thông tin quang I

1 Posts & Telecommunications Institude of Technology P TIT Học viện công nghệ Bưu chính Viễn Thông Khoa Viễn thông 1 Kỹ thuật Kỹ thuật thông tin quang I thông tin quang I Dùng cho các lớp ĐH-TC chuyên ngành VT Dùng cho các lớp ĐH-TC chuyên ngành VT Cao Hồng Sơn Cao Hồng Sơn Bộ môn: Thông tin quang E-mail: Sonch72@Yahoo.com Sonch72@Yahoo.com Cao Hång S¬n 2 Posts & Telecommunications Institude of Technology PT IT Néi dung chÝnh Ch­¬ng 1: Giíi thiÖu chung (8t) M« h×nh hÖ thèng Sîi quang vµ c¸p sîi quang CÊu tróc vµ qu¸ tr×nh ¸nh s¸ng trong c¸c lo¹i sîi quang C¸p sîi quang C¸c phÇn tö ph¸t vµ thu quang PhÇn tö ph¸t quang: LED vµ LD. PhÇn tö thu quang: PIN vµ APD C¸c tham sè truyÒn dÉn sîi quang Suy hao T¸n s¾c HiÖu øng phi tuyÕn HÖ thèng quang PDH vµ SDH HÖ thèng quang PDH: CÊu h×nh c¸c phÇn tö vµ m¹ng. HÖ thèng quang SDH: CÊu h×nh c¸c phÇn tö vµ m¹ng. Cao Hång S¬n 3 Posts & Telecommunications Institude of Technology PT IT Giíi thiÖu tæng quan Giíi thiÖu tæng quan LÞch sö ph¸t triÓn: Trong thêi k× 1850 - 2000, tÝch BL t¨ng lªn khi c«ng nghÖ thay ®æi Cao Hồng Sơn 4 Posts & Telecommunications Institude of Technology PT IT Giới thiệu tổng quan Giới thiệu tổng quan Lịch sử phát triển: 1854: Thí nghiệm John Tyndall 1962: LD bán dẫn đầu tiên (IBM, Lincoln Lab) 1966: Sợi quang đầu tiên, suy hao: 1000dB/km (Corning Glass) 1970: Sợi quang, suy hao: 20dB/km (Corning Glass) 1970: LD hoạt động nhiệt độ phòng 1976: LD bán dẫn ở =1,3àm và 1,55àm 1977: Hệ thống quang thương mại ở cửa sổ thứ nhất (0,85àm) 1980: Hệ thống quang thương mại ở cửa sổ thứ hai (1,3àm) 1982: Sợi SM, suy hao 0,16 dB/km ( giới hạn lý thuyết) 1984: Hệ thống quang thương mại ở cửa sổ thứ ba (1,55àm) 1985: Hệ thống WDM 10 kênh ì2,5Gb/s (Bell Lab) 1986: EDFA đầu tiên 1988: Hệ thống cáp biển đầu tiên vượt Đại Tây Dương và Thái Bình Dương (565Mb/s) 1989: LD bán dẫn phổ cực hẹp 1990: Truyền dẫn soliton 2,5Gb/s không trạm lặp 13.000Km (Bell Lab) 1992: Hệ thống quang thương mại WDM+EDFA 1995: Các hệ thống quang vượt Đại Dương không trặm lặp 5Gb/s 1997: Triển khai rộng rãi các hệ thống WDM thương mại 2001: Truyền dẫn OTDM 1Tb/s qua 70Km (NTT) 2003: 10Tb/s qua 10.000Km Cao Hồng Sơn 5 Posts & Telecommunications Institude of Technology PT IT Giới thiệu tổng quan Giới thiệu tổng quan Lịch sử phát triển: Nhu cầu về truyền dẫn quang tăng lên nhanh chóng, dung lượng hệ thống phát triển mạnh khoảng sau 1992. . 1977: sợi đa mode (850nm, IM/DD) 45-90 Mb/s . 1980: sợi đơn mode (1300nm, IM/DD) 140-280 Mb/s . 1984: sợi đơn mode (1550nm, coherent) 2,5 Gb/s . 2000: sợi đơn mode/DWDM (C-band, IM/DD) 400 Gb/s . 