Bài Giảng Kĩ thuật thông tin quang - Chương 2: Sợi quang - Đỗ Văn Việt Em

pdf 82 trang huongle 4380
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài Giảng Kĩ thuật thông tin quang - Chương 2: Sợi quang - Đỗ Văn Việt Em", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_ki_thuat_thong_tin_quang_chuong_2_soi_quang_do_van.pdf

Nội dung text: Bài Giảng Kĩ thuật thông tin quang - Chương 2: Sợi quang - Đỗ Văn Việt Em

  1. HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG BÀI GIẢNG KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG Fundamental of Optical Fiber Communications Giảng viên: Th.S Đỗ Văn Việt Em – Th.S Phạm Quốc Hợp Bộ môn: ThônggQg Tin Quang –Khoa Viễn thông 2 Email: emdvv@ptit.edu.vn, pqhop@ptithcm.edu.vn
  2. KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG CHƯƠNG 2 SỢI QUANG GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 2 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  3. NỘI DUNG CHƯƠNG 2 • Cấu trúc và phân loại sợi quang • Mô tả quang hình quá trình truyền ánh sáng trong sợi quang • Truyền sóng ánh sáng trong sợi quang • Suy hao • Tán sắc trong sợi quang • Hiệu ứng phi tuyến • Một số loại sợi quang mới • Cáp sợi quang GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 3 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  4. Cấu Trúc Và Phân Loại Sợi Quang • Cấu tạo sợi quang ƒ Sợi quang cơ bản gồm có 2 lớp: • Lõi (core): hình trụ, bán kính a, chiết suất n1 • Lớp bọc (cladding): hình trụ, bao quanh lõi, bán kính b (b>a), chiết suất n2 (n1> n2) ƒ Vật liệu chế tạo: chất điên môi (thuỷ tinh, plastic ) Lõi Lớp bọc GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 4 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  5. Cấu Trúc Và Phân Loại Sợi Quang • Cấu tạo sợi quang (tt) ƒ Ngoài 2 lớp cơ bản, sợi quang còn được bảo vệ bởi hai lớp bên ngoài : l ớp phủ (i(primary coati ng) )àl và lớp vỏ (secondary coating) Lôùp voû Lôùppp phuû Lôùppï boïc 900 um 250 um 125 um Loõi 10/50 um GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 5 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  6. Cấu Trúc Và Phân Loại Sợi Quang • Ánh sáng lan truyền trong sợi quang ƒ Ánh sáng truyền trong lõi sợi quang bằng cách phản xạ toàhàn phần qua lại mặt tiếp giáp gi ữa lõi và l ớp bọc » Ánh sáng có thể truyền được trong sợi quang bị uốn cong với một độ cong giới hạn (thỏa điều kiện phản xạ toàn phần) θ > θc θ > θ’> θ b c a n2 n θ 0 n1 θ θ’ a b GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 6 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  7. Cấu Trúc Và Phân Loại Sợi Quang • Khẩu độ số ƒ Điều kiện để một tia sáng chiếu tới đầu sợi quang với góc tới φ cóhó thể truyền được trong lõi sợi?i quang? φ3 θ1=θc > θ2 θ2 θ1 θ3 φ1 φ3 o α = 90 - θc Lõi (n ) φ2 1 3 Lớp bọc (n2) 1 2 GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 7 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  8. Cấu Trúc Và Phân Loại Sợi Quang • Khẩu độ số (tt) ƒ Kết luận: Sự phản xạ toàn phần chỉ xảy ra đối với những tiáia sáng có óó góc tới ở đầu sợihi quang nhỏ hơn góc tớihi hạn φmax. ƒ Định ngh ĩaakh khẩu độ số: NA = sinθmax ƒ Ý nghĩa: NA biểu diễn khả nănggg ghép ánh sáng vào trong sợi quang. 22 ƒ Công thức xác định NA: NA= n12−= n n 12 Δ n2 − n2 1 2 độ chênh lệch chiết suất tương đối giữa lõi và lớp bọc Δ = 2 2n1 GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 8 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  9. Cấu Trúc Và Phân Loại Sợi Quang • Khẩu độ số (tt) ƒ Góc nhận ánh sáng bằng 2θmax θmax 2×θmax GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 9 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  10. Cấu Trúc Và Phân Loại Sợi Quang • Khẩu độ số (tt) ƒ Vùng nhận ánh sáng có dạng hình nón Vùng nhận ánh sáng GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 10 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  11. Cấu Trúc Và Phân Loại Sợi Quang • Khẩu độ số (tt) ƒ Ví dụ 1 Một sợi quang SI có chiết suất lõi n1 = 1,50 và chiết suất