Ưu điểm của hệ thống truyền dẫn cáp sợi quang

Giới thiệu cấu trúc tổng thể về sợi quang

Kích thớc của sợi phụ thuộc vào loại sợi, loại thứ nhất có đờng kính 2a = 50àm gọi là sợi đa mode, loại thứ hai lừi cú đờng kớnh 2a ≤ 10àm goi là sợi đơn mode. Tổng hợp cả phân bố chiết suất và kích thớc của lừi để chia thành ba loại sợi, đú là sợi đa mode chiết suất bậc, sợi đa mode chiết suất giảm dần, và sợi đơn mode( chiết suất bậc).

Lý THUYếT Về SợI QUANG

Đờng biểu diễn các dạng phân bố chiết suất nh hình ( 2. Các dạng phân bố chiết suất. Đõy là loại sợi cú cấu tạo đơn gión nhất với chiết suất của lừi và lớp bọc khác nhau một cách rõ rệt nh hình bậc thang. các nguồn quang phóng vào đầu sợi với góc tới khác nhau sẽ truyền theo những đờng khác nhau nh hình 2.7. Truyền ánh sáng trong sợi quang SI. không đổi ) mà chiều dài đờng truyền khác nhau nên thời gian truyền khác nhau trên cùng một chiều dài sợi. Do đó , dãi thông của sợi đơn mode rất rộng , song vì kích thớc của sợi đơn mode quá nhỏ nên đòi hỏi kích thớc của linh kiện quang cũng phải tơng ứng và các thiết bị hàn nối quang cũng có độ hàn nối cao yêu cầu ngày nay đều có thể đáp ứng và do đó sợi đơn mode cũng có thể dùng phổ biến.

SUY HAO SợI QUANG

Khi truyền dẫn các tín hiệu digital qua sợi quang, sẽ suất hiện hiện tợng giãn xung ánh sáng ở đầu thu, thậm chí trong một số trờng hợp , các xung lân cận đè lên nhau, và khi đó, ta không thể phân biệt các xung với nhau nữa, gây méo tín hiệu khi tái sinh.Hiện tợng giãn xung hay còn gọi là hiện tợng tán xạ. Nếu nguồn bức xạ quang phát ra sóng ánh sáng với duy nhất một bớc sóng λ0 thì không có hiện tợng lệch về thời gian truyền dẫn giữa các thành phần của xung ánh sáng vì chúng lan truyền theo cùng vận tốc. ( vφ = Vận tốc pha của sóng ánh sáng ) Vì độ dãn xung τ ( tán xạ ) gây nên méo xung truyền dẫn , nên nó vừa hạn chế cự ly truyền vừa hạn chế băng truyền dẫn , nên để đánh giá năng lực truyền dẫn của các loại sợi quang có tán xạ, ngời ta đa ra đại lợng đặc trng là tích số độ rộng băng truyền và cự ly truyền dẫn BL.

Rừ ràng độ dón xung trờn một kilomet thể hiện năng lực truyền dẫn của sợi trên ( hình 2.23 ) cho thấy sự phụ thuộc của D vào bớc sóng của hai loại vật liệu là thuỷ tinh thạch anh ( SiO2 ) thuần và thuỷ tinh thạch anh có pha hoạt chất GeO2. Và ở vùng này không có tán xạ vật liệu, không sợ ảnh hởng đến độ rộng băng truyền dẫn chỉ cần chú ý đến suy hao tín hiệu , do vậy , nếu có diode phát quang có công suất phát đủ lớn thì ta có thể sử dụng thay cho các diode laser hiện nay khá đắt tiền. Sự phân bố của trờng và hằng số lan truyền của các mode phụ nthuộc vào tỷ số của đờng kính ruột 2a và bớc sóng công tác λ ( tỷ số 2a/λ ). Khi đờng kính ruột 2a của một loại sợi không đổi, các mode lan truyền với bớc sóng λ. lúc này gọi là một hàm của đặc tính hình học của sợi quang. nh thế xung bị thu dãn rộng phụ thuộc vào bớc sóng. Đối với sợi đa mode do đờng kính ruột lớn nên. ảnh hởng do tán xạ này rất nhỏ. Còn sợi đơn mode có đờng kính ruột khá nhỏ nên tán sắc này có ảnh hởng đáng kể. Điều đáng nói là do sợi có đờng kính ruột quá nhỏ nên khi truyền dẫn có một luồng ánh sáng lọt ra vỏ, mà vẫn lan truyền trên lớp tiếp giáp vỏ – ruột, có chiết suất thay đổi, nếu sinh ra trể nhóm. đa mode chiết suất bậc thì trị số tán xạ này có sẵn và không đổi nữa. XEM TRị Số DƯới đây:. dẫn thứ nhất ) ta có vận tốc nhóm tỷ lệ với độ dài bớc sóng, giống nh tán xạ vật liệu, do đó hai tán xạ này đều dơng( cùng làm giản rộng xung ánh sáng ).

