Tài liệu Sự phát triển của thông tin Quang doc

Sơ lược Hệ thống Thông tin Quang Sinh viên: Đỗ Quốc Khánh Lớp: Điện tử Viễn Thông 2A Sơ lược Hệ thống thông tin Quang Sự phát triển của thông tin Quang Sơ lược Hệ thống thông tin Quang Từ khi ra đời đến nay hệ thống thông tin quang đã trải qua 5 thế hệ: • Thế hệ thứ nhất: Được triển khai sử dụng từ năm 1978, làm việc ở bước sóng λ ≈ 850nm, tốc độ truyền tin khoảng (50 ÷100)Mb/s, khoảng cách lặp đạt 10 Km. • Thế hệ thứ hai: Được triển khai vào đầu những năm 1980, làm việc ở bước sóng λ = 1300nm, tốc độ truyền tin khoảng 100 Mb/s, khoảng cách lặp đạt 50 Km. • Thế hệ thứ ba: Đầu năm 1990 hệ thống thông tin quang thế hệ thứ ba được đưa vào hoạt động hệ thống, làm việc ở bước sóng 1550nm, tốc độ truyền tin lên đến 2,5 Gbit/s, khoảng cách lặp có thể đạt từ (50 ÷ 70) Km. • Thế hệ thứ tư: Được ra đời liên quan đến việc tăng tốc độ truyền dẫn nhờ ghép kênh theo tần số và tăng khoảng lặp nhờ dùng các bộ khuếch đại quang. Hệ thống thông tin quang kết hợp ra đời và phát triển, hệ thống làm việc ở bước sóng 1550nm, tốc độ truyền tin 2,5 Gb/s, tỷ lệ lỗi bít cỡ 10-9, cự ly khoảng lặp lên tới hàng trăm km • Thế hệ thứ năm: Hiện nay thế hệ thứ năm (thế hệ truyền dẫn quang Soliton) đang được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm tốc độ truyền tin có thể đạt 10Gb/s và cao hơn nữa, khoảng cách tuyến có thể lên tới hàng nghìn km. Sơ lược Hệ thống thông tin Quang • Khác với thông tin hữu tuyến và vô tuyến với môi trường truyền dẫn là dây dẫn và không gian.Với Thông tin Quang thì thông tin được chuyển thành ánh sáng và sau đó ánh sáng được truyền qua sợi quang và biến đổi thành tín hiệu ban đầu Bộ thu quang (O/E) Nguồn Phát quang (E/O) Sợi quang Sợi quang Trặm lặp TV TV Bộ Thu Quang (O/E) Tín Hiệu Điện Tín hiêu điện Bé Phát quang (E/O) Hệ thống truyền dẫn Sơ lược Hệ thống thông tin Quang Đặc tính của thông tin Quang • Có băng thông lớn • Suy hao truyền dẫn thấp • Kích thước trọng lượng nhỏ nhẹ • Xuyên âm nhỏ,cách điện tốt • Không chịu ảnh hưởng bởi can nhiễu điện từ • Tính bảo mật cao • Nguyên liệu chế tạo sẵn có và rẻ(silic) Sơ lược Hệ thống thông tin Quang Cấu tạo của sợi Quang và cáp Quang Sơ lược Hệ thống thông tin Quang • Có thể xem đơn giản sợi quang bao gồm một sợi dây thủy tinh Silic bao bởi một lớp áo có chỉ số chiết suất thấp hơn của lõi. Core Cladding Coating Cấu tạo sợi Quang Sợi Quang Sơ lược Hệ thống thông tin Quang • Tùy theo sự thay đổi chiết suất tại mặt phân cách giữa lõi và áo của sợi quang,chia ra làm 2 loại sợi + Sợi chỉ số bậc SI-Step-Index +Sợi chỉ số biến