠI VIỆT NAM „ „ Mạng truyền dẫn nội tỉnh Các tuyến cáp quang quốc tế: − TVH (Thái Lan, Việt Nam, Hồng Công) − SEA-MEA-WE (South East Asia–Middle East Asia–West Europe) [...]... Hai hệ thống truyền dẫn: cáp quang chôn trực tiếp dọc theo quốc lộ 1 (8 sợi) và đường dây điện 500kV (10 sợi) MẠNG TRUYỀN DẪN QUANG SDH TẠI VIỆT NAM „ Mạng truyền dẫn liên tỉnh (tt): − Các đường truyền dẫn quang liên tỉnh khác: + Hà Nội-Hải Phòng, Hà Nội-HoàBình, TP.HCMVũng Tàu, … + 4F-BSHR (Flat Ring) − Mạng quang DWDM sẽ được triển khai trong tương lai MẠNG TRUYỀN DẪN QUANG SDH TẠI VIỆT NAM „ „ Mạng... tại là dây đồng Tương lai có thể là cáp sợi quang MẠNG TRUYỀN DẪN QUANG SDH TẠI VIỆT NAM „ Mạng truyền dẫn liên tỉnh: − Mạng quốc gia (backbone): + Dài 4000 km nối giữa Hà Nội và TP.HCM + Chia làm 4 vòng Ring: o o o o Vòng 1: Hà nội-Hà Tónh Vòng 2: Hà Tónh-Đà Nẵng Vòng 3: Đà Nẵng-Qui Nhơn Vòng 4: Qui Nhơn-TP.HCM dài 844km dài 843km dài 817 km dài 14 24km + STM -16 /2F-BSHR (hiện nay đã triển khai mạng DWDM...CÁC THÀNH PHẦN CỦA MỘT TUYẾN TRUYỀN DẪN SI QUANG ỨNG DỤNG CỦA THÔNG TIN QUANG „ „ „ „ „ Mạng đường trục quốc gia Đường trung kế Đường cáp thả biển liên quốc gia Đường truyền số liệu Mạng truyền hình Tổng đài thành phố A Mạch vòng nội hạt hiện tại là dây đồng Tương lai có thể là cáp sợi quang Tuyến cáp quang treo trên các cột Tổng đài thành phố B Các đường dây điện thoai Các... Nội-Hải Phòng, Hà Nội-HoàBình, TP.HCMVũng Tàu, … + 4F-BSHR (Flat Ring) − Mạng quang DWDM sẽ được triển khai trong tương lai MẠNG TRUYỀN DẪN QUANG SDH TẠI VIỆT NAM „ „ Mạng truyền dẫn nội tỉnh Các tuyến cáp quang quốc tế: − TVH (Thái Lan, Việt Nam, Hồng Công) − SEA-MEA-WE 3 (South East Asia–Middle East Asia–West Europe) ... λ=633nm Ỉ Thông tin quang đời „ „ 19 72: Sợi GI chế tạo có suy hao dB/km 19 83: Sợi đơn mode (SM) chế tạo Ỉ Sợi quang SM sử dụng phổ biến ngày có suy hao 0.2 dB/km λ =15 50nm ƯU ĐIỂM CỦA THÔNG TIN QUANG. .. quân … ỈNguồn quang dùng thông tin quang „ 19 66: Charles H.Kao George A Hockham (Mỹ) − Dùng sợi thủy tinh để truyền dẫn ánh sáng − Suy hao lớn ( > 10 00dB/km) LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN „ 19 70: Hãng Corning... Khuếch đại quang- điện (hình vẽ) Ỉ Khuếch đại quang- quang: EDFA Tín hiệu quang Tín hiệu quang Linh kiện thu quang KĐ Phục hồi tín hiệu Nguồn quang CÁC THÀNH PHẦN CỦA MỘT TUYẾN TRUYỀN DẪN SI QUANG ỨNG