lớp bọc n2 = 1,485. Hãy xác định khẩu độ số và góc nhận ánh sáng c ủasa sợi quang này. GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 11 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  12. Cấu Trúc Và Phân Loại Sợi Quang • Khẩu độ số (tt) ƒ Giải ví dụ 1 2 2 Áp dụng công thức tính khẩu độ số: NA = n1 − n2 Thế giá trị các đại lượng vào ta được kết quả: NA = 1,52 −1,462 = 0,21 ƒ Theo biểu thức định nghĩa: NA = sinθmax 0 0 Suy ra: θ max =12 Hay góc nhận ánh sáng: 2θmax = 24 GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 12 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  13. Cấu Trúc Và Phân Loại Sợi Quang • Phân loại sợi quang ƒ Phân loại theo vật liệu chế tạo: • Sợi thủy tinh (All-glass fiber): lõi và lớp bọc bằng thuỷ tinh • Sợi plastic (All-plastic fiber): lõi và lớp bọc đều bằng plastic • Sợi PCS (Plastic-Cladded Silica): lõi bằng thủy,y tinh, lớp bọc làm bằng nhựa GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 13 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  14. Cấu Trúc Và Phân Loại Sợi Quang • Phân loại sợi quang (tt) ƒ Phân loại theo dạng chiết suất của lõi: • Sợi quang có chiết suất nhảy bậc SI • Sợi quang có chiết suất giảm dần GI • Sợi qggquang giảm chiết suất lớp bọc • Sợi quang dịch tán sắc DSF (Dispersion-Shifted Fiber) • Sợi quang san bằng tán sắc DFF (Dispersion-Flatened Fiber) GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 14 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  15. Cấu Trúc Và Phân Loại Sợi Quang • Phân loại sợi quang (tt) ƒ Sợi chiết suất bậc SI (Step-Index) • Dạng phân bố chiết suất: n1 ⎧n1, r ≤ a n n(r) = ⎨ 2 ⎩n2 , a ≤ r ≤ b r b a 0 a b • Các tia sáng truyền theo đường thẳng GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 15 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  16. Cấu Trúc Và Phân Loại Sợi Quang • Phân loại sợi quang (tt) ƒ Sợi GI: sợi quang có chiết suất giảm dần • Dạng phân bố chiết suất: parabol 2 ⎧ ⎡ ⎛ r ⎞ ⎤ ⎪n 1− Δ⎜ ⎟ , r ≤ a n(r) = 1 ⎢ ⎥ ⎨ ⎢⎣ ⎝ a ⎠ ⎦⎥ ⎪ ⎩n2 , a ≤ r ≤ b • Các tia sáng truyền theo đường cong Æ Tại sao? GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 16 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  17. Cấu Trúc Và Phân Loại Sợi Quang • Phân loại sợi quang (tt) n(r) n(r) n(r) n1 n2 r r r r r r a a a a a2 a1 0 1 2 3 a2 a1 0 a1 a2 3 a3 a1 0 a1 a3 a4 a2 a2 a4 GiaGiamûmchie chietátsua suatátlô lôpùpboc boïc SôiSôïi dòch tan taùnsa sacécDSF DSF SôiSôïi san bang baèng tan taùnsa sacécDFF DFF GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 17 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  18. Cấu Trúc Và Phân Loại Sợi Quang • Phân loại sợi quang (tt) ƒ Phân loại theo số mode truyền trong sợi quang • Sợi đa mode: – Sợi SI, GI (G.651): – (50/125μm), (62.5/125μm), (100/140μm) • Sợi đơn mode SMF (Single-Mode Fiber) – Sợi đơn mode tiêu chuẩn SMF (G.652): » (9/125 μm) » Hệ số suy hao: 0.38 dB/km (λ=1310nm) và 0.2 dB/km (λ= 1550nm) » Hệ số tán sắc: bằng 0 tại λ=1310nm và 18ps/nm.km tại λ= 1550nm – Sợi DSF (G.653) • Sợi dịch tán sắc khác zero NZ-DSF (G.655) GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 18 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  19. Truyền Sóng Ánh Sáng Trong Sợi Quang • Cơ sở toán học ƒ Toán tử curl ix iy iz ∂ ∂ ∂ rot A = curl A = ∂x ∂y ∂z Ax Ay Az ƒ Toán t ử del ∂ ∂ ∂ ∇ = i . + i . + i . x ∂x y ∂y z ∂z GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 19 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  20. Truyền Sóng Ánh Sáng Trong Sợi Quang • Cơ sở toán học (tt) ƒ Tích hữu hướng của hai vector A và B ix iy iz A × B = Ax Ay Az Bx By Bz r ƒ Toán tử div: divA = ∇.A Suy ra: rot A = curl A = ∇ × A GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 20 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  21. Truyền Sóng Ánh Sáng Trong Sợi Quang • Cơ sở toán học (tt) ƒ Toán tử Laplace: ∇2 được gọi là toán tử Laplace, được ký hiệu Δ 2 ∇ E = ΔE = ∇(∇E)− ∇ × ∇ × E • Trong hệ tọa độ Descartes: ΔE = ix .