thiên GI-Graded-Index 50 µm 50 µm 125 µm 125 µm n 1 n 2 n 2 n 1 a) Sợi SI b) Sợi GI Sơ lược Hệ thống thông tin Quang Phân loại sợi quang Mode của sợi quang có thể hiểu là phương thức lan truyền sóng của sợi. +Sợi đơn mode SM(Single Mode) +Sợi đa mode MM(Multi Mode) Trong thực tế các sợi đơn mode đều là SI 125 µm n 1 n 2 9 µm Phân bố chiết suất của sợi đơn mode Sơ lược Hệ thống thông tin Quang • Cáp quang có nhiều loại khái niệm khác nhau về cấu trúc nhưng nói chung cáp quang có các thành phần chủ yếu sau: +Sợi gia cường +Chất làm đầy +Sợi quang +Vỏ bọc Cáp Quang Vỏ cáp(Nhựa PE) Lớp vỏ kimloại Lớp vỏ nhựa thứ 2 Ống lỏng chứa sợi quang Ống đệm đầy Sợi quang Gia cường trung tâm Chất đệm đầy [...]... GI(Graded-index) n2 n2 n1 n(r) n2 H×nh 1.5 Sù truyÒn ¸nh s¸ng trong sîi GI Sơ lược Hệ thống thông tin Quang Nhược điểm của thông tin Quang • • • • Khó đấu nối (thẳng,láng bóng) Lỗi khi chuyển đổi tín hiệu quangđiện Đắt đỏ (thiết bị thu ,phát) Thiếu sự tiêu chuẩn hóa trong các nghành Sơ lược Hệ thống thông tin Quang Các nguồn thu và phát Quang ... dÉn ¸nh s¸ng trong sîi quang Sơ lược Hệ thống thông tin Quang Nguyên lý truyền dẫn ánh sáng trong sợi Quang Sự truyền dẫn ánh sáng trong sợi quang • Với sợi SI (Step – index) n2 n2 n1 n n1 > n 2 n2 H×nh 1.4 Sù truyÒn ¸nh s¸ng trong sîi quang cã chiÕt suÊt nh¶y bËc (SI) Sơ lược Hệ thống thông tin Quang Nguyên lý truyền dẫn ánh sáng trong sợi Quang Sự truyền dẫn ánh sáng trong sợi quang • Với sợi GI(Graded-index)...Sơ lược Hệ thống thông tin Quang Yêu cầu đối với cáp quang +Chịu được lực kéo,uốn +Không bị ảnh hưởng của nhiễu điện từ +Không thấm nước +Làm việc ổn định với nhiệt độ,ít bị bão hòa +Trọng lượng kích thước nhỏ Sơ lược Hệ thống thông tin Quang Truyền dẫn tia sáng trong sợi quang Sơ lược Hệ thống thông tin Quang Nguyên lý truyền dẫn ánh sáng trong sợi Quang • Nguyên lý truyền dẫn ánh... ánh sáng dựa vào hiện tượng khúc xạ và phản xạ toàn phần của tia sáng giữa hai môi trường có chỉ số chiết suất khác nhau 1’ Tia khúc xạ β Môi trường 2: n2 2’ Snelious :n1sinα = n2sinβ Môi trường 1: n1 αT 3 3’ α 2 1 Tia tới Tia phản xạ Sơ lược Hệ thống thông tin Quang Nguyên lý truyền dẫn ánh sáng trong sợi Quang Sự truyền dẫn ánh sáng trong sợi quang Lớp áo (cladding) n2 n2 n n1 Lõi (core) n1 Lớp áo . Hệ thống Thông tin Quang Sinh viên: Đỗ Quốc Khánh Lớp: Điện tử Viễn Thông 2A Sơ lược Hệ thống thông tin Quang Sự phát triển của thông tin Quang Sơ. thống thông tin Quang • Khác với thông tin hữu tuyến và vô tuyến với môi trường truyền dẫn là dây dẫn và không gian.Với Thông tin Quang thì thông tin được