Tài liệu về cáp quang

Họ tên: Trần Thanh Hải Khoa: Điện MSSV: 06102528 Lớp: 06102 VT TÌM HIỂU VỀ CÁP QUANG I Sơ lược lịch sử cáp quang: Năm 1966, Charles Kuen Kao George Hockman, hai kỹ sư trẻ Phòng thí nghiệm chuẩn viễn thông (Anh), công bố khám phá đầy hứa hẹn khả sợi quang sợi thủy tinh nhựa suốt, linh hoạt mỏng sợi tóc Khi đó, việc sử dụng sợi quang để truyền thông tin hạn chế Một thông điệp chuyển thành xung ánh sáng, di chuyển dọc theo sợi Phát Charles Kao quang tới điểm đầu bên Tuy nhiên, chúng đón nhận khoảng cách ngắn trước ngờ vực (BBC) ánh sáng bắt đầu biến Đây tượng giảm cường độ theo dB/km (dB - viết tắt decibel - đơn vị đo cường độ âm thanh) Charles Kao quan sát sợi quang có khả chứa gigaheztz (GHz) thông tin - tương đương với 200 kênh TV hay 200.000 đường điện thoại Ông nhận thấy ánh sáng thoát với tốc độ 1.000 dB/km, nghĩa tín hiệu chưa đến nửa dù di chuyển vài mét Sau nhiều ngày nghiên cứu, tiến sĩ Kao phát tình trạng chất vốn có sợi thủy tinh mà vài khiếm khuyết bên vật liệu Nếu loại bỏ vấn đề đó, tỷ lệ thất thoát ánh sáng giảm xuống mức chấp nhận 20 dB/km Kết luận Kao nghe "hoang đường" nên ông phải chịu sức ép lớn "Vợ bực muộn triền miên Khi nói với bà dự án gây chấn động giới, bà chẳng tỏ tin tưởng Tôi hiểu hướng phải cố gắng nhiều thuyết phục ngành công nghiệp toàn giới", Kao cho biết John Midwinter, chuyên gia sợi quang Đại học London, kể lại: "Nhiều người cười vui vẻ tài liệu công bố Họ nghĩ phút may mắn đó, ông đạt mức 20 decibel" Mãi năm sau (1970), Corning Glass Works, hãng sản xuất gốm sứ Năm 1971, Nữ hoàng Anh thủy tinh Mỹ, bất ngờ tuyên bố họ chế tạo cáp quang phá vỡ chứng kiến hình ảnh video giới hạn 20 dB (17 dB/km) "Corning nghiên cứu chất silica truyền qua cáp quang công ty khác lại trọng khâu lọc thủy tinh Hãng thành công (BBC) chọn hướng riêng Mạng cáp quang bắt đầu phổ biến thành phố lòng đại dương làm nên cách mạng vào năm 90 Internet khiến công nghệ cáp quang thực bùng nổ Cáp quang sở Internet Wi-Fi Hiện nay, doanh nghiệp với mạng LAN sử dụng Mọi người nhờ đến cáp quang gửi e-mail, tin nhắn SMS, ảnh, video file liệu khác, Cáp quang đóng vai trò quan trọng nhiều lĩnh vực truyền hình mạng IPTV tương lai trụ cột mạng giải trí gia đình II Cáp quang gì? - Cáp quang tập hợp sợi thuỷ tinh nhỏ dùng để truyền tải tín hiệu thông tin hay truyền tải điện - Khi kéo sợi thuỷ tinh nhỏ sợi tóc tính chất giòn dẽ gãy vỡ thuỷ tinh trở nên mềm dẻo, dễ uốn cong chịu lực kéo căng cao - Sợi thủy tinh có thuộc tính truyền dẫn sóng ánh sáng tốt III Cấu tạo cáp quang: Cáp quang dài, mỏng thành phần thủy tinh suốt đường kính sợi tóc Chúng xếp bó gọi cáp quang sử dụng để truyền tín hiệu khoảng cách xa Cáp quang có cấu tạo gồm dây dẫn trung tâm sợi thủy tinh plastic tinh chế nhằm cho phép truyền tối đa tín hiệu ánh sáng Sợi quang tráng lớp lót nhằm phản chiếu tốt tín hiệu Cáp quang gồm phần sau: - Core: Trung tâm phản chiếu sợi quang nơi ánh sáng - Cladding: Vật chất quang bên bao bọc lõi mà phản xạ ánh sáng trở lại vào lõi - Buffer coating: Lớp phủ dẻo bên bảo vệ sợi không