2. 2 Kiến trúc mạng có cấu trúc
3.3.3.2 Câc nguyín nhđn gđy nín suy hao
có 4 yếu tố gđy suy hao cơ bản nh sau: 1 – Suy hao hấp thụ của vật liệu
ânh sâng truyền lan trong sợi quang bị hấp thụ do câc vật liệu sợi vă đợc biến đổi thănh nhiệt gđy nín suy hao mă không lọt ânh sânh ra ngoăi. Có hai dạng suy hao hấp thụ vật liệu cơ bản lă suy hao do bản thđn sợi quang vă suy hao do có tạp chất trong thuỷ tinh chế tạo sợi quang. Suy hao do bản thđn vật liệu sợi lă do câc cộng hởng nguyín tử của vật liệu sợi. Trín hình 3.9 cho chúng ta thấy sự hấp thụ xảy ra ở câ hai miền hồng ngoại vă cực tím. Sự hấp thụ không phải do bản thđn vật liệu chế tạo sợi gđy ra bởi câc cộng hởng nguyín tử của câc thănh phần khâc còn gọi lă tạp chất nh câc ion kim loại, ion Hydroxyn vă câc liín kết OH mă tần số cộng hởng cơ bản của nó ở bớc sóng 2.8ăm. Do liín kết OH có thể hấp thụ ânh sâng tại tần số cộng hởng vă câc sóng hăi, do đó có nhiều đỉnh hấp thụ tại câc bớc sóng 2.8/ (n + 1) ăm, ví dụ nh ở 1.4ăm, 0.93ăm vă 0.7ăm (với n = 1,2 vă 3) nh thể hiện ở
hình 3.10. Câc đỉnh hấp thụ khâc nh lă đỉnh ở 1.24ăm lă do tâc động giữa liín kết OH vă SiO2.
2 – Suy hao do tân sắc
Có 4 loại suy hao tân sắc trong sợi quang lă Rayleigh, Mie, Brillouin vă Raman mă trong đó quan trọng nhất lă suy hao do tân sắc Rayleigh. Suy hao do tân sắc Rayleigh tỉ lệ thuận với 1/λ4 vă đợc tính nh sau:
Suy hao tổng Tân xạ Rayleigh Hấp thụ cực tím Hấp thụ hồng ngoại OH 850nm 1.cửa sổ 1300nm 2.cửa sổ 1550nm 3.cửa sổ 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 0 1 2 3 4 5 ion OH Bước sóng λ (ăm) Su y ha o (d B /k m )
Suy hao tổng bao gồm suy hao vật liệu vă suy hao do tân sắc Rayleigh đợc thể hiện nh ở hình 3.10 cho thấy có hai cửa sổ thấp ở 1.3ăm vă 1.55ăm. Do vậy hầu hết câc nguồn quang thờng hoạt động ở câc bớc sóng đó để có suy hao lă nhỏ nhất.
Câc tân sắc Rayleigh vă Mie lă câc tân sắc tuyến tính, trong đó công suất một mode của từng loại thiết bị biến thănh mode bức xạ bởi tính không đồng nhất của chỉ số chiết xuất (Rayleigh) hoặc tính không đồng nhất của bề mặt dẫn sóng (Mie). Câc tân cắc Brillouin vă Raman lă câc tân sắc không tuyến tính , trong đó công suất một mode của từng loại bị biến thănh một mode có tần số khâc. Tân sắc Brillouin có thể coi nh một sự điều chế sóng mang ânh sâng bởi sự dao động phđn tử nhiệt, tần số của ânh sâng bị điều chế sẽ bị dịch lín hoặc dịch xuống so với tần số sóng mang vốn có. Tân sắc Raman giống nh tân sắc Brillouin. Thực tế, cả hai tân sắc Brillouin vă Raman cần công suất lớn, thông thờng 100mW với Brillouin vă 1W với Raman. Vì thế chúng không đâng kể khi công suất đợc truyền chỉ cỡ văi mW.
3 – Suy hao uốn cong
Tín hiệu trong sợi quang còn chịu suy hao bức xạ tại câc điểm uốn cong bởi câc mode vi phđn đợc tạo ra. Trong thực tế, suy hao uốn cong không đâng kể trừ khi bân kính uốn cong sợi quâ nhỏ, do vậy thờng bỏ qua suy hao uốn cong năy. Tuy nhiín khi tuyến truyền dẫn quang dăi vă có nhiều điểm uốn cong thì suy hao do uốn cong có thể đâng kể. Khi đó cần sử dụng câc sợi có đờng kính trờng mode nhỏ hơn để giảm suy hao uốn cong.
4 – Suy hao ghĩp nối vă mối hăn
Tín hiệu quang còn bị suy hao tại điểm kết nối giữa hai sợi bằng bộ ghĩp nối hoặc mối hăn. Suy hao năy gđy ra bởi nhiều nguyín nhđn sau đđy:
- Suy hao bởi câc yếu tố bín ngoăi:
+ Không đồng tđm giữa hai lõi sợi + Mặt cắt sợi bị nghiíng
+ Có khe hở giữa hai đầu sợi đợc nối với nhau + Bề mặt đầu sợi không phẳng
- Suy hao bởi câc yếu tố nội tại: + Lõi sợi bị elip
+ Không tơng thích về chiết xuất
+ Không đồng nhất về đờng kính trờng mode
Thông thờng suy hao nối ghĩp khoảng 0.2dB vă suy hao mối nối khoảng 0.05dB.