Thế nhng xem xét kỹ thì thấy rằng chiết suất n1 và n2 của ruột và vỏ biến thiên theo bớc sóng không cùng một mức độ nh nhau , nên gia trị cũng thay đổi theo bớc sóng, gây nên hiện tợng tán xạ phụ gọi là tán xạ mặt cắt và. Trong những tuyến cáp quang đờng dài bớc sóng 1550nm đợc a chuộng hơn nhằm giảm số trạm tiếp vận vì độ suy hao ở bớc sóng này chỉ vào khoãng phân nữa so với mức độ suy hao ở bớc sóng 1300nm. * Sợi san bằng tán sắc :Dung lợng của sợi quang có thể nới rộng ra bằng cách dùng hai hay nhiều bớc sóng trên cùng một sợi quang Kỹ thuật này đợc gọi là ghép kênh theo bớc sóng (Wavelength Divíion Multiplexing ) để thực hiện tốt kỹ thuật này cần một loại sợi quang có độ tán sắc nhỏ trong một khoãng bớc sóng chứ không chỉ một bớc sóng.

GiớI THIệU máy ĐO SUY HAO

Nối máy đo này với dây nhảy có chất lợng cao đã chuẩn bị trớc ( nh trình bày trong (hình4.1a) để nhận đợc công suất nguồn sáng tham chiếu ở dBm. Đối với mỗi dây lặp lại các bớc bắt đầu ở bớc 3 đến khi tất cả các dây nhảy đều đợc kiểm tra và các tổn hao của chúng đều đợc ghi lại ( các dây B,C.). Đối với một hệ thống khai thác đã đ- ợc lắp đặt, tất cả các thiết bị thông tin nối với nó và đảm bảo chắc chắn rằng tất cả các nguồn sáng quang đã tắt.

Xác định kiểu cấu hình đo thử ( đầu cuối – tới - đầu cuối hay vòng trở lại) và nối các dây nhảy đã qua kiểm thử, với nguồn sáng và máy đo công suất (hình 4.2). Hoặc Pđo mạch vòng (dBm) cho chế độ dBm. Nguồn sáng dây nhảy đo thử vị trí A vị trí B Bảng nối bảng nối. Đồng hồ đo công suất Mạch vòng. A) kiểm tra thử mạch vòng trở lại. Dây nhảy đo thử dây nhảy A b) kiểm thử đầu cuối tới cuối sợi. LSợi quang (dB) = Lđo đầu cuối (dB) – Ldây A ( dB ) (4.1) Nếu đọc đợc các giá trị đo trên máy đo theo dBm, tổn hao toàn bộ tuyến sợi quang đợc xác định bằng hiệu giữa giá trị tham chiếu ban đầu Ptham chiếu (dBm.

7 Ghi lại các kết quả ghi đợc và qui trình thực hiện để có những kết quả đó 8 Quy trình có thể lặp lại để có thể đo đợc tất cả các sợi trong cáp sợi quang.

Đo suy hao trên sợi quang

Nguồn sáng dây nhảy đo thử vị trí A vị trí B Bảng nối bảng nối. Đồng hồ đo công suất Mạch vòng. A) kiểm tra thử mạch vòng trở lại. Dây nhảy đo thử dây nhảy A b) kiểm thử đầu cuối tới cuối sợi. Nh ta đã phân tích , suy hao là một trong những thông số quan trọng , nó cho phép xác định xem tín hiệu quang bị suy giảm bao nhiêu khi đi qua một độ dài cho Phép của sợi dẫn quang, từ đó có thể tính đợc độ dài cực đại cho phép của tuyến mà không cần trạm lặp. Nguyên lý đo : Đo mức công suất quang ở đầu và cuối sợi để tính suy hao của sợi.Để thích hợp với điều kiện của sợi quang cần đo, phơng pháp này lại đ- ợc chia làm hai phơng pháp với cùng một nguyên lý đo nhng cách đấu nối với sợi quang khác nhau.

Nhợc điểm phơng pháp đo này là sợi quang bị cắt đi một đoạn ( 2m ) sau mỗi lần đo nên không thích hợp với các sợi quang đã lắp đặt và đã gắn sẵn khớp nối ở đầu sợi quang. Sợi quang cần đo đợc đấu với dây nối của nguồn quang thông qua dụng cụ nối lắp đặt đợc ( hình 4.4 ) Nối sợi quang đã lắp đặt mà cha gắn khớp nối ở đầu sợi thì dụng cụ ghép là một ống nối đàn hồi , nếu đã có sẵn khớp nối ở đầu sợi quang thì dụng cụ ghép là khớp nối. Connector và đến cuối sợi , gặp mặt phân cách giữa sợi thuỷ tinh và không khí sẽ phản xạ ( phản xạ Fresnel ) với hệ số phản xạ ( Reflection Coefficint).

Những tia tán xạ ngợc về phía nguồn quang có phơng hợp với trục sợi một góc nhỏ hơn góc nhỏ tới hạn θc góc mở của sợi có thể truyền về đầu sợi.