bị hỏng ẩm ướt - Jacket: Hàng trăm hay hàng ngàn sợi quang đặt bó gọi cáp quang.Những bó bảo vệ lớp phủ bên cáp gọi jacket IV Phân loại cáp quang : - Gồm hai loại chính: Multimode (đa mode) • Multimode stepped index (chiết xuất bước): Lõi lớn (100 micron), tia tạo xung ánh sáng theo nhiều đường khác lõi: thẳng, zig-zag…tại điểm đến nhận chùm tia riêng lẻ, xung dễ bị méo dạng • Multimode graded index (chiết xuất liên tục): Lõi có số khúc xạ giảm dần từ cladding Các tia gần trục truyền chậm tia gần cladding Các tia theo đường cong thay zigzag Các chùm tia điểm hội tụ, xung bị méo dạng Single mode (đơn mode) Lõi nhỏ (8 mocron hay nhỏ hơn), hệ số thay đổi khúc xạ thay đổi từ lõi cladding multimode Các tia truyền theo phương song song trục Xung nhận hội tụ tốt, méo dạng V Đặc điểm : - Phát: Một điốt phát sáng (LED) laser truyền liệu xung ánh sáng vào cáp quang - Nhận: sử dụng cảm ứng quang chuyển xung ánh sáng ngược thành data - Cáp quang truyền sóng ánh sáng (không truyền tín hiệu điện) nên nhanh, không bị nhiễu bị nghe trộm - Độ suy dần thấp loại cáp đồng nên tải tín hiệu xa hàng ngàn km - Cài đặt đòi hỏi phải có chuyên môn định - Cáp quang thiết bị kèm đắt tiền so với loại cáp đồng VI Một số loại cáp quang:  CÁP CHÔN TRỰC TIẾP PHI KIM LOẠI OJPFJFEKE-LT9/125-*C (VINA- GSC) Phi kim loại hoàn toàn thiết kế cho vùng hay có sét chịu ảnh hưởng điện cao  CÁP ĐI CỐNG KIM LOẠI OJPFJFLAP-LT 9/125 *C (VINA- GSC) Khả chịu tác động học cao Chống mối mọt   CÁP CHÔN TRỰC TIẾP KIM LOẠI OJFPIFLAPSP-LT9/125-*C (VINA-GSC) Khả chịu tác động học cao Chống mối mọt, chống gặm nhấm CÁP SỢI QUANG LOẠI CHÔN TRỰC TIẾP (DB) (FOCAL) Cáp sợi quang loại chôn trực tiếp có cấu trúc thiết kế nhằm đáp ứng cách tốt yêu cầu kỹ thuật tiêu chuẩn ITUT G.652, tiêu IEC, EIA tiêu chuẩn ngành TCN 68 - 160: 1996 Số sợi: Từ đến 96 sợi quang đơn mode - Bước sóng hoạt động sợi quang : 1310 nm 1550 nm - Phần tử chịu lực phi kim loại trung tâm - Ống đệm chứa bảo vệ sợi quang làm theo công nghệ ống đệm lỏng - Ống đệm có chứa sợi quang bện theo phưng pháp SZ chung quanh phần tử chịu lực trung tâm (bện lớp) - Các khoảng trống sợi bề mặt lòng ống đệm điền đầy hợp chất đặc biệt chống thâm nhập nước - Lớp sợi tổng hợp chịu lực bao quanh lõi - Lớp nhựa PolyEthylene chất lượng cao bảo vệ - Lớp băng thép gợn sóng chống loài gậm nhấm - Lớp nhựa PolyEthylene chất lượng cao bảo vệ - Thích hợp cho chôn trực tiếp (DB) chôn luồn ống (DU)  CÁP SỢI QUANG CHÔN TRỰC TIẾP PHI KIM LOẠI (DBNM) (FOCAL) Cáp sợi quang chôn trực tiếp hoàn toàn phi kim có cấu trúc thiết kế nhằm đáp ứng cách tốt yêu cầu kỹ thuật tiêu chuẩn ITUT G.652, tiêu IEC, EIA tiêu chuẩn ngành TCN 68-160: 1996 Số sợi: Từ đến 96 sợi quang đơn mode - Bước sóng hoạt động sợi quang : 1310 nm 1550 nm - Phần tử chịu lực phi kim loại trung tâm - Ống đệm chứa bảo vệ sợi quang làm theo công nghệ ống đệm lỏng - Ống đệm có chứa sợi quang bện theo phưng pháp SZ chung quanh phần tử chịu lực trung tâm (bện lớp) - Các khoảng trống sợi bề mặt lòng ống đệm điền đầy hợp chất đặc biệt chống thâm nhập nước - Lớp sợi tổng hợp chịu lực phi kim loại bao quanh lõi - Lớp nhựa PolyEthylene bảo vệ - Lớp vỏ cứng nhựa PolyAmide Màu Cam Đen (Nylon 12) để chống mối mọt - Thích hợp cho chôn trực tiếp hoàn toàn phi kim loại (DBNM) chôn luồn ống (DU)  CÁP SỢI QUANG CÓ DÂY TREO KIM LOẠI HÌNH SỐ (FE) (FOCAL) Cáp sợi quang loại treo hình số có cấu trúc thiết kế nhằm đáp ứng cách tốt yêu cầu kỹ thuật tiêu chuẩn ITUT G.652, tiêu IEC, EIA tiêu chuẩn ngành TCN 68 - 160: 1996 Số sợi: Từ đến 30 sợi quang đơn mode - Bước sóng hoạt động sợi quang : 1310 nm 1550 nm - Phần tử chịu lực phi kim loại trung tâm - Ống đệm chứa bảo vệ sợi quang làm theo công nghệ ống đệm lỏng - Ống đệm có chứa sợi quang bện theo phương pháp SZ chung quanh phần tử chịu lực trung tâm (bện lớp) - Các khoảng trống sợi bề mặt lòng ống đệm điền đầy hợp chất đặc biệt chống thâm nhập nước - Lớp nhựa PolyEthylene chất lượng cao bảo vệ - Dây treo cáp thép bện x 1mm - Được dùng loại cáp treo hình số (FE) Ký hiệu tiêu chuẩn cáp: ADFT 2Y 2-30 E9/125 0.38F3.5 + 0.24H18LG  CÁP SỢI QUANG CÓ DÂY TREO KIM LOẠI (NMAC) (FOCAL) Cáp sợi quang loại treo phi kim loại có cấu trúc thiết kế nhằm đáp ứng cách tốt yêu cầu kỹ thuật tiêu chuẩn ITUT G.652, tiêu IEC, EIA tiêu chuẩn ngành TCN 68 - 160: 1996 Số sợi: Từ đến 20 sợi quang đơn mode - Bước sóng hoạt động sợi quang : 1310 nm 1550 nm - Phần tử chịu lực phi kim loại trung tâm - Ống đệm chứa bảo vệ sợi quang làm theo công nghệ ống đệm lỏng - Ống đệm có chứa sợi quang bện theo phưng pháp SZ chung quanh phần tử chịu lực trung tâm (bện lớp) - Các khoảng trống sợi bề mặt lòng ống đệm điền đầy hợp chất đặc biệt chống thâm nhập nước - Lớp sợi chịu lực phi kim loại bao quanh lõi - Lớp nhựa PolyEthylene bảo vệ (cho cáp treo đường dây có điện nhỏ 110KV) hay loại nhựa PolyEthylene chống nút (TRPE) cho cáp treo đường dây có điện lớn 110KV - Lớp nhựa PolyEthylene chất lượng cao bảo vệ - Được dùng loại cáp tự treo phi kim loại mạng lưới cáp thông tin liên lạc (NMAC) Ký hiệu tiêu chuẩn cáp: A-DF(T) 2Y(2-20) E9/125 0.38F3.5 + 0.24H18LG  CÁP SỢI QUANG LUỒN ỐNG CÓ LỚP CHỐNG ẨM (DUMB) (FOCAL) Cáp sợi quang loại chôn luồn ống có lớp chống ẩm có cấu trúc thiết kế nhằm đáp ứng cách tốt yêu cầu kỹ thuật tiêu chuẩn ITUT G.652, tiêu IEC, EIA tiêu chuẩn ngành TCN 68 - 160: 1996 Số sợi: Từ đến 96 sợi quang đơn mode - Bước sóng hoạt động sợi quang : 1310 nm 1550 nm - Phần tử chịu lực phi kim loại trung tâm - Ống đệm chứa bảo vệ sợi quang làm theo công nghệ ống đệm lỏng - Ống đệm có chứa sợi quang bện theo phưng pháp SZ chung quanh phần tử chịu lực trung tâm (bện lớp) - Các khoảng trống sợi bề mặt lòng ống đệm điền đầy hợp chất đặc biệt chống thâm nhập nước - Lớp sợi tổng hợp chịu lực phi kim loại bao quanh lõi - Lớp băng nhôm để tăng thêm khả chống ẩm - Lớp nhựa PolyEthylene chất lượng cao bảo vệ - Được dùng loại cáp luồn ống có chứa lớp chống ẩm (DU-MB) Ký hiệu tiêu chuẩn cáp: A-DF(ZN)(L)2Y 2-96 E9/125 0.38F3.5 + 0.24H18LG  CÁP SỢI QUANG LUỒN ỐNG PHI KIM LOẠI DU (FOCAL) Cáp sợi quang chôn luồn ống phi kim loại có cấu trúc thiết kế nhằm