Đang tải... (xem toàn văn)
Bài tập lớn sợi quang. DHGTVT Hà Nội. Bài tập lớn đầy đủ về sợi quang, tính chất, ghép nối, thông số sợi quang. Hiện này các hệ thống thông tin quang chiếm hầu hết các tuyến truyền dẫn quan trọng trên mạng lưới viễn thông quốc tế, và được coi là phương thức truyền dẫn có hiệu quả nhất trên các tuyến vượt biển và xuyên lục địa. Đủ đáp ứng nhu cầu truyền tải lớn do sự bùng nổ thông tin, mạng truyền dẫn đòi hỏi phải có sự phát triển mạnh về cả quy mô và trình độ công nghệ nhằm tạo ra các cấu trúc mạng hiện đại bao gồm cả các hệ thống thông tin quang. Các hệ thống thông tin quang trong thời gian tới phải đảm bảo có tốc độ cao, cự ly xa, độ tin cậy cao... Trong toàn bộ hệ thống thông tin quang phần không thể thiếu được chính là Sợi Quang. Hệ thống thông tin quang có nhiều ưu điểm hơn các hệ thống khác một phần chính là nhờ môi trường truyền dẫn là cáp sợi quang.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÀI TẬP LỚN NGHIÊN CỨU VỀ SỢI QUANG Nhóm sinh viên thưc hiên: Trương Xuân Long Đỗ Mạnh Tùng Đàm Văn Luận Nguyễn Văn Sang Vũ Hoàng Bách Lê Đình Đức Nguyễn Duy Bình Lớp: Kỹ thuật Thơng tin Truyền thông K56 Người hướng dẫn: Th.S Phạm Hồng Quân Khoa: Đi ên – Đi ên tử Cơ sở kỹ thuật thông tin sợi quang Năm 2018TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI C- sử kỹ tầuăt tầơng tin Sổi quang Chu Cỡng Cẩn BÀI TẬP LỚN NGHIÊN CỨU VỀ SỢI QUANG Sinh viên thưc hiên: Trương Xuân Long Mã sinh viên: 151400212 Nam, Nữ: Nam Nam, Nữ: Nam Nam, Nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp: KTTT & TT K56 Năm thứ: Sinh viên thưc hiên: Lê Đình Đức Mã sinh viên: 151400774 Dân tộc: Kinh Lớp: KTTT & TT K56 Năm thứ: Sinh viên thưc hiên: Nguyễn Văn Sang Mã sinh viên: 151402089 Dân tộc: Kinh Lớp: KTTT & TT K56 Năm thứ: Sinh viên thưc hiên: Đỗ Mạnh Tùng Nam, Nữ: Nam Mã sinh viên: 151400057 Dân tộc: Mường Lớp: KTTT & TT K56 Năm thứ: Sinh viên thưc hiên: Nguyễn Duy Bình Mã sinh viên: 151410292 Dân tộc: Kinh Lớp: KTTT & TT K56 Năm thứ: Sinh viên thưc hiên: Vũ Hoàng Bách Nam, Nữ: Nam Mã sinh viên: 151400888 Dân tộc: Kinh Lớp: KTTT & TT K56 Năm thứ: Sinh viên thưc hiên: Đàm Văn Luận Mã sinh viên: 151403011 Nam, Nữ: Nam Nam, Nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp: KTTT & TT K56 Năm thứ: Ngành học: Kỹ thuật Điện tử Viễn thông Optical Fiber Communication Người hướng dẫn: Th.S Phạm Hồng Quân Trang Cơ sở kỹ thuật thông tin sợi quang C- sử kỹ tầuăt tầông tin Sổi quang MỤC LỤC Chu Cỡng Cẩn Optical Fiber Communication Trang Cơ sở kỹ thuật thơng tin sợi quang DANH MỤC HÌNH C- sử kỹ tầuăt tầông tin Sổi quang Chu Cỡng Cẩn Optical Fiber Communication Trang Cơ sở kỹ thuật thông tin sợi quang