ΔE x + i y .ΔEu + iz .ΔE z ∂ 2 f ∂ 2 f ∂ 2 f Và đối với hàm vô hướng Δf = + + ∂x ∂y ∂z • Trong h ệ tọa độ trụ ⎛ 2 ∂Eϕ E ⎞ ⎛ 2 ∂E Eϕ ⎞ ∇ 2 E = ⎜∇ 2 E − × − r ⎟i + ⎜∇ 2 E + r − ⎟i + ∇ 2 E i ⎜ r 2 2 ⎟ r ⎜ ϕ 2 2 ⎟ ϕ z z ⎝ r ∂ϕ r ⎠ ⎝ r ∂ϕ r ⎠ GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 21 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  22. Truyền Sóng Ánh Sáng Trong Sợi Quang • Hệ phương trình Maxwell: Mối quan hệ giữa các đại lượng r ∇.D = ρ (1) B = µH (5) D = ε E + P (6) r ∇.B = 0 (2) J = σ E (7) r ρ: Mật độ điện tích khối [c/m3] r ∂B ∇ × E = − (3) E : VtVectơ cường độ điện trường [V/m] ∂t 2 r D: Vectơ cảm ứng điện [c/m ]. r r ∂D ∇× H = J + (4) H: Vectơ cường độ từ trường [A/m]. ∂t J : Vectơ mật độ dòng điện mặt [A/m2]. B: Vectơ cảm ứng từ [H/m]. P:Vect: Vectơ phân cực điện GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 22 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  23. Truyền Sóng Ánh Sáng Trong Sợi Quang • Đối với sợi quang độ dẫn điện bằng 0, hệ pt Maxwell được viết lại như sau: r ∇.D = 0 (1) r ∇.B = 0 (2) r r ∂B ∇ × E = − (3) ∂t r r ∂D ∇× H = (4) ∂t GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 23 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  24. Truyền Sóng Ánh Sáng Trong Sợi Quang • Giải hệ phương trình Maxwell trong hệ tọa độ trụ (r,φ,z): ƒ Phương trình sóng: ∂∂22EE11 ∂ 2 E + ++−=()ω 22εμβE 0 ∂∂∂rrrr222φ ƒ Nghiệm phương trình sóng: Er()≤≥≤ a= AJur12 ()cos()()cos kφφ Er()≥ a= AKwr ()cos k – với A1, A2: hằng số điện trường – J(x) có dạng hàm Bessel – K(x) có dạng hàm Hankel (hàm Bessel cải tiến loại hai) 2 2 2 1/2 = – u = β 1 - β với β1= ω(ε1μ1) ω n1/c 2 2 2 1/2 – w = β - β 2 với β2= ω(ε2μ2) = ω n2/c GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 24 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  25. Truyền Sóng Ánh Sáng Trong Sợi Quang • Giải hệ phương trình Maxwell trong hệ tọa độ trụ (r,φ,z) (tt): ƒ Giải hệ PT sóng tại biên r=a Æ nghiệm của PT Æ số mode sóng truyền trong sợi quang ƒ Mộtst số kếtqut quả rút ra từ việccgi giảiPTsóng:i PT sóng: 2 2 1/2 • Tần số chuẩn hóa: V = (2πa/ λ).(n1 –n2 ) = (2π/ λ).a.NA • Các mode sóng được gọi là các mode phân cực tuyến tính: LPlm (linearl y pol ari zed mod e) vớiil l = 0,1,2, ; m= 1,2,3, • Mode LP01 được gọi là mode cơ bản • Số lượng mode sóng phụ thuộc vào giá trị của V: – Đối với sợi SI, tổng số mode M ≈V2/2 (đúng với M>20) – Mode LPlm tồn tại khi V > Vclm (tần số cắt của mode LPlm) » Điều kiện để sợi quang truyền đơn mode: V≤ 2,405 GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 25 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  26. Truyền Sóng Ánh Sáng Trong Sợi Quang • Phân bố năng lượng của một số mode sóng trong sợi quang SI: t trong lõi ấ su gg Côn GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 26 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  27. Truyền Sóng Ánh Sáng Trong Sợi Quang • Phân bố năng lượng của một số mode sóng trong sợi quang (tt) GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 27 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  28. Truyền Sóng Ánh Sáng Trong Sợi Quang) • Phân bố năng lượng của một số mode sóng trong sợi quang (tt) GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 28 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  29. Truyền Sóng Ánh Sáng Trong Sợi Quang • Các mode phân cực tuyến tính: ƒ Sợi quang trên thực tế có độ dẫn kém, do đó các mode tự nhiên trong sợi quang sẽ kết hợp (hái)hàh(suy thoái) thành các mode phân cực tuyến tính (LP) ƒ Ví d ụ việckc kếtht hợppcácmodeHE các mode HE21 +TE+ TE01 và HE 21 +TM+ TM01 thành các mode LP11 (vết đen chỉ phân bố cường độ; mũi tên chỉ các trường TE và TM): xem hình (a) và (b). GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 29 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  30. Truyền Sóng Ánh Sáng Trong Sợi Quang • Các mode phân cực tuyến tính: (a) Cấu tạo của hai mode LP11 từ hai mode tự nhiên và phân bố trường TE và c ường độ của chúng GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 30 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  31. Truyền Sóng Ánh Sáng Trong Sợi Quang • Các mode phân cực tuyến tính (tt): (b) Bốn hướng trường TE và TM và các phân bố cường độ tương ứng c ủaLPa LP11. GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 31 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  32. Truyền Sóng Ánh Sáng Trong Sợi Quang • Sợi quang đơn mode: ƒ Không phải mode sóng nào cũng truyền được trong sợi quang. MỗidLPi mode LPnm có một tần số cắt tương ứng, ký hiệu là Vcn. Chỉ khi tần số chuẩn hóa V của sợi quang lớn hơn tần số cắt Vcn thì mode thứ n đó mới truyền được trong sợi quang. ƒ Một vài trị số Vcn bậc thấp: • Vc1 = 2,405 • Vc2 = 3,832 • Vc3 = 5,138 • Vc4 = 5,520 • Vc5 = 6,380 GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 32 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  33. Truyền Sóng Ánh Sáng Trong Sợi Quang • Sợi quang đơn mode (tt): ƒ Bước sóng λc1 là một thông số quan trọng. Ðó là bước sóng ngắn nhất sợilài làm vi ệc trong vùng đơn mode. ƒ Thật vậy, sợi quang là đơn mode khi V < Vc1 = 2,405 » Nói nh ư vậycónghy có nghĩalàsa là sợi đơnmodecóvùngbn mode có vùng bước sóng truyền dẫn đơn mode, song có vùng bước sóng truyền dẫn đa mode. 2π » λc1 là bước sóng cắt. λc = a.NA Vc GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 33 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  34. Truyền Sóng Ánh Sáng Trong Sợi Quang • Sợi quang đơn mode (tt): ƒ Đường kính trường mode (MFD): trường trong sợi quang đơn modóde có xấp xỉ dạng phân b ố GiGaussian. ƒ Ðường kính trường mode là tại đó biên độ trường giảm ele lần 2,6 2 p ≈ 2a V GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 34 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  35. Truyền Sóng Ánh Sáng Trong Sợi Quang • Chiết suất hiệu dụng ƒ Chiết suất hiệu dụng neff là tỉ số giữa vận tốc trong chân không với vận tốc dẫn vguide C neff = vguide C β với v = ω/β Æ n = = guide eff ω / β k ƒ Chiết suất hiệu dụng là khác nhau đối với các mode khác nhau. GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 35 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  36. Suy Hao • Đơn vị đo công suất ánh sáng: ƒ Watts: [mW] ƒ deciBell: [dBm] • mW ↔ dBm: ⎛ P(mW ) ⎞ P(dBm) =10×lg⎜ ⎟ ⎝ 1mW ⎠ P(dBm) P(mW ) =10 10 GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 36 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  37. Suy Hao • Bảng các tiền tố: Tiền ĐọcHệ số Tiền ĐọcHệ số Tiền ĐọcHệ số tố tố tố Y yotta 1024 k kilo 103 µ micro 10-6 Z zetta 1021 h hecto 102 n nano 10-9 E exa 1018 da deca 101 p pico 10-12 P peta 1015 - f femto 10-15 T tera 1012 d deci 10-1 a atto 10-18 G giga 109 c centi 10-2 z zepto 10-21 M mega106 m milli 10-3 y yocto 10-24 GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 37 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  38. Suy Hao • Định nghĩa suy hao: P2 = P(L) P1 = P(0) L P(0) : công suất ở đầu sợi (z = 0 ); P(L): công suất ở cự ly z=L tính từ đầu sợi; ⎛ P1(mW ) ⎞ A(dB) =10lg⎜ ⎟ ⎝ P2 (mW ) ⎠ A(dB) = P1(dBm) − P2 (dBm) GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 38 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  39. Suy Hao • Độ suy hao trung bình: A (dB) α (/dB Km )= LKm() • Công suấttt quang tại điểm z ttêrên sợi quang: α×z − 10 P(z) = P1 ×10 GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 39 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  40. Suy Hao • Các nguyên nhân gây ra suy hao: ƒ Suy hao do hấp thụ (Absorption) • Hấp thụ tạp chất kim loại: độ suy hao phụ thuộc vào – Loại tạp chất: Cu, Fe, Mn, – Nồng độ tạp chất Æ giá trị cho phép <10-9 – Bước sóng ánh sáng α (dB/Km) 600 500 400 Cu 300 200 Fe 100 Mn 0 500 600 800 1000 1200 1400 1600 λ(nm) GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 40 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  41. Suy Hao • Các nguyên nhân gây ra suy hao: ƒ Suy hao do hấp thụ (Absorption) • Hấp thụ ion OH-: độ suy hao phụ thuộc vào – Nồng độ ion OH- Æ giá trị cho phép <10-9 – Bước sóng ánh sáng: đỉnh suy hao tại bước sóng gần 950nm, 1240nm và 1400nm Æ Độ ẩm là một nguyên nhân gây ra suy hao trong sợi quang α (dB/Km) 3 2 1 0 600 800 1000 1200 1400 1600 λ(nm) GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 41 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  42. Suy Hao • Các nguyên nhân gây ra suy hao: ƒ Suy hao do hấp thụ (Absorption) • Sự tự hấp thụ: – Suy hao do bản chất của vật liệu chế tạo (thủy tinh) – Phụ thuộc bước sóng ánh sáng: suy hao thấp nhất tại bước sóng 1550nm đối với sợi quang bằng thủy tinh (khoảng 0.2 dB/km) » Giới hạn hệ số suy hao tối thiểu của sợi quang » Làm cách nào để có thể chế tạo sợi quang có suy hao nhỏ α (dB/Km) hơn 0,2dB/km (v í d ụ 0,001dB/km )? 100 Haáp thuï hoàng 10 ngoaïi 1 0.1 Haáp thuï cöïc tím 0.01 600 800 1000 1200 1400 1600 λ(nm) GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 42 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  43. Suy Hao • Các nguyên nhân gây ra suy hao: ƒ Suy hao do uốn cong • Uốn cong (macro bend): Rcp = 30 mm ÷ 50 mm. GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 43 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  44. Suy Hao • Các nguyên nhân gây ra suy hao: ƒ Suy hao do uốn cong • Vi uốn cong (micro bend) GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 44 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  45. Suy Hao • Các nguyên nhân gây ra suy hao: ƒ Suy hao do tán xạ Rayleigh (Rayleigh Scattering) • Khi sóng điện từ truyền trong môi trường điện môi gặp những chỗ không đồng nhất (có kích thước của khoảng 1/10 bước sóng) sẽ xảy ra hiện tượng tán xạ. • Những chỗ không đồng nhất: – Do cách sắp xếp không đồng nhất của nguyên tử thủy tinh – Bot không khí – Vết nứt – GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 45 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  46. Suy Hao • Các nguyên nhân gây ra suy hao: ƒ Suy hao do tán xạ Rayleigh (tt) • Các tia sáng truyền qua những chỗ không đồng nhất sẽ tỏa ra nhiều hướng: » Một phần năng lượng ánh sáng bị phân tán ra nhiều hướng khác nhau không truyền đi xa được (khúc xạ ra ngòai lớp bọc, truyền ngược về đầu sợi)i quang ) » Gây ra suy hao cho sợi quang » Ứng dụng trong máy đo quang dội OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 46 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  47. Suy Hao • Đặc tuyến suy hao: ƒ Tổng hợp các đặc tuyến suy hao của các nguyên nhân gâhkháhây ra suy hao khác nhau ƒ Khác nhau tùy theo loại sợi ƒ Dựatrêna trên đặctuyc tuyến suy hao này , vùng b ướccsóng(c sóng (cửa sổ bước sóng) sử dụng được xác định ƒ 3 cửa sổ bước sóng: – 850nm – 1300nm – 1550nm GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 47 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  48. Suy Hao • Đặc tuyến suy hao (tt): „ Đối với sợi silica, giá trị suy hao điển hình: 1978 „ 2 ÷ 3 dB/(/Km (80850nm) „ 0,4 ÷ 0,5 dB/Km (1300nm) „ 0,2 dB/Km (1550nm) GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 48 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  49. Suy Hao • Các suy hao khác: ƒ Suy hao do hàn nối ƒ Suy hao do khớp nối GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 49 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  50. Tán Sắc Trong Sợi Quang • Khái niệm: ƒ Là hiện tượng khi đưa một xung ánh sáng hẹp vào đầu sợili quang lạihi nhận được một xung áhánh sá ng rộng hơn ở cuối sợi •τi, τo: độ rộng xung vào và 22 xung ra, đơnvị là giây [s]. • Định nghĩa: D = τ oi−τ •D: đơnvị là giây [s]. GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 50 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  51. Tán Sắc Trong Sợi Quang • Đơn vị: ƒ Thường người ta chỉ quan tâm đến độ trải rộng xung trên một KàóKm, và có đơn vị là [ ns/K m] , h oặc [/K][ps/Km]. ƒ Ngoài ra có đơn vị [ps/nm.Km] để đánh giá độ tán sắc chấtlit liệutrênmu trên mỗikmchii km chiềudàisu dài sợi ứng v ới độ rộng ph ổ quang là 