đáp ứng cách tốt yêu cầu kỹ thuật tiêu chuẩn ITUT G>652, tiêu IEC, EIA tiêu chuẩn ngành TCN 68- 160: 1996 Số sợi: Từ đến 96 sợi quang đơn mode - Bước sóng hoạt động sợi quang : 1310 nm 1550 nm - Phần tử chịu lực phi kim loại trung tâm - Ống đệm chứa bảo vệ sợi quang làm theo công nghệ ống đệm lỏng - Ống đệm có chứa sợi quang bện theo phưng pháp SZ chung quanh phần tử chịu lực trung tâm (bện lớp) - Các khoảng trống sợi bề mặt lòng ống đệm điền đầy hợp chất đặc biệt chống thâm nhập nước - Lớp sợi tổng hợp chịu lực phi kim loại bao quanh lõi - Lớp nhựa PolyEthylene chất lượng cao bảo vệ - Được dùng loại cáp luồn ống phi kim loại (DU) Ký hiệu tiêu chuẩn cáp: A-DF(ZN)2Y 2-96 E9/125 0.38F3.5 + 0.24H18LG  CÁP SỢI QUANG TRUY NHẬP LUỒN ỐNG DAC (FOCAL) Cáp sợi quang truy nhập loại chôn luồn ống có cấu trúc thiết kế nhằm đáp ứng cách tốt yêu cầu kỹ thuật tiêu chuẩn ITUT G.652, tiêu IEC, EIA tiêu chuẩn ngành TCN 68 - 160: 1996 Số sợi: Từ đến sợi quang đơn mode (SMF) - Bước sóng hoạt động sợi quang : 1310 nm 1550 nm - Ống đệm lỏng trung tâm chứa bảo vệ sợi quang (bọc lớp) - Các khoảng trống sợi bề mặt lòng ống đệm điền đầy hợp chất đặc biệt - Dây thép đơn gia cường hai bên - Lớp nhựa PolyEthylene bảo vệ - Được sử dụng cáp chôn luồn ống Ký hiệu tiêu chuẩn cáp: A-D(2ZM) 2Y 2-8 E9/125 0.38F3.5 + 0.24H18  CÁP SỢI QUANG TRUY NHẬP TREO AAC (FOCAL) Cáp sợi quang truy nhập loại treo có cấu trúc thiết kế nhằm đáp ứng cách tốt yêu cầu kỹ thuật tiêu chuẩn ITUT G.652, tiêu IEC, EIA tiêu chuẩn ngành TCN 68 - 160: 1996 Số sợi: Từ đến sợi quang đơn mode (SMF) - Bước sóng hoạt động sợi quang : 1310 nm 1550 nm - Ống đệm lỏng trung tâm chứa bảo vệ sợi quang (bọc lớp) - Các khoảng trống sợi bề mặt lòng ống đệm điền đầy hợp chất đặc biệt - Dây thép bện gia cường - Lớp nhựa PolyEthylene bảo vệ - Được sử dụng cáp treo Ký hiệu tiêu chuẩn cáp: A-D(ZM) 2Y 2-8 E9/125 0.38F3.5 + 0.24H18  CÁP THẢ SÔNG (VINA-GSC) Khả chịu tác động học cao Đi ngầm nước  CÁP TREO KIM LOẠI OJPFJFLAPSS-LT 9/125 *C (VINA-GSC) Khả chịu tác động học cao Chống mối mọt Vì cáp quang lại truyền tải tín hiệu thông tin truyền tải điện được? - Bản thân thủy tinh không dẫn điện trực tiếp truyền tải thông tin truyền tải điện - Trong không gian, sóng ánh sáng truyền với tốc độ 300.000km/s Người ta áp dụng tích chất sóng ánh sáng để truyền tải dòng điện qua sợi cáp quang cách dùng thiết bị biến đổi dòng điện cần truyền thành sóng ánh sáng, sóng ánh sáng truyền sợi thủy tinh thiết bị đầu cuối biến đổi sóng ánh sáng thành dòng điện VII Sự suy hao tín hiệu truyền qua cáp quang: Độ suy hao cáp quang phụ thuộc chủ yếu vào dạng cáp quang (như mutilmode, singlemode - đa mode đơn mode), bước sóng truyền cáp quang Các suy hao xảy cáp quang dẫn đến việc ta phải tính toán độ dài tối đa đoạn cáp quang truyền cần cung cấp repeater Việc quan trọng dẫn tói tính toán bước sóng, dạng cáp quang sử dụng, số trạm lặp cần thiết Tất lại dẫn đến thứ quan trọng $$$$ Khi tính toán độ suy giảm tín hiệu ta phải quan tâm tới đại lượng sau: 1.Fiber attenuation (dB/Km) 2.Splice loss (db) 