DANH MỤC BẢNG BIỂU C- sử kỹ tầuăt tầông tin Sổi quang Chu Cỡng Cẩn Optical Fiber Communication Trang Cơ sở kỹ thuật thông tin sợi quang LỜI MỞ ĐẦU C- sử kỹ tầuăt tầông tin Sổi quang Chu Cỡng Cẩn Hiên thống thông tin quang chiếm hầu h ết ến truy ền d ẫn quan trọng mạng lưới viễn thông quốc tế, coi phương thức truyền dẫn có hiêu tuyến vượt biển xuyên lục địa Đ ủ đáp ứng nhu cầu truyền tải lớn sư bùng nổ thông tin, mạng truy ền d ẫn đòi h ỏi phải có sư phát triển mạnh quy mơ trình độ công ngh ê nh ằm t ạo cấu trúc mạng hiên đại bao gồm th ống thông tin quang Các h ê th ống thông tin quang thời gian tới phải đảm bảo có tốc độ cao, cư ly xa , độ tin cậy cao Trong tồn thống thơng tin quang phần khơng th ể thi ếu Sợi Quang Hê thống thơng tin quang có nhiều ưu điểm h ơn thống khác phần nhờ môi trường truyền dẫn cáp sợi quang Optical Fiber Communication Trang Cơ sở kỹ thuật thông tin sợi quang CHƯƠ NG 1: C- sử kỹ tầuăt tầông tin Sổi quang 1.1 TỔNG QUAN VỀ SỢI QUANG Chu Cỡng Cẩn Bản chất ánh sáng Khái niêm liên quan tới chất ánh sáng trải nhi ều bi ến đ ổi suốt lịch sử phát triển vật lý Cho đến đầu kỷ thứ XVII, nói chung đ ều cho ánh sáng bao gồm luồng phần nh ỏ phát b ởi m ột nguồn cưc sáng Những phần tử nhỏ miêu tả sư di chuy ển theo đường thẳng chúng xuyên qua vật li suốt, bị phản xạ từ vật liêu mờ, khơng thấu quang Lý luận miêu tả cách đầy đủ chắn hi ên tượng phản xạ khúc xạ, thiếu sót giảng giải hiên tượng giao thoa nhiễu xạ ánh sáng Sư phân tích đắn hiên tượng nhiễu xạ Fresnel đưa năm 1815, Fresnel trình bày đặc tính truyền lan gần theo đường thẳng ánh sáng giải thích sư lan truyền sóng ánh sáng, viền tua sư nhiễu xạ giải thích cách tỉ mỉ Sau năm 1864 Maxwell lý luận ánh sáng sóng điên từ tư nhiên Cao nữa, sư quan sát tác động sư phân cưc ch ỉ r ằng sóng ánh sáng sóng ngang, có nghĩa sóng di chuy ển th ẳng góc v ới hu ớng mà sóng chuyển dời Đến cuối kỷ XIX đầu kỷ XX sau phát minh hiêu ứng quang điên - hiên tượng điên tử bị bật khỏi bề mặt kim loại chi ếu lên chùm ánh sáng có buớc sóng thích hợp Ngu ời ta ch ứng minh đu ợc r ằng truờng hợp ánh sáng không mang tính chất sóng mà mang tính chất hạt Như đối tượng ánh sáng, mang tính ch ất sóng, lại thể hiên tính chất hạt tuỳ theo hiên tượng vật lý c ụ th ể mà ta quan Optical Fiber Communication sát Tính chất lưỡng nguyên ánh sáng đuợc gọi đối tính sóng hạt Trang Cơ sở kỹ thuật thông tin sợi quang a Sóng điện từ Csử kỹ ph tầuăt Sổi quang Cẩnsóng ên Trong ầntầơng này,tin quan tâm đến ánh sáng v ới tư Chu cáchCỡng từ Hình 1: Sóng điện từ khơng gian thời gian Để đơn giản viêc nghiên cứu, xem xét trình truy ền c ánh sáng không gian tư do, chân không Không khí s ạch m ột s g ần