KYế THUAT THONG TIN QUANGKYế THUAT THONG TIN QUANG
Baứi 3:
CA

CTHO

NG SO

CU

ASễIQUANG
CAC

THONG

SO

CUA

Sễ
ẽ
I

QUANG
NỘI DUNG
 Suy hao (Attenuation)
 Tán sắc
(
Dis
p
ersion

sua
á
t
ơ
û
đa
à
u
sơi
(z
=
0
)
;
(
W,
mW
,
μ
m
…
)
10
10)0()(
L
PLP
−
×=
α
P(

(
dB/km
)
SUY HAO (ATTENUATION)
- ẹoọ suy hao cuỷa sụùi quang:
A
dB
P
(
)
l
10
1
(
mW
)
A(
dB
)=P
(
dBm
)
P
(
dBm
)
A
dB
P
(

dBm
)
- Heọ soỏ suy hao hay suy hao trung bỡnh:

(/ )
()
()
dB Km
A
d
B
LKm
=
SUY HAO (ATTENUATION)
- Coâng thöùc logarit:
l
g
l
g
l
g
l
g
l
g
l
g
ab a b
a
ab

− Suy hao do hấp thụ (Absorption)
+ Hấp thụ tạp chất kim loại: độ suy hao phụ thuộc vào
o Loại tạp chất: Cu, Fe, Mn, …
o Nồn
g
đo
ä
ta
p
chất Ỉ
g
iá tr
ò
cho
p
hé
p
<10
-9
gä
ï
p
gò pp
o Bước sóng ánh sáng
600
α (dB/Km)
300
400
500
600

ng ga
à
n
950nm
o
Bươc

song

anh

sang:

đỉnh

suy

hao

ta
ï
i

bươc

song

gan

950nm

uan
g
bằn
g
thủ
y
tinh (khoản
g
0.2 dB/km)
Ỉ Giới hạn hệ số suy hao tối thiểu của sợi quang
Ỉ Làm cách nào để có thể chế tạo sợi quang có suy hao nhỏ hơn
0 2dB/km (ví du 0 001dB/km)?
0
,
2dB/km

(ví

du
ï
0
,
001dB/km)?
100
α (dB/Km)
Hấp thụ hồng ngoại
100
10
1
Hấp thụ cực tím

+
Như
õ
ng cho
ã
kho
â
ng đo
à
ng nha
á
t:
+
Nhưng

cho

khong

đong

nhat:
o Do cách sắp xếp không đồng nhất của nguyên tử thủy tinh
o Botï không khí
Vá ù
o
V
e
á
t nư

ï
ng

anh

sang

bò

phan

tan

ra

nhieu

hướng khác nhau không truyền đi xa được (khúc xạ ra
ngòai lớp bọc, truyền ngược về đầu sợi quang…)
Ỉ
Ga
â
y ra suy hao cho sơi quang
+
Ứng dụng trong máy đo quang dội OTDR
(Optical Time Domain Reflectometer)
Ỉ
Gay

ra

y
e
á
n su
y

h
ao na
øy
, vu
ø
n
g

b
ươ
ù
c so
ù
n
g

(
cư
û
a
sổ bước sóng) sử dụng được xác đònh
−
3cư
û

h
ù
h
ø
đ
à−
L
a
hi
e
ä
n
tươ
ïn
g

khi

đư
a mo
ät
xun
g
an
h
san
g

h
ẹp vao

− Do sự chênh lệch về thời gian truyền của các tia sáng
(ù d ù)
Ỉ
tù é d đừ t à h
tù
(
ca
ù
c mo
d
e so
ù
n
g)

Ỉ
t
a
ù
n sa
é
c
d
o
đư
ơ
ø
n
g


TÁN SẮC (DISPERSION)
 Tán sắc tổng cộng (Total Dispersion):
22 22
DDD ddd
=+ =+
Với: D
ch
r
= D
ma
t
+ D
w
g

d
ch
r
= d
ma
t
+ d
w
g
mod mod

tchrtchr
DDD ddd
=+ =+
g

 nh hưởng của tán sắc đến tốc độ bit truyền tối
đa của sợi quang:
11
Trong đó:
éå à
max max
11