3.Connector (db) Ngoài tham số safety margin Công thức tính link loss sau: link loss = (fiber length (km)*FA) + (Splice loss * số splices) +(connector loss * số connector) + safety Margin Giá trị FA, Splice loss, Connector loss cho trước theo dạng cáp quang bước sóng Ví dụ : Với đường nối đơn mode độ dài 40km, bước sóng : 1310nm , connectors, Splices Cho biết FA với single mode micromet bước sóng 1310nm 0.4db/km Spliceloss = 0.1db, Connectorloss = 0.75db => Thay vào công thức ta tính link loss = 21 db với Safety Margin lấy 3db VIII Ưu điểm cáp quang: • Chi phí - Chi phí thấp so với cáp đồng • Mỏng - Cáp quang thiết kế có đường kính nhỏ cáp đồng • Dung lượng tải cao - Bởi sợi quang mỏng cáp đồng, nhiều sợi quang bó vào với đường kính cho cáp đồng Điều cho phép nhiều kênh qua cáp bạn • Suy giảm tín hiệu - Tín hiệu bị cáp quang cáp đồng • Tín hiệu ánh sáng - Không giống tín hiệu điện cáp đồng, tín hiệu ánh sáng từ sợi quang không bị nhiễu với sợi khác cáp Điều làm cho chất lượng tín hiệu tốt • Sử dụng điện nguồn - Bởi tín hiệu cáp quang giảm ít, máy phát sử dụng nguồn thấp thay máy phát với điện cao dùng cáp đồng • Tín hiệu số - Cáp quang lý tưởng thích hợp để tải thông tin dạng số mà đặc biệt hữu dụng mạng máy tính • Không cháy - Vì điện xuyên qua cáp quang, nguy hỏa hạn xảy IX So sánh cáp quang cáp kim loại Cáp kim loại So sánh Cáp quang Tốc độ truyền dẫn Dòng electron chuyển động chậm Chất lượng truyền dẫn Dễ bị nhiễu sóng điện từ tác động Không bị nhiễu sóng điện từ hao hụt hao hụt điện dây dẫn nhiều sóng ánh sáng không đáng kể Dung lượng truyền dẫn tiết diện Hạn chế Độ bền vững môi trường tự Dễ bị oxy hóa môi trường tự nhiên nhiên An toàn cho người Dễ an toàn cáp truyền dẫn điện vỏ bọc cách điện không tốt Giá Giá cao tốc độ tăng giá nhanh mỏ kim loại ngày cạn kiệt Sóng ánh sáng truyền dẫn nhanh Có thể gấp 2.000 lần cáp đồng Không bị oxy hóa môi trường tự nhiên Không ảnh hưởng đến sức khỏe người, chạm trực tiếp vào sợi cáp quang truyền dẫn Giá rẻ ngày rẻ nguyên liệu cát không khí dồi X Hệ thống cáp quang Nhờ kết hoạt động nghỉên cứu phát triển cường độ cao năm 1970, công nghệ thông tin quang đa mode sử dụng rộng rãi toàn giới Cũng hệ thống thông tin quang đơn mode Dựa kỹ thuật phát triển, ngày nhiều cáp quang sử dụng nhiều lĩnh vực Trong phần này, đặc tính chung cáp quang giải thích tiếp đó, giới thiệu việct hiết kế hệ thống số tương tự công nghệ ghép kênh phân chia bước sóng A.Tổng quan hệ thống thông tin quang Cấu hình hệ thống thông tin quang Để thiết lập hệ thống truyền dẫn hợp lý, việc lựa chọn môi trường truyền dẫn, phương pháp truyền dẫn phương pháp điều chế/ ghép kênh phải xem xét trước tiên Cho đến không gian sử dụng cách rộng rãi cho thông tin vô tuyến, cáp đối xứng cáp đồng trục cho thông tin hữu tuyến Trong phần đây, bàn đến phương pháp truyền dẫn sẵn có dựa việc sử dụng cáp quang Sự điều chế sóng mang quang hệ thống truyền dẫn quang thực với điều chế theo mật độ nguyên nhân sau: (1) Sóng mang quang, nhận từ phần tử phát quang có, không dủ ổn định để phát thông tin sau có