ĐIỆN tử VIỄN THÔNG thông tin quang 1 chamvn khotailieu

Thông tin quang Vũ Ngọc Châm Khoa Điện tử - Viễn thông ĐH Điện lực Giới thiệu  Thời lượng: 60 tiết  Kiểm tra: Trắc nghiệm lý thuyết + tập  BT nhóm: linh kiện quang tuyến Tài liệu tham khảo  Kỹ thuật thông tin quang – HVBCVT  Hệ thống thông tin quang – Vũ Văn San – NXB Bưu điện  Fiber optic systems – John Powers – Mc Graw Hill  Fiber optic communication system – Govind P.Agrawal – Wiley Interscience Nội dung  Tổng quan hệ thống thông tin quang  Cấu tạo sợi quang & cáp quang  Nguyên lý truyền dẫn ánh sáng sợi quang  Suy hao quang  Tán sắc quang  Phát & thu quang  Bài toán thiết kế tuyến quang đơn giản Tổng quan hệ thống ttq  Lịch sử phát triển  Sơ đồ hệ thống thông tin quang  Ưu nhược điểm truyền thông sợi quang Lịch sử phát triển Thế kỷ 21 Hy lạp cổ đại Lịch sử phát triển                     1854: Thí nghiệm John Tyndall 1962: LD bán dẫn (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 λ=1,3µm 1,55µm 1977: Hệ thống quang thương mại cửa sổ thứ (0,85 µm) 1980: Hệ thống quang thương mại cửa sổ thứ hai (1,3 µm) 1982: Sợi SM, suy hao 0,16 dB/km (~ giới hạn lý thuyết) 1984: Hệ thống quang thương mại cửa sổ thứ ba (1,55 µm) 1985: Hệ thống WDM 10 kênh ~2,5Gb/s (Bell Lab) 1986: EDFA 1988: Hệ thống cáp biển vượt Đại Tây Dương 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 trạm lặp 5Gb/s 1997: Triển khai rộng rãi hệ thống WDM thương mại 2001: Truyền dẫn OTDM 1Tb/s qua 70Km (NTT) 2003: 10Tb/s qua 10.000Km Sơ đồ khối hệ thống thông tin quang Ưu điểm thông tin quang VERY HIGH INFORMATION CARRING CAPACITY LESS ATTENUATION (order of 0.2 dB/km) SMALL IN DIAMETER AND SIZE & LIGHT WEIGHT LOW COST AS COMPARED TO COPPER (as glass is made from sand the raw material used to make OF is free….) GREATER SAFETY AND IMMUNE TO EMI & RFI, MOISTURE & COROSSION FLEXIBLE AND EASY TO INSTALL IN TIGHT CONDUICTS ZERO RESALE VALUE (so theft is less) IS DILECTRIC IN NATURE SO CAN BE LAID IN ELECTICALLY SENSITIVE SURROUNDINGS DIFFICULT TO TAP FIBERS, SO SECURE 10 NO CROSS TALK AND DISTURBANCES Suy hao quang Bài tập Pout = 1,2 mW Pin = 5mW ???? 500 m 10 km 0.5dB/km 1.5dB/km Tán sắc sợi quang Tán sắc quang • Tán sắc gì? • Tán sắc ảnh hưởng đến điều truyền dẫn tín hiệu? • Các chế gây tán sắc sợi quang • Giải pháp khắc phục tán sắc sợi quang Tán sắc quang • Tán sắc gì? Dispersion = tán sắc quang Đường tia sáng qua lăng kính >> lệch theo hướng khác Do đâu sao??? Tán sắc quang • Tán sắc gì? Trong sợi quang, tán sắc làm mở rộng xung tín hiệu mặt thời gian (giãn xung) Tán sắc quang • Tán sắc gì? Độ tán sắc D: độ giãn xung tín hiệu mặt thời gian (s) Tán sắc quang • Tán sắc ảnh hưởng đến điều truyền dẫn tín hiệu? TÁN SẮC BER Kiểm tra 30 phút: Lý giải cho ảnh hưởng TÁN SẮC đến đặc tính tuyến truyền dẫn: khoảng cách, tốc độ, BER Tán sắc quang • Các chế gây tán sắc sợi quang Tán sắc quang Tán sắc mode – Modal dispersion Dmod e = τ max − τ = ??? Tán sắc quang Tán sắc mode – Modal dispersion Step Index Dmod e = Ln1∆ c Sợi quang đa mode GI có lợi mặt tán sắc mode Gradual Index Dmod e Ln1∆2 = 8c Tán sắc quang Tán sắc sắc thể – Chromatic dispersion Dchr = Dmat + Dwg Dmat = L.∆λ.M mat Mmat: Hệ số tán sắc vật liệu (ps/km.nm) Mwg: Hệ số tán sắc dẫn sóng (ps/km.nm) Dwg = L.∆λ M wg Tán sắc quang Tán sắc phân cực mode – Polarization Mode dispersion ... Phát TV Các tia X ánh sáng Tần số, Hz THz 10 21 10 18 10 15 10 GHz 12 10 MHz 10 KHz 10 Hz 10 Bíc sãng, m nm 10 -12 10 -9 µm 10 -6 nm 10 -3 1m 10 km 10 10 Cơ sở vật lý ánh sáng định luật truyền... Lincoln Lab) 19 66: Sợi quang đầu tiên, suy hao: 10 00dB/km (Corning Glass) 19 70: Sợi quang, suy hao: 20dB/km (Corning Glass) 19 70: LD hoạt động nhiệt độ phòng 19 76: LD bán dẫn λ =1, 3µm 1, 55µm 19 77: Hệ... quan hệ thống thông tin quang  Cấu tạo sợi quang & cáp quang  Nguyên lý truyền dẫn ánh sáng sợi quang  Suy hao quang  Tán sắc quang  Phát & thu quang  Bài toán thiết kế tuyến quang đơn giản