1nm. GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 51 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  52. Tán Sắc Trong Sợi Quang • Ảnh hưởng của tán sắc: GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 52 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  53. Tán Sắc Trong Sợi Quang • Nguyên nhân gây ra tán sắc: ƒ Do sự chênh lệch về thời gian truyền của các tia sáng (á(các mod e só ng) Æ tán sắc do đờđường truyền hay tán sắc mode (modal dispersion) ƒ Ánh sáng do ngu ồn quang phát ra trong m ộtkhot khoảng bước sóng + vận tốc truyền pha của mỗi bước sóng lại khác nhau Æ thời gian truyền của các bước sóng khác nhau Æ tán s ắcsc sắcthc thể (chromatical dispersion) ƒ Tán sắc phân cực mode GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 53 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  54. Tán Sắc Trong Sợi Quang • Tán sắc mode: ƒ Nguyên nhân: Ln Δ ƒ Sợi đa mode SI: DSI = T −T ≈ 1 mod 2 1 C Ln Δ2 ƒ Sợi đa mode GI: DGI ≈ 1 mod 8C GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 54 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  55. Tán Sắc Trong Sợi Quang • Tán sắc sắc thể: ƒ Nguyên nhân ƒ Tán sắc sắc thể: • Tán sắc chất liệu: Dmat = M mat × L× Δλ • Tán s ắc ống d ẫnsóng:n sóng: Dwg = M wg × L× Δλ ƒ Độ tán sắc sắc thế: Dchhr = Dmat + Dwg = M mat + M wg × L× Δλ » Mmat là hệ số tán sắc chất liệu; Mwg hệ số tán sắc ống dẫn sóng; M = M mat +M+ Mwg gọilàhi là hệ số tán sắcsc sắcthc thể. Các thông số trên có đơn vị là ps/(nm.Km) » Δλ (nm): độ rộng phổ nguồn quang » L(Km):chiL (Km): chiềudàisu dài sợiiquang quang GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 55 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  56. Tán Sắc Trong Sợi Quang • Tán sắc tổng cộng (Total Dispersion): 22 22 DDDt=+mod chr ddd t =+ mod chr Với: Dchr = Dmat + Dwg dchr = dmat + dwg Dx = LdL.dx dmat = Mmat. Δλ Trong đó: » Dx: tán sắc x (mod: mode; chr: sắc thể; mat: chất liệu; wg: dẫn sóng) trên một đoạn sợiquang chiều dài L, đơn vị (ns); » dx : tán sắc trên mỗi km, đơn vị (ns/km); » Mmat : hệ số tán sắc chấtlit liệu, đơn vị (/k(ns/km.nm ); » Δλ: độ rộng phổ của nguồn quang, đơn vị (nm). GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 56 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  57. Tán Sắc Trong Sợi Quang • Tán sắc sợi đơn mode: GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 57 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  58. Tán Sắc Trong Sợi Quang • Tán sắc phân cực mode: • Mặc dù ta gọi sợi quang là đơn mode nhưng trên thực tế nó luôn truy ền 2 mode sóng đượccg gọi chung cùng m ột tên. Các mode này là các sóng điện từ được phân cực tuyến tính truyền trong sợi quang trong những mặt phẳng vuông góc với nhau. Nếuchiu chiếttsu suấttc củasa sợi quang là không đồng nh ất trên phương truyền của hai mode trên, hiện tượng tán sắc phân cực mode xảy ra GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 58 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  59. Tán Sắc Trong Sợi Quang • Tán sắc phân cực mode (tt): DPMD = d PMD × L dPMD = 0,2 ÷ 0,5( ps / Km) GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 59 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  60. Hiệu ứng Phi Tuyến • Khái niệm: ƒ Hiệu ứng quang được gọi là phi tuyến nếu các tham số của sợihi qaung phụ thuộc vào cường độ áhánh sá ng ( (ôcông suất). ƒ Các hiệntn tượng phi tuy ếncóthn có thể bỏ qua đốivi vớicáchi các hệ thống thông tin quang hoạt động ở mức công suất vừa phải (vài mW) với tốc độ bit lên đến 2.5 Gbps. Tuy nhiên, ở tốc độ bit cao hơnnnh như 10 Gbps và cao hơn và/hay ở mức công suất truyền dẫn lớn, việc xét các hiệu ứng phi tuyến là rất quan trọng. Trong các hệ thống WDM, các hiệu ứng phi tuyến có thể trở nên quan trọng thậm chí ở công suất và tốc độ bit vừa phải GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 60 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  61. Hiệu ứng Phi Tuyến • Các loại hiệu ứng phi tuyến: ƒ Loại thứ nhất phát sinh do tác động qua lại