thay đổi pha độ khuyếch đại phần lớn sóng mang đơn tần Đặc biệt điốt phát quang quán coi ánh sáng tiếng ồn thay sóng mang Do đó, có lượng cường độ ánh sáng tức thời sử dụng (2) Hiện nay, Laser bán dẫn chế tạo có tính quán tuyệt vời có khả cung cấp sóng mang quang ổn định Tuy nhiên, công nghệ tạo phách - Một công nghệ biến đổi tần số cần thiết để điều chế pha - chưa phát triển đầy đủ (3) Nếu sóng mang đơn tần có tần số cao phát theo cáp quang đa mode - điều mà xử lý cách dễ dàng - đặc tính truyền dẫn thay đổi tương đối phức tạp cáp quang bị dao động giao thoa gây biến đổi mode phản xạ truyền dẫn kết khó sản xuất hệ thống truyền dẫn ổn định Vì vậy, nhiều ứng dụng, việc sử dụng phương pháp điều chế mật độ có khả tiếp tục Hình 1.19 Quá trình ghép kênh điện Đối với trường hợp chế quang theo mật độ (IM) có nhiều phương pháp để biến đổi tín hiệu quang thông qua việc điều chế ghép kênh tín hiệu cần phát Một ví dụ điển hình trình bày hình 1.19 Phương pháp phân chia theo thời gian (TDM) sử dụng cách rộng rãi ghép kênh tín hiệu số liệu, âm điều chế xung mã PCM (64kb/s) số liệu video digital Tuy nhiên, truyền dẫn cự ly ngắn, tín hiệu video băng rộng rãi sử dụng phương pháp truyền dẫn analog Phương pháp điều chế mật độ số DIM - phương pháp truyền kênh tín hiệu video IM - phương pháp thực điều chế tần số (FM) điều chế tần số xung (PFM) sớm để tăng cự ly truyền dẫn sử dụng cho mục tiêu Hình 1.20 Cấu hình hệ thống truyền dẫn cáp quang Ngoài TDM FDM, phương pháp phân chia theo bước sóng (WDM) - phương pháp điều chế số sóng mang quang có bước sóng khác thành tín hiệu điện khác sau truyền chúng qua sợi cáp quang - sử dụng Hơn nữa, truyền nhiều kênh thông qua cáp quang, số lượng lớn liệu gửi nhờ gia tăng số lõi cáp sau ghép kênh Phương pháp gọi ghép kênh SDM Hệ thống truyền dẫn quang thiết lập cách sử dụng hỗn hợp TDM/FDM, WDM SDM Chúng ta thấy hệ thống truyền dẫn quang tương tự phương pháp truyền dẫn cáp đôi cáp đồng trục truyền thống, có khác biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang ngược lại đầu thu Hình 1.20 trình bày cấu hình hệ thống truyền dẫn cáp quang Phương pháp truyền dẫn analog tiến hành với khuyếch đại tạo điều kiện để phía thu nhận mức theo yêu cầu cách biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang ngược lại Khi sử dụng phương pháp điều chế PCM chức giải điều chế tương ứng với cần gán cho phía thu Cho tới đây, mô tả chức hệ thống truyền dẫn quang Ngoài phần trình bày hệ thống hoạt động thực tế có thêm mạch ổn định đầu tín hiệu quang cần phát, mạch AGC để trì tính đồng đầu tín hiệu điện phía thu mạch để giám sát phía thành phần hệ thống truyền dẫn quang Hệ thống truyền dẫn quang bao gồm phần tử phát xạ ánh sáng (nguồn sáng), sợi quang (môi trường truyền dẫn) phần tử thu để nhận ánh sáng truyền qua sợi quang Các phần tử sau chọn để sử dụng: a Phần tử phát xạ ánh sáng a Điôt Laser (LD) b Điôt phát quang (LED) c Laser bán dẫn b Sợi quang a Sợi quang đa mode số bước b Sợi quang đa mode số lớp c Sợi quang đơn mode c Phần tử thu ánh sáng a Điôt quang kiểu thác (APD) b