MỤC LỤC
Khi gặp bề mặt phân cách giữa hai môi trường: một phần phản xạ còn một phần khúc xạ.
Dựa theo mặt cắt chiết suất: chiết suất bậc (SI) hoặc chiết suất biến đổi (GI). Trong đú a - bỏn kớnh lừi, α là hệ số mặt cắt xỏc định dạng biến đổi chiết suất trong lừi, α = 2 tương ứng với mặt cắt parabol. Quỹ đạo các tia lan truyền có dạng đường cong hình sin do bị đổi hướng liên tục khi truyền trong sợi.
Để hiểu đặc tính truyền ánh sáng trong sợi đơn mode phải sử dụng lý thuyết truyền sóng. Độ lệch thời gian truyền giữa tia ngắn nhất (mode bậc thấp nhất) và tia dài nhất (mode bậc cao nhất). - Độ lệch thời gian truyền giữa tia ngắn nhất (mode bậc thấp nhất) và tia dài nhất (mode bậc cao nhất).
- Xung quang truyền trong sợi một phần năng lượng mang bởi một trạng thái phân cực (trục nhanh), phần khác mang bởi trạng thái khác (trục chậm) ⇒ tán sắc mode phân cực (PMD). Đối với sợi quang dài: Có sự ghép cặp mode ⇒ cân bằng thời gian truyền ⇒ giảm PMD. Nhiều ghép cặp mode tương ứng với một giá trị PMD hiệu dụng ⇒ Độ trÔ nhãm vi sai (DGD).
Quá trình ghép cặp mode thay đổi theo môi trường sợi quang, độ dài ghép cặp mode biến đổi theo chiều dài sợi ⇒ Giá trị PMD tức thời là một biến ngẫu nhiên. Tương tác giữa các liên kết dao động và trường của tín hiệu quang (Cộng hưởng dao động). - ở sợi đa mode: Số lượng mode truyền dẫn trong sợi bị uốn cong nhỏ hơn sợi thẳng.
- Do quá trình sản xuất sợi quang và chế tạo cáp sợi quang tạo lực nén không đều lên bề mặt. - Các méo dạng ngẫu nhiên quanh trục sợi ⇒ bề mặt không phẳng hoàn toàn ⇒ ghép cặp năng lượng mode giữa các mode dẫn và các mode dò hoặc không dẫn. Hiệu ứng phi tuyến chỉ ảnh hưởng khi cụng suất quang trong lừi sợi lớn (γ nhá).
- Nhược điểm: Chỉ được sử dụng với thuỷ tinh có điểm nóng chảy thấp, khó điều khiển để sợi quang được đồng đều. - Các phần tử trong một lớp được bện xung quanh phần tử trung tâm theo kiểu lò xo hoặc kiểu đổi chiều SZ.
Phân cực ngược: Vùng nghèo mở rộng ra, các điện tử và các lỗ trống khó gặp nhau để tái hợp phát ra ánh sáng ⇒ Sử dụng trong photodiode. Phân cực thuận: Vùng nghèo hẹp lại hay hàng rào thế thấp xuống ⇒ các điện tử và các lỗ trống được bơm vào vùng. Cấu trúc đồng thể: các hạt tải không bị giam hãm ⇒ hiệu suất phát xạ kém.
Ngưỡng laser: các photon sinh ra từ phát xạ kích thích bổ xung cho các photon bị mất đi do suy hao ⇒ khđại quang phải đủ lớn để bù suy hao hộp cộng hưởng ⇒ Hoạt động laser chỉ xảy ra khi dòng bơm >. Điều kiện để phát xạ laser: (1) biên độ sau mỗi lộ trình phải lớn hơn biên độ ban đầu, (2) pha sau mỗi lộ trình phải không đổi. Giam hãm tốt ⇒ Giảm dòng ngưỡng ⇒ Giảm độ trễ bật và thời gian dao động phục hồi, tăng độ rộng băng tần điều.
Giam hãm hạt tải được thực hiện khi sử dụng cấu trúc dị thể kép. - Tạo rào cản bằng một lớp tiếp giáp p-n phân cực ngược - Kênh dẫn bằng khuyếch tán chất pha tạp. Cấu trúc LD dẫn sóng chiết suất (a) dẫn sóng chiết suất yếu (b) dẫn sóng chiết suất mạnh.
Laser phân bố hồi tiếp (DFB): Quá trình hồi tiếp được thực hiện bởi nhiễu xạ Bragg ghép cặp các sóng lan truyền theo chiều thuận ngược.
Sử dụng transistor lưỡng cực, LED được kết nối với cực c hoặc cực e với một điện trở hạn chế dòng. Giống của LED tuy nhiên phải đảm bảo Ib > Ith kể cả tín hiệu tương tự và tín hiệu số.
Dưới tác động của điện trường đặt vào ⇒ các điện tử và lỗ trống bị quét ra mạch ngoài sinh ra dòng điện. ⇒ Dưới tác động của điện trường ngoài: e dịch chuyển về phía n, h dịch chuyển về phía p ⇒ tạo dòng chạy ở mạch ngoài (dòng quang điện). Các hạt tải sinh ra trong vùng nghèo (vùng tập trung điện trường lớn) trôi nhanh chóng về phía n hoặc p.