giữa các sóáháóng ánh sáng vớiái các ph onon ( rung động phân tử) trong môi trường silica- một trong nhiều loại hiệu ứng tán xạ mà chúng ta đã xem xét là tán xạ Rayygleigh. Hai hiệu ứng chính trong loại này là tán xạ do kích thích Brillouin SBS và tán xạ do kích thích Raman SRS. ƒ Loạithi thứ hai sinh ra do s ự phụ thuộccc củachia chiếtsut suấtvàot vào cường độ điện trường hoạt động, tỉ lệ với bình phương biên độ điện trường. Các hiệu ứng phi tuyến quan trọng trong loại này là hiệu ứng tự điều pha SPM, hiệu ứng điều chế xuyên pha CPM và hiệu ứng trộn bốn bước sóng FWM. Loạiihi hiệu ứng này đượccg gọilàhii là hiệu ứng Kerr. GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 61 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  62. Hiệu ứng Phi Tuyến • Ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến giảm đi khi sử dụng sợi quang có diện tích lõi hiệu dụng lớn. GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 62 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  63. Một Số Loại Sợi Quang Mới ƒ Sợi quang đang được sử dụng rộng rãi hiện nay trong các hệ thống hiện nay là sợi đơn mode SMF-28, G.652. Dạng phân b ố chiếtsut suấtnht như hình (a) . ƒ Sợi quang dịch chuyển tán sắc DSF (G.653) có tán bằng không tại bước sóng gần 1550 nm, phù hợp cho hệ thống đơn kênh. Dạng phân bố chiết suất như hình (b). GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 63 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  64. Một Số Loại Sợi Quang Mới ƒ Sợi quang dịch chuyển tán sắc khác không (NZ-DSF) G.655. • Có tán s ắccmàukho màu khoảng t ừ 1 đến 6 ps/nm.km ho ặclàc là -1 đến -6 ps/nm.km ở cửa sổ 1.550 nm • Sử dụng trong hệ thống WDM ƒ Sợidii quang diện tích hi ệu dụng lõi l ớn LEAF • Ảnh hưởng của sự phi tuyến có thể giảm được khi chế tạo loại sợi quang có diện tích lõi hiệu dụng lớn • Corning (LEAF) và Lucent (TrueWave XL) GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 64 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  65. Một Số Loại Sợi Quang Mới • Dạng phân bố chiết suất của sợi NZ-DSF (a) và LEAF (b) GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 65 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  66. Một Số Loại Sợi Quang Mới • Phân bố năng lượng trong lõi của sợi DSF (a) và LEAF (b) GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 66 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  67. Một Số Loại Sợi Quang Mới ƒ Các sợi quang tán sắc âm và dương • Sợi có tán sắc màu dương được sử dụng cho các hệ thống trên đất liền, còn sợi tán sắc màu âm được sử dụng cho các hệ thống dưới biển • Khi tán sắc màu là dương thành phần tần số cao (f > f0) sẽ lan truyền chậm hơn thành phần tần số thấpp( (f < f0) • Hình vẽ minh họa tán sắc màu âm và dương trong dải 1550 nm GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 67 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  68. Cáp Sợi Quang • Sản xuất sợi quang: ƒ Quá trình chế tạo sợi bao gồm hai giai đoạn chính: • Tạo mẫu tiền chế (Preform): Mẫu tiền chế là một thanh thủy tinh có chiết suất lõi n1, lớp bọc n2 điều chỉnh được trong quá trình chế tạo bằng cách thay đổi thành phần và nồng độ chất phụ giiHa. Hay nói óiáhkhá cách khác, mẫu tiền chế cóóhìhd hình dạng sợi quang trong tương lai. Như vậy chất lượng mẫu tiền chế quyết định độ suy hao và tán sắc của sợi quang. • Kéo sợi(Di (Draw ing) : TátìhkéTrong quá trình kéo sợihii, nhiệt độ đốtót nóng phôi, tốc độ kéo quyết định thông số hình học và sức bền cơ học. GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 68 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  69. Cáp Sợi Quang • Sản xuất sợi quang (tt): ƒ Tạo mẫu tiền chế theo phương pháp đọng hơi hoá chất bên ngoài OVD BCl3 SiCl4 POCl3 O2 GeCl4 GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 69 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  70. Cáp Sợi Quang • Sản xuất sợi quang (tt): ƒ Sơ đồ kéo sợi tự động kiểm tra đường kính sợi GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 