Điôt quang PIN (PIN - PD) XI Công nghệ WDM cáp quang Đặc điểm công nghệ (WDM- Wavelength Division Multiplexing: Thực truyền đồng thời tín hiệu quang thuộc nhiều bước sóng khác sợi quang) WDM công nghệ truyền tải sợi quang xây dựng phát triển từ năm 90 kỷ trước WDM cho phép truyền tải luồng thông tin số tốc độ cao (theo lý thuyết dung lượng truyển tải tổng cộng đến hàng chục ngàn Gigabít/s) Nguyên lý công nghệ thực truyền đồng thời tín hiệu quang thuộc nhiều bước sóng khác sợi quang Băng tần truyền tải thích hợp sợi quang phân chia thành bước sóng chuẩn với khoảng cách thích hợp bước sóng (đã chuẩn hóa tiêu chuẩn G.692 ITU-T), bước sóng truyền tải luồng thông tin có tốc độ lớn (chẳng hạn luồng thông tin số tốc độ 10Gbít/s) Do đó, công nghệ WDM cho phép xây dựng hệ thống truyền tải thông tin quang có dung lượng gấp nhiều lần so với hệ thống thông tin quang đơn bước sóng Hiện tại, sản phẩm hệ thống truyền dẫn WDM sản xuất nhiều hãng sản xuất thiết bị viễn thông triển khai mạng nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông giới Ưu điểm  Cung cấp hệ thống truyền tải quang có dung lượng lớn, đáp ứng yêu cầu bùng nổ lưu lượng loại hình dịch vụ  Nâng cao lực truyền dẫn sợi quang, tận dụng khả truyền tải hệ thống cáp quang xây dựng Nhược điểm  Giá thành thiết bị đắt Khả ứng dụng  Ứng dụng phù hợp cho nơi mà mạng thiếu tài nguyên cáp/sợi quang, cần phải tận dung lực truyền tải sợi quang  Nâng cấp dung lượng, thay hệ thống truyền tải quang có  Ứng dụng cho nơi mà cần dung lượng hệ thống truyền tải lớn (mạng lõi, mạng đường trục) XII Hàn nối cáp quang Cáp bóc tách lớp vỏ sắt vỏ nhựa Phần bên làm hóa chất Sau đó, cáp cáp cũ nối với thiết bị đo phòng thí nghiệm tàu để kiểm tra tương thích với cáp mới, khả cung cấp nguồn hệ thống Chỉ toàn thông số chắn xác, hai đầu cáp cũ hàn với ghép nối đa dụng (joiner) Thiết bị làm hai khối thép chịu lực ghép vào nhau, có khả dẫn điện tốt, chịu áp suất nhiệt độ cao Từng sợi quang đầu joiner đưa vào "hàn" với loại nhựa đặc biệt Mối hàn sợi quang sau chụp X quang phóng lớn 16 góc độ khác để kiểm tra chất lượng mối hàn khả truyền tín hiệu Nếu mối nối thành công, toàn joiner phủ lớp bảo vệ chống nước biển xâm nhập Để hoàn thành mối nối cho tuyến cáp quang, bao gồm phần vỏ bọc bảo vệ bên ngoài, trung bình chuyên gia phải Chụp X-Quang kiểm tra mối nối từ 16 đến 20 tiếng làm việc liên tục sợi tín hiệu quang XIII Máy hàn cáp quang Type-37SE Micro-CoreTM Hàn nối cáp quang XIV Một số thông tin cáp quang Việt Nam VN sử dụng dung lượng qua cáp quang? Hệ thống cáp quang xem huyết mạch giao thông ngành viễn thông đảm nhiệm chức truyền dẫn tín hiệu (thoại, truyền hình, Internet ) Chính vậy, cố đứt tuyến cáp quang biển Đài Loan khiến mạng Internet VN nói riêng châu Á nói chung gần bị tê liệt Nhiều thiếu Tại VN, có ba doanh nghiệp cung cấp tuyến cáp quang quốc tế Công ty Viễn thông quốc tế (VTI), Tổng công ty Viễn thông quân đội (Viettel) Công ty Thông tin viễn thông điện lực (EVN Telecom) Trong số này, VTI “anh cả” không cung cấp dịch vụ viễn thông Hệ thống cáp