2002: sợi đơn mode/DWDM (C&L band, IM/DD) 2400 Gb/s Cao Hång S¬n 6 Posts & Telecommunications Institude of Technology PT IT Giíi thiÖu tæng quan Giíi thiÖu tæng quan LÞch sö ph¸t triÓn: C¸c thÕ hÖ ph¸t triÓn hÖ thèng th«ng tin quang: Cao Hång S¬n 7 Posts & Telecommunications Institude of Technology PT IT Giíi thiÖu tæng quan Giíi thiÖu tæng quan Mét sè hÖ thèng quang biÓn quèc tÕ: Cao Hång S¬n 8 Posts & Telecommunications Institude of Technology PT IT Giíi thiÖu tæng quan Giíi thiÖu tæng quan Mét sè hÖ thèng quang biÓn quèc tÕ: Cao Hång S¬n 9 Posts & Telecommunications Institude of Technology PT IT Giíi thiÖu tæng quan Giíi thiÖu tæng quan Trong giai ®o¹n hiÖn nay ®ang ®­îc chøng kiÕn sù t¨ng tr­ëng ®ét biÕn l­u l­îng m¹ng: Cao Hång S¬n 10 Posts & Telecommunications Institude of Technology PT IT Giíi thiÖu tæng quan Giíi thiÖu tæng quan C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n: TÝn hiÖu truyÒn dÉn cã thÓ ë d¹ng t­¬ng tù (analog) hoÆc d¹ng sè (digital). [...]... chiết suất bậc, (b) S i đa mode chiết suất biến đ i Posts & Telecommunications Institude of Technology Cao Hồng Sơn 28 PTIT S i quang & cáp s i quang Phân lo i s i quang: (c) S i đơn mode, (d) S i l i thuỷ tinh, vỏ pha tạp Flo Posts & Telecommunications Institude of Technology Cao Hồng Sơn 29 PTIT S i quang & cáp s i quang Các lo i s i quang: (e) S i nhựa, (f) S i lỗ không khí Posts & Telecommunications... Telecommunications Institude of Technology Cao Hồng Sơn 30 PTIT S i quang & cáp s i quang Các lo i s i quang: (g) S i duy trì phân cực Posts & Telecommunications Institude of Technology Cao Hồng Sơn 31 PTIT S i quang & cáp s i quang Các lo i s i quang sử dụng trong VT: Posts & Telecommunications Institude of Technology Cao Hồng Sơn 32 S i quang & cáp s i quang Các lo i s i quang sử dụng trong VT: - S i đa mode chiết... thống thông tin quang: Mô hình tổng quát hệ thống TTQ Gồm 2 lo i: - Hữu tuyến (Guided) - Vô tuyến (Unguided) Posts & Telecommunications Institude of Technology Cao Hồng Sơn 14 PTIT Gi i thiệu tổng quan Các hệ thống thông tin quang: Posts & Telecommunications Institude of Technology Cao Hồng Sơn 15 PTIT Gi i thiệu tổng quan Tiến trình phát triển mạng quang WDM: Posts & Telecommunications Institude... bậc: S i truyền nhiều mode (coi m i mode là một tia sáng ứng v i một góc lan truyền cho phép) PTIT Posts & Telecommunications Institude of Technology Cao Hồng Sơn 33 PTIT S i quang & cáp s i quang Các lo i s i quang sử dụng trong VT: - S i đa mode chiết suất bậc: Quỹ đạo các tia lan truyền có dạng zigzag, gồm 2 lo i tia: tia kinh tuyến và tia nghiêng hoặc tia xoắn Posts & Telecommunications Institude...Gi i thiệu tổng quan Các kh i niệm cơ bản: Ghép kênh: TDM và FDM