- Các điện tử sinh ra trong vùng p phải khuyếch tán tới biên vùng nghèo trước khi trôi về phía n. - Các lỗ trống sinh ra trong vùng n phải khuyếch tán tới biên vùng nghèo trước khi trôi về phía p. - Cấu trúc dị thể kép ⇒ loại bỏ dòng khuyếch tán - Hộp cộng hưởng F-P ⇒ tăng hiệu suất lượng tử.
- Sử dụng ống dẫn sóng quang ⇒ tăng hiệu suất lượng tử, giảm điện dung kí sinh và điện trở nội nối tiếp. Nguyên nhân: quá trình lượng tử hoá điện tích thành các hạt q hoặc tương đương với quá trình lượng tử hoá năng lư. Id - dòng tối sinh ra khi không có bức xạ ánh sáng đi vào, do nhiệt ở lớp tiếp giáp và dòng dò bề mặt vì các khuyết tật.
Trong đó: FA - hệ số nhiễu trội, là hàm của M và phụ thuộc vào vật liệu, dạng cường độ trường E và tốc độ ion hoá của. Nhiễu bộ khuyếch đại: chủ yếu nhiễu nhiệt, lượng nhiễu bổ xung phụ thuộc vào kiểu bộ tiền khuyếch đại và bộ khuyếch. Bộ thu có độ nhạy cao hơn là bộ thu đòi hỏi công suất quang thu nhỏ hơn nhưng vẫn đảm bảo tính năng yêu cầu.
Đối với hệ thống số: tính năng thể hiện qua tỉ số lỗi bít (BER) - xác suất lỗi (nhận sai bít) tại mạch quyết định bộ thu. Tín hiệu đầu vào mạch quyết định có giá trị được lấy mẫu thăng giáng quanh giá trị trung bình I1 hoặc I0. Mạch quyết định so sánh giá trị mẫu với giá trị ngưỡng ID - Quyết định là bit 1 nếu I > ID.
Sau khi tuyến được chỉ định đi qua các điểm (các trạm) có yêu cầu thông tin liên lạc, tiến hành xác định vị trí cụ thể của tuyến nối giữa các trạm. - Tuyến càng thẳng thì càng tiết kiệm được cáp và thời gian thi công càng được rút ngắn. - Tuyến đi gần đường giao thông để thuận tiện cho việc thi công và bảo dưỡng tuyến.
- Phải biết được quy hoạch tổng thể phát triển các vùng đô thị để tránh đi qua các công trình sẽ xây dựng trong tương lai. Khi đã sơ bộ xác định được vị trí tuyến, phải tiến hành làm các thủ tục: xin giấy phép các cơ quan chức năng và các địa phương nơi tuyến đi qua, đo đạc để biết chiều dài thực tế của đoạn nối giữa hai trạm ghép và phải cắm cọc mốc. - Chọn thiết bị quang của nhà cung cấp nào, nhận được thông tin: λ hoạt động của LD, độ rộng phổ (∆λ), mức phát PS và mức thu PR.
- Chọn cáp của nhà cung cấp nào, biết được hệ số suy hao (af) và hệ số tán sắc (D) của sợi tại bước sóng tính toán. - Chiều dài đoạn không sdụng KĐQ được tính theo quỹ công suất và tính theo quỹ thời gian tăng của xung. (Nếu là sợi SSM và tại λ= 1300 nm chỉ cần tính toán theo quỹ công suất và kiểm tra lại theo quỹ thời gian. Giới thiệu chung về thiết kế tuyến ttQ Giới thiệu chung về thiết kế tuyến ttQ. Tính toán chiều dài đoạn lặp:. - Chiều dài lớn nhất cho phép của đoạn được xác định như sau:. đã tính đến suy hao của connector phát).
- Mục đích là kiểm tra tán sắc của sợi quang, thời gian tăng sườn xung nguồn phát và PD có đảm bảo được băng tần của hệ thống hay không. - Thời gian tăng sườn xung của nguồn phát và diode tách quang là thời gian sườn xung tăng từ 10ữ90 % biên độ cực đại của xung tại đầu ra. Thí dụ 2: Kiểm tra thời gian tăng của hệ thống sử dụng sợi quang, PD và LD như thí dụ 1.
-Sau khi quyết định chọn cấu hình vòng cần tiến tới lựa chọn loại cấu hình vòng, nói một cách khác là chọn phương thức chuyển mạch bảo vệ: 2 sợi một hướng, 2 sợi hai hướng hay 4 sợi hai hướng. Vì cấu hình này có cơ chế chuyển mạch bảo vệ đơn giản và thời gian chuyển mạch nhanh, giá. - Một trong những tiêu chuẩn quan trọng khi lựa chọn thiết bị là hạn chế số chủng loại càng ít càng tốt và tương thích về các giao diện quản lý mạng với các thiết bị sẵn có trên mạng.