Nguyên lý của phơng pháp này là điều chế nguồn quang với tần số từ bộ dao động hình sin và sau đó đo tín hiệu dịch pha đợc đa vào sợi đễ đo ( lu ý bớc sóng ): dịch pha có quan hệ với trễ thời gian. Nguồn quang là các loại diôt laser,Vì diôt phát quang dùng để lọc mà còn làm giảm độ rộng phổ hoặc laser điều hởng ngợc . ví dụ dới đây thể hiện cài đặt dịch phả dụng diôt laser khác nhau( hình 4.11 ).
Trong năm diôt laser của các bớc sóng quanh 1300nm để sử dụng do tán sắc của sợi đơn mode . thiết lập chuẩn ban đầu trên sợi chuẩn ( 2m ) để đo độ dịch tuyến tuỵệt đối khi đa sợi vào để đo . năm điểm đo đợc phải thoã mãn đặc tuyến trể bằng cách sử dụng hàm đa phức .
τ ( λ ) = A + B λ2 + C λ-2 + Dλ4[ km ] Sợi đo 2m Hình 4.11. Phơng pháp dịch pha b). Phơng pháp trễ xung:
Nguyên lý : Nguyên lý của phơng pháp này là thu đợc đặc tuyến trễ trực tiếp bằng cách đo trễ truyền sóng của xung thời gian quang nh hàm của bớc sóng . Nguồn quang cũng là các diôt laser xung , laser điều hởng ngợc , hoặc laser sợi Raman. Các nguồn này phải có khoảng thời gian xung thời gian đủ nhỏ hơn trễ thời gian trung bình đợc đo . phơng pháp Raman sử dụng hiệu ứng Raman phi tuyến trong sợi đợc bơm bằng laser chuyển mạch –QNd: YAG. Do chịu năng lợng bơm lớn , sợi phát phổ huỳnh quang , ngời ta gọi phổ Raman có
LD – 1 ( 1260nm ) LD – 2 ( 1280nm ) LD – 3 ( 1300nm ) LD – 4 ( 1320nm ) LD – 5 ( 1340nm ) Chuyễn mạch quang Máy tính Tách quang Pha kế Dao động
dãi từ 1060nm đến 1700 nm . sau đó kết hợp với bộ đơn sắc , sợi laser đợc bơm bằng laser Nd : YAG tạo thành nguồn quang có thể điều hởng ngợc trong dải b- ớc sóng từ 1060nm đến 1700nm với bớc sóng đợc chọn và độ rộng phổ đợc chọn . Lu ý laser Nd: YAG chuyển mạch Q ở chế độ khoá ở chế độ khoá có thể phát xung quang rất nhỏ có độ rộng nhỏ hơn 400ps.
Nguyên lý và thiết lập đo nh hình 4.12. dới đây:
Sợi để đo
Hình 4.12. Phơng phát Laser Raman.
4.3.4.Yêu cầu kỹ thuật trớc khi đo.
Để đảm bảo cho quá trình chất lợng trớc khi đo thì tối thiểu phảI đáp ứng các yêu cầu nh sau:
- Các thiết bị dùng để đo phải đảm bảo có đủ chức năng, cho ra kết quả đo chính xác và trung thực.
- Các dụng đo cần thiết nh các đầu nối thiết bị, các đây đo và đặc biệt là Chuyển mạch Q ở chế độ khoá Chuyễn Mạch Q Laer Nd : YAg Bộ đơn sắc Tách quang Ô xi lô Bộ phát trể Máy tính Tách qung
bộ nối quang cần phải đợc làm sạch trớc khi đo.
- Các thiết bị đo phải sử dụng cho qui trình đo nghiệm thu tuyến thông tin quang phải đợc qua kiểm chuẩn hoặc đợc cơ quan có thẩm quyền cấp nghành cho phép .
- Trớc khi tiến hành đo thử, phải kiểm tra lại thiết bị hoạt động của thiết bị đo, nếu có vấn đề nghi ngờ thì không đợc phép sử dụng thiết bị đo đó.
- Phải đảm bảo các điều kiện đo. trớc khi tiến hành đo cần kiểm tra các điều kiện về môi trờng nơi lắp đặt các thiết bị , các điều kiện về nhiệt độ, độ ẩm không vợt quá mức giới hạn cho phép các thiết bị đợc sử dụng.
- Ngời tham gia trực tiếp vào các phép đo phải am hiểu vững vàng về kỹ thuật mà bản thân tham gia vào đo. Phải nắm vững qui trình đo, thao tác thành thạo các thiết bị đo và có khả năng vận hành và khai thác tốt các hệ thống .
- Ngời đo phải thực hiện đúng qui định về đo thử qui trình, đảm bảo an toàn khi đo cho cả thiết bị và con ngời.