PTIT Posts & Telecommunications Institude of Technology Cao Hồng Sơn 11 PTIT Gi i thiệu tổng quan Mô hình chung mạng Viễn thông: Posts & Telecommunications Institude of Technology Cao Hồng Sơn 12 PTIT Gi i thiệu tổng quan Mô hình chung mạng quang: Posts & Telecommunications Institude of Technology Cao Hồng Sơn 13 PTIT Gi i thiệu tổng... Sơn 34 S i quang & cáp s i quang Các lo i s i quang sử dụng trong VT: - S i đa mode chiết suất bậc: Số lượng mode truyền M V2/2 trong đó V = 2.a.NA/ Tán sắc mode lớn Gi i hạn dung lượng mang thông tin của s i PTIT Posts & Telecommunications Institude of Technology Cao Hồng Sơn 35 S i quang & cáp s i quang Các lo i s i quang sử dụng trong VT: - S i đa mode chiết biến đ i đều: Mặt cắt chiết suất... lo i s i quang: Dựa theo vật liệu chế tạo: thuỷ tinh hoặc chất dẻo hoặc thuỷ tinh đa thành phần Dựa theo mặt cắt chiết suất: chiết suất bậc (SI) hoặc chiết suất biến đ i (GI) Dựa theo số lượng mode truyền: đa mode (MM) hoặc đơn mode (SM) Dựa theo các chức năng đặc biệt Posts & Telecommunications Institude of Technology Cao Hồng Sơn 27 PTIT S i quang & cáp s i quang Phân lo i s i quang: (a) S i đa... ngo i ánh sáng EP E2 E1 (a) (b) ch = E3 E 2 Posts & Telecommunications Institude of Technology Cao Hồng Sơn 25 S i quang & cáp s i quang Cấu trúc s i quang: Cấu trúc hình trụ, được chế tạo từ vật liệu trong suốt L i s i có chiết suất n1 Vỏ s i có chiết suất n2 < n1 Lớp phủ đệm có tác dụng bảo vệ s i PTIT Posts & Telecommunications Institude of Technology Cao Hồng Sơn 26 PTIT S i quang & cáp s i quang. .. Cao Hồng Sơn 16 PTIT Gi i thiệu tổng quan Hệ thống thông tin quang: Mô hình hệ thống truyền dẫn s i quang Posts & Telecommunications Institude of Technology Cao Hồng Sơn 17 PTIT Gi i thiệu tổng quan Các thành phần cơ bản : S i quang: Kênh truyên dẫn - Suy hao ~ 0.2 dB/km - Tán sắc gây dãn xung quang khi lan truyền Bộ phát quang: E/O Bộ thu quang: O/E Posts & Telecommunications Institude of Technology... kính l i, là hệ số mặt cắt xác định dạng biến đ i chiết suất trong l i, = 2 tương ứng v i mặt cắt parabol S i truyền nhiều mode hoặc và cũng có 2 lo i tia: tia kinh tuyến và tia nghiêng hoặc tia xoắn Quỹ đạo các tia lan truyền có dạng đường cong hình sin do bị đ i hướng liên tục khi truyền trong s i V i = 2, quỹ đạo các tia có thể mô tả r = rocos(pz)+(ro/p)sin(pz) khi r . Telecommunications Institude of Technology P TIT Học viện công nghệ Bưu chính Viễn Thông Khoa Viễn thông 1 Kỹ thuật Kỹ thuật thông tin quang I thông tin quang I. Telecommunications Institude of Technology PT IT Gi i thiÖu tæng quan Gi i thiÖu tæng quan Trong giai ®o¹n hiÖn nay ®ang ®­îc chøng kiÕn sù t¨ng tr­ëng ®ét biÕn