70 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  71. Cáp Sợi Quang • Các biện pháp bảo vệ sợi quang: ƒ Ðể bảo vệ sợi quang, tránh nhiều tác động do điều kiện ngoài, sợiòi quang còn được bọc thêm vài l ớp nữa: • Lớp phủ, hay còn gọi là lớp vỏ thứ nhất (Primary Coating). • Lớp vỏ thứ hai ((yg)Secondary Coating). Lớp vỏ 900 µm Lớp phủ 250 µm Lớp bọc 125 µm Lõi 10/50 µm GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 71 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  72. Cáp Sợi Quang • Các biện pháp bảo vệ sợi quang (tt): ƒ Lớp phủ (Primary Coating) được bọc ngay trong quá trìhkéình kéo sợihi nhằm bảo vệ sợi quang: • Chống lại sự xâm nhập của hơi nước. • Tránh sự trầy xước ggyây nên những vết nứt. • Giảm ảnh hưởng vi uốn cong. • Vật liệu dùng làm lớp phủ có thể là epoxyarylate , polyurethanes, ethylen -vinyl - acetate, GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 72 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  73. Cáp Sợi Quang • Các biện pháp bảo vệ sợi quang (tt): ƒ Lớp vỏ (Secondary Coating, Buffer Coating, Jk)Jacket) • Lớp vỏ có tác dụng tăng cường sức chịu đựng của sợi quang trước tác dụng cơ học và sự thay đổi nhiệt độ. • Có các dạng sau: đệm lỏng (Loose buffer), đệm khít (Tight buffer), dạng băng dẹp (Ribbon). GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 73 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  74. Cáp Sợi Quang • Các biện pháp bảo vệ sợi quang (tt): • Ống đệm lỏng. Hình (a) Ống đệm một sợi quang; (b) Ống đệm nhiềusu sợi quang GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 74 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  75. Cáp Sợi Quang • Các biện pháp bảo vệ sợi quang (tt): • Đệm khít. Hình (a) Cấu trúc đệm khít; (b) đệm tổng hợp. GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 75 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  76. Cáp Sợi Quang • Các biện pháp bảo vệ sợi quang (tt): • Dạng băng dẹp: Cấu trúc băng dẹp cũng là một dạng đệm khít nhưng v ỏ bọc nhiềuus sợi quang thay vì m ộtts sợiSi. Số sợiitrongm trong một băng có thể là 4, 8, 12 sợi. GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 76 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  77. Cáp Sợi Quang • Phân loại cáp quang: ƒ Phân loại theo cấu trúc: • Cáp có cấu trúc cổ điển: các sợi hoặc nhóm sợi được phân bố đối xứng theo hướng xoay tròn đồng tâm. Loại cấu trúc này hiện nay rất phổ biến. • Cáp có lõi trục có rãnh: Các sợi hoặc nhóm sợi được đặt trên rãnh có sẵn trên một lõi của cáp. • Cáp có cấu trúc băng dẹp: nhiều sợi quang được ghép trên một băng, và nhiều băng xếp chồng lên nhau. GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 77 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  78. Cáp Sợi Quang • Phân loại cáp quang (tt): ƒ Phân loạitheomục đích sử dụng: • Cáp dùng trên mạng thuê bao nộihạt, nông thôn. • Cáp trung kế giữacáctổng dài. • Cáp đường dài GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 78 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  79. Cáp Sợi Quang • Phân loại cáp quang (tt): ƒ Phân loại theo điều kiện lắp đặt: • Cáp chôn trực tiếp. • Cáp đặt trong ống. • Cáp thả dưới nước, thả biển. • Cáp dùng trong nhà. GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 79 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  80. Cáp Sợi Quang • Cấu trúc cáp sợi quang: ƒ Cấu trúc tổng quát cáp có cấu trúc cổ điển GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 80 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  81. Cáp Sợi Quang • Cấu trúc cáp sợi quang (tt): ƒ Cấu trúc lớp: (a) Cấu trúc một lớp; (b) Cấu trúc hai lớp GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 81 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
  82. Cáp Sợi Quang • Cấu trúc cáp sợi quang (tt): ƒ Cấu trúc đơn vị: có mật độ sợi cao nên phù hợp với mạng cáp nộihi hạt GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 82 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2