MụC LụC : Lời nói đầu……….1
Chơng I. Các hệ thống truyền dẫn bằng cáp sợi quang...2
1.1.Tiến trình phát triển của hệ thống thông tin quang………..2
1.2.Các u điểm của hệ thống truyền dẫn bằng cáp sợi quang………..3
a. Hệ thống truyền dẫn quang có những u điểm sau………..3
b. Những nhợc điểm trong truyền dẫn quang………4
1.3.Các hệ thống truyền dẫn số bằng sợi quang trong mạng viễn thông……...4
1.3.1.Hệ thống truyền dẫn bằng sợi quang, điều chế cờng độ tách sóng trực tiếp……….4
1.4. Xu hớng phát triển của hệ thống truyền dẫn cáp sợi quang………..9
1.4.1Sử dụng kỹ thuật phân kênh theo bớc sóng……….9
1.4.2.thực hiện các hệ thống truyền dẫn Coherent và sử dụng kỹ thuật phân kênh theo tần số ……… ………. 10
ChơngII. Các thông số của sơi quang...……….12
2.0. Giới thiệu cấu trúc về cáp sợi quang………..12
2.1 Lý thuyết về sợi quang ... ...… … ………..12
a. Chiếtsuất của môi trờng..………..13
b. Sự phản xạ và khúc xạ ánh sáng……… ……….. 13
c. Sự phản xạ toàn phần………...14
2.1.2.Sự truyền ánh sáng trong sợi quang………15
b. Khẩu độ số………...15
2.13.Hai dạng phân bố chiết xuất trong sợi quang………..16
a. Sợi quang chiết suất phân bậc……….18
b. Sợi quang chiết suất giảm dần……….19
c. Các dạng chiết suất khác……….20
2.1.4.Sợi đa mode và đơn mode……… ……….. 20
a. Sợi đa mode……… ……… ………... .. 22
b. Sợi đơn mode……… ………. .23
2.2. Suy hao sợi quang...………24
2.2.1.Định nghĩa………… …… ………. .. ...24
2.2.2.Các nguyên nhân gây suy hao trên sợi quang .… ………...25
a. Suy hao hấp thụ……… ………. ..25
b. Suy hao tán xạ……… ………. .27
c. Suy hao do sợi bị uốn cong……… ….. 28
d. Suy hao do hàn nối……… ….. 29
2.2.3.Đặc tuyến suy hao………..32
2.3. Tán xạ trong sợi quang………33
2.3.1.Hiện tợng, nguyên nhân, và ảnh hởng của tán sắc………..33
2.3.2.Mối quan hệ giữa tán xạ với độ rộng băng truyền dẫn và tốc độ truyền dẫn bit………..34 2.3.3.Các loại tán sắc………..36 a. Tán xạ vật liệu………36 b. Tán sắc dẫn sóng……….39 c. Tán xạ mde……….40 d. Tán xạ mặt cắt……….44 e. Tán sắc tổng cộng………44
2.3.4.ảnh hởng của sự trộn mde trong sợi quang……….49
2.4. Các thông số hình học……….51
2.5. Yêu cầu kỹ thuật đối với cáp sợi quang………53
Chơng III.Một số cáp sợi quang………54
3.1. ứng dụng của ống đệm trong cáp sợi quang………54
3.1.1.Các loại ống đệm………54
a. Một sợi ống đệm lỏng……… ………. 54
b. ống đệm nhiều sợi………..56
3.1.2.ống đệm chặt……….57
3.2. Cấu trúc tổng thể các loại cáp sợi quang……….58
3.2.1.Cấu trúc cáp chôn………...58
3.2.2.Cấu trúc cáp treo……….59
3.2.3.Cấu trúc cáp quang biển ..… ………...60
3.2.4.Cấu trúc cáp trong nhà……… ………... .61
Chơng IV.Một số phơng pháp đo trên sợi quang……….62
4.1. Giới thiệu máy đo suy hao sợi quang……… …………. .62
a. Khái niệm đề- ci- ben………..62
b. Thiết bị đo………63
4.1.1.Xác định tổn hao của dây nhảy………..63
4.1.2.Đo sợi quang………..65
4.2.Đo suy hao sợi quang………68
4.2.1.Đo suy hao theo phơng pháp hai điểm……….68
a. Phơng pháp cắt sợi……….69
b. Phơng pháp xen thêm………70
4.2.2.Đo suy hao theo phơng pháp tán xạ ngợc………..71
a. Sự hình thành phản xạ và tán xạ ngợc………71
b. Nguyên lý đo phản xạ và tán xạ ngợc………74
4.3. Đo tán sắc và dãi thông của sợi………..76
4.3.2.Đo đáp ứng tần số………..78
4.3.3.Đo tán sắc và dãi thông của sợi đơn mode……….79
a. Phơng pháp dịch pha……….79
b. Phơng pháp trể xung……….80