tốt cho ví dụ Trong mơi trường này, ánh sáng sóng ên từ nằm ngang (TEM) b Tia sáng (Beam Ray) Chúng ta biết rằng, ánh sáng có th ể xem m ột tia sáng (ray) Chỉ cần nhìn vào ánh sáng phát từ đèn pha ơtơ tia sáng màu đ ỏ phát t điểm sáng đơn giản Ví dụ rõ ràng hiên tượng ánh sáng phát từ Laser Các tia sáng truyền bên môi trường khác tốc đ ộ khác Đặc tính mơ tả tính chất môi trường gọi chiết su ất số khúc xạ (chiết suất) c Bản chất lượng tử ánh sáng Thuyết lượng tử ánh sáng rõ ánh sáng xạ thành ph ần c ưc Optical Fiber Communication nhỏ Bản chất phần tử nhỏ ln phát h ấp th ụ m ột cách không liên tục, gọi hạt lượng tử hay photon Trong t ất c ả thí nghiêm sử dụng để trình bày sư tồn photon, lượng photon tìm thấy phụ thuộc vào tần số f Trang Cơ sở kỹ thuật thông tin sợi quang Mối quan lượng E tần số f photon cho bởi: C- sử kỹ tầuăt tầông tin Sổi quang E = h.f Chu Cỡng Cẩn Với h = 6,625.10-34 Js số Plank 1.2 Các đại lượng đặc trưng sóng ánh sáng a Dải phổ xạ Dải phổ xạ đặc trưng nguồn xạ điên từ, thể hiên hai đại lượng tần số bước sóng Giữa đại l ượng có mối quan hê: Các xạ điên từ gồm sóng vô tuyến, xạ quang, tia R ơnghen, tia Gama, tia cưc tím với dải phổ rộng có bước sóng từ 10 14 m đến 106 m Trong xạ quang học chiếm dải phổ hẹp với dải bước sóng từ l00nm đến lmm, tương đương với dải tần số từ 5.1011 Hz đến 5.1015 Hz d Các loại phổ xạ Phổ xạ đặc trưng cho nguồn xạ quang, với loại ngu ồn quang khác có phổ xạ khác Thơng thường người ta chia làm loại phổ khác phổ liên tục, phổ vạch, phổ hấp thụ Trong thông tin s ợi quang thường sử dụng nguồn quang xạ ánh sáng có phổ liên t ục ph ổ vạch e Đặc tính khơng kết hợp Các nguồn quang thơng thường xạ ánh sáng khơng có tính kết h ợp Khi nguồn quang hoạt động, nguyên tử riêng rẽ x ngẫu nhiên xung ánh sáng có dao động riêng Các xung tồn m ột th ời gian ng ắn Optical Fiber Communication chừng 108 (s) dịch chuyển với quãng đường chừng vài mét, sau nguyên tử ngừng xạ thời gian dài Trong thời gian nguyên tử khác tồn khoảng thời gian ngắn, nh ưng nh x ếp ch ồng xung mà có luồng ánh sáng liên tục xạ Do nguyên tử Trang Cơ sở kỹ thuật thông tin sợi quang xạ ánh sáng ngẫu nhiên, nên pha ánh sáng x bi ến đ ổi ng ẫu nhiên, biếntầông đổi tin rấSổi t nhanh không C- sửvà kỹ tầuăt quang Vì nguồn sáng tư nhiên Chu Cỡng Cẩn giao thoa với thời gian dài Đặc tính ánh sáng tư nhiên gọi đặc tính khơng kết hợp 1.3 Ngun lý truyền ánh sáng Nguyên lý truyền dẫn ánh sáng dưa vào hiên tượng phản xạ toàn phần tia sáng mặt phân cách hai mơi trường, từ mơi tr ường có chiết suất lớn sang mơi trường có chiết suất nhỏ Xét ví dụ: Cho tia sáng từ mơi trường có chiết suất n, sang mơi trường thứ hai có chiết suất n2 (n2