quang SMW-3, quốc tế lâu đời mà doanh nghiệp sở hữu nhiều tuyến cáp hệ thống cáp quang quốc tế VTI kết nối với hai tuyến cáp quang biển quang lớn giới mà VN gồm SMW-3 TVH Tuyến SMW-3 có dung lượng 80Gb/s đưa tham gia để kết nối vào khai thác từ tháng 9-1999 kết nối VN với gần 40 nước Á - Âu có hệ thống cập bờ Đài cáp quang biển quốc tế Đà Nẵng Tuyến TVH kết nối VN với Thái Lan, Hong Kong, có dung lượng hướng 560Mb/s đưa vào khai thác từ tháng 11-1995 có hệ thống cập bờ Đài cáp quang biển quốc tế Vũng Tàu Hai hệ thống huyết mạch kết nối mạng viễn thông VN giới, truyền tín hiệu thoại, fax, truyền số liệu phần lớn dung lượng Internet VN Ngoài tuyến cáp quang biển đất liền, VTI mua dung lượng khoảng 15 hệ thống cáp quang biển quốc tế khác APC, APCN, China-US, MT, PRW, RJK, SMW-2, TPC-5, TAT-12, TAT-13 làm cầu nối cho mạng viễn thông VN giới Ra đời sau với tiềm lực mạnh, Viettel kịp xây dựng cho hệ thống cáp quang quốc tế gồm VN - Hong Kong, VN - Trung Quốc, VN - Lào, VN - Campuchia với tổng dung lượng khoảng 15Gb/s Khiêm tốn EVN Telecom với tuyến cáp quang đất liền nối từ VN sang Hong Kong Theo ông Lâm Quốc Cường, phó giám đốc VTI, cáp quang có hệ thống thông tin vệ tinh hình thức truyền dẫn đắt nhiều lần so với cáp quang dung lượng truyền qua vệ tinh thấp nên vệ tinh hình thức ưu tiên mà thường sử dụng truyền dẫn thông tin tới vùng sâu, vùng xa trường hợp xảy cố Theo ước tính, có khoảng 10% dung lượng điện thoại quốc tế, truy cập Internet chạy hệ thống vệ tinh Sáu tuyến cáp quang quốc tế qua lãnh hải Việt Nam: APCN: Có chiều dài 12.083 km, dung lượng 10 Gb/s, tuyến cáp Singtel quản lý, từ Singapore, Malaysia, quần đảo Trường Sa, vùng biển Khánh Hòa, sau vòng sang Hồng Kông, Hàn Quốc APCN2: Dung lượng 80Gb/s, chạy qua Thái Lan, Hồng Kông, Philippines, Đài Loan, Trung Quốc Đoạn qua Việt Nam nằm khơi tỉnh Bình Thuận, Ninh Thuận APC: Dung lượng 560Mb/s, chạy qua nước Malaysia, Philippines, Hồng Kông, Đài Loan, Nhật Bản… Singtel quản lý Đoạn chạy qua lãnh hải Việt Nam khơi Đà Nẵng C2C: Dung lượng 160Gb/s chạy qua Singapore, Philippines, Hồng Kông… Singtel quản lý Đoạn chạy qua vùng biển Việt Nam nằm khơi Bình Thuận, Ninh Thuận FLAG: Dung lượng 10Gb/s, Cty FLAG trực tiếp quản lý Tuyến cáp nối từ Singapore - Hồng Kông EAC: Chạy ngang dọc theo biển Đông, dài 18.740 km, Asia Netcom quản lý XV Một vài hình ảnh nhà máy sản xuất cáp quang Sieu dan Thiết bị SQUID thiết bị nhận biết nhạy cảm biết đến khoa học sử dụng để đo từ trường ... hiệu truyền qua cáp quang: Độ suy hao cáp quang phụ thuộc chủ yếu vào dạng cáp quang (như mutilmode, singlemode - đa mode đơn mode), bước sóng truyền cáp quang Các suy hao xảy cáp quang dẫn đến... VIII Ưu điểm cáp quang: • Chi phí - Chi phí thấp so với cáp đồng • Mỏng - Cáp quang thiết kế có đường kính nhỏ cáp đồng • Dung lượng tải cao - Bởi sợi quang mỏng cáp đồng, nhiều sợi quang bó vào...III Cấu tạo cáp quang: Cáp quang dài, mỏng thành phần thủy tinh suốt đường kính sợi tóc Chúng xếp bó gọi cáp quang sử dụng để truyền tín hiệu khoảng cách xa Cáp quang có cấu tạo gồm