I 10 um a mi Un
2. Cutback and measure
,___ , output powei. p, Detector
--- -J 7 ^ \ o
Couplet Mode w uuc Fit)Cf v y) * Measure" |Ụ «U IC
Scramble! spool output pow er p
Hình 3.1 : Sơ đổ đo suy hao
đê đảm bảo rằng mất mát được đo là do suy hao chứ không phải là do thay đối công suất quang dlfe vào cáp. Hình 3.1 minh hoạ sơ đồ đo. Hệ số truyền qua sợi
quang là : T = p, / p, (3.2)
Trong đó p, là công suất khởi động, P| là công suất cuối đối với 1(0) và ỉ(z). Độ mất mát tính theo decibel ( D B ) cho bởi
L ( dB ) = -10 logl0( p ,/ p ,) (3.3) Dấu trừ đê đảm bảo cho độ mất mát luôn mang giá trị dương
Hệ sô suy hao r tính theo dB/km xác định bằng cách chia độ mất mát L cho độ dài z của đoạn cáp sợi quang
I (dB/km) = i l/ z } * [-10 log 10{ p ./ p ,) I (3.4)
Suy hao tống cộng có thế được xác định bằng cách nhân hệ số suy hao với độ dài cáp
Tuy cutback method là cách tốt đế đo độ suy hao với những cáp có độ mất mát cao ( r có giá trị trong khoảng 10 - 100 dB/km ) nhưng lại không tốt cho những cáp có độ mất mát thấp (cỡ 1 dB/Km ) do gặp phải một sô khó khăn về độ phân giải và chính xác của hệ thống.
Ngoài ra phép đo mất mát còn phụ thuộc vào đặc tính của cách mà ánh sáng được đưa vào sợi quang. Điểu kiện đưa ánh sáng vào sợi gây ra “ overfilled và “ underfilled “ đã được thảo luận tại phần trên
Khi sợi quang được overfilled chứa nhiều các mode bậc cao, các này mode sẽ suy hao mạnh hơn các mode bậc thấp mà khi cáp sợi quang được underfilled thì hoàn toàn lại chứa các mode bậc thấp. Giải pháp cho vấn đề này là phải tạo ra mode phân bô on định ( Như trong hình 3 .2 ) Mode phân bô ổn định có thể đạt được khi dùng mode xáo trộn để gép vào giữd các mode ngay sau khi ánh sáng đã được đưa vào
Mode xáo trộn đã tạo ra một sự
xấp xí phân bố ổn định và cho phép lặp lại on định phép đo 3 .2 Các thiết bị thực hành:
- Cáp sợi quang 100/140m m 500met. - Laser He_Ne lm w .
- Bộ gá. kẹp.
- Máy đo công suất quang. - Dao cắt sỢị quang.
< k $ U n c c . /
- Các bộ gép sợi quang, thấu kính. Kính hiến vi.
Hoá chất ( Methylene chloride .. ). T H Ự C H À N H
+- Lấy 500met cáp sợi quang, thiết lập phép đo như miêu tả trong hình 3.1. +- Đo công suất quang lối ra của sợi quang theo chính xác dộ dài sợi.
+■ Tính toán độ suy hao theo công thức 3 .4 và giải thích. + Tán sắc mode.
3 . 2 . 1 . C h i ề u d à i s ơ i q u a n g và s ư d à n x u n g
T a biết rằng tán sắc môt của sợi quang là nguyên nhân giãn xung truyền. Phân tích định tính hiện tượng có thể thực hiện như sau:
■ Bật điện hệ thống.
• Nối các cầu nối J1 và J 2 .
• Nối lối ra của bộ tạo sóng T T L (điểm 1) với lối vào của máy phát (điểm 2). Đặt tần số bộ tạo quang nhỏ nhất (Thời gian xung khoảng 1 f.is).
■ Nối L E D với điôt quang bằng 200mm sợi quang chỉ số bước 2 0 0 /2 3 0 . Đây ỉà loại sợi quang đưa thêm tán sắc vào để hiện tượng rõ ràng hơn.
■ Nôi dao động ký với các điếm 3và 4 và phát hiện dạng sóng của dòng qua L E D và dạng sóng của dòng qua khối "điôt quang điện + bộ khuếch đại chuyển tiếp trớ kháng” . Điều chính dòng phân áp cho L E D để đầu dò không bị bão hoà.
Chú ý là các xung nhận dược rộng hơn các xung truụền di (khoảng 20ns). • Tăng tần số của tin hiệu T T L và chú ý là hiệu ứng này xảy ra rõ hệt hơn. ■ Tháo sợi quang và chèn vào đó sợi quang 2 0 0 /2 3 0 . Tán sắc tổng hợp phụ
thuộc chiều dài sợi quang nên nếu dùng sợi quang ngắn hơn, sẽ có ít tán sắc hơn.
3 . 2 . 2 . K i ê u s ơ i q u a n g và kiêu d ã n x u n g
Ta biết rằng tán sắc mode xảy ra mạnh hơn trong các sợi quang chỉ số bước, nó giảm đi trong sợi chiết suất biến đối đều và có giá trị rất nhổ trong các sợi đơn mode.
■ Tháo sợi quang 2 0 0 /2 3 0 . nối 200m sợi quang chiết suất biến đối dần. Nghiệm thấy sự dãn xung ít hơn so với khi dùng sợi quang chí số bước (có thế đo khoảng 10ns).
■ Thực hiện lại phép đo cuối cùng bằng cách sử dụng sợi quang đơn mốt 1 0 /1 2 5 . Nhĩíng mất mát do ghép L E D với sợi quang và ghép sợi quang tới đầu dò, trong trường hợp này là rất cao vì thế năng lượng quang mà đầu dò nhận được rất thấp. Các xung chí có thê phát hiện được tại các điểm 5 và 6 với biên độ khoảng 50m V.
+ Thiết kế đường truyền.
3 . 2 . 3 . M ứ c l ề c ô n g s u â t
Thiết kế một đường truyền sợi quang bao gồm cả việc tính toán một đại lượng gọi là mức lề công suất. Hình dưới đây là sơ đồ điến hình của một đường truyền sợi quang cho truyền dẫn số.
N g u ổ n
quAng ] Q ũ n □ [ ệ DẦu dò
Hình 3.3. Mô hình đường truyền số qua sợi quang
Công suất quang qua các điếm khác nhau của đường truyền liên hệ với nhau bằng phương trình sau:
P / ~ Ả.a - P L — Pịị
ớ đây P T - công suất quang tới sợi. Nhà sản xuất thường cho biết loại sợi quang (đường kính lõi sợi và khấu độ số) ứng với công suất đó.
p , : Các mất mát có thể xẩy ra trong mạch do các phần tử như các đầu nối (connector), các mối hàn, các bộ thích Lfng, các thiết bị phân nhánh. V . V . .