44
t
t
Br Br D
D
Br
≤= =
D
t
: tán sa
é
c to
å
ng cộng của sợi quang có chie
à
u dài L (ns)
D
tmax
: tán sắc tổng cộng tối đa cho phép của sợi quang dài L (ns)
Br
max
: tốc độ bit tối đa có thể truyền qua sợi quang dài L (Gb/s)


ma

hoa)
Hệ số mã hoá: phụ thuộc vào loại mã đường truyền
THIE
Á
TKE
Á
THIET

KE

TUYẾN TRUYỀN DẪN QUANG
 Tính toán một tuyến truyền dẫn quang có thể
được tiến hành theo hai hướng sau:
− Tính khoảng cách có thể lắp đặt giữa hai trạm khi biết
tốc độ bit cần truyền dẫn và đặc tính của các phần tử
trong tuye
á
n
trong

tuyen
Ỉ xác đònh số lượng và vò trí các trạm lặp trên tuyến
−
Tính giơ
ù
i han đặc tính cu
û


khi

biet

toc

độ

và cự ly cần truyền
Ỉ chọn loại sợi quang, thiết bò thu phát quang
THIE
Á
TKE
Á
THIET

KE

TUYẾN TRUYỀN DẪN QUANG
 Khoảng cách có thể lắp đặt giữa hai trạm phụ
thuộc vào:
− Loại thiết bò truyền dẫn quang
+ Bước sóng ánh sáng
+
C
âá
th
ù
t

sua
át
THIE
Á
TKE
Á
THIET

KE

TUYẾN TRUYỀN DẪN QUANG
Connector
Ma
ù
y pha
ù
t
Connecto
r
Connecto
r
 Mô hình một tuyến truyền dẫn quang:
Phát quang Thu quang
May

phat
Adaptor Adaptor
Điểm tham chiếu S Điểm tham chiếu R
ODF ODF
APDLD

Da
â
yno
á
i
Da
â
yno
á
i
Ca
ù
p đươ
ø
ng truc
Day

nhay
quang
FC/FC
Day

nhay
quang
FC/FC
Day

noi
quang
Day

g
vào sợi
P(dBm)
 Phân bố suy hao trên tuyến:
Su
y
hao của connector

Su
y
hao của mối hàn
Su
y
hao của sợi
Su
y
hao của connector
ổ
n
g
su
y
hao
Côn
g
suất thu
Đ
ộ dự
p
hòn

t: P
Rmin
< P
thu
< P
Rmax
Ỉ Quỹ công suất
−
Đie
à
u kiện ve
à
độ nơ
ù
i rộng xung:
t
<t
Đieu

kiện

ve

độ

nơi

rộng

xung:


Tuy

theo

đòa

hình
,
quy

hoa
ï
ch
,
kha

nang

quan

ly
,
vận

hành thiết bò, khoảng cách lắp đặt cho phép Ỉ số
lượng và vò trí lắp đặt trạm
BÀI TẬP 1
Một tuyến quang dài L=15km, dùng sợi quang SI (50/125μm) có độ
chênh lệch chiết suất tương đối Δ=1%, chiết suất lõi n

λ=1300nm), hệ số tán sắc chất liệu M=130ps/nm.km (tại λ=850nm)
hoặc M=10ps/nm.km (tại λ=1300nm).
N
g
uồn
q
uan
g
đươc s
ư
ûdun
g
LED
p
hát ra ánh sán
g
có bước són
g
850nm
g
qg
ïï
g
p
g
g
có công suất phát quang 4mW, độ rộng phổ Δλ=35nm.
Bộ thu quang sử dụng PIN có độ nhạy -45dBm
Bie
á

rang
cư
2
km
co
một
moi
han
co
suy
hao
0
,
1
dB/moi
han
Suy hao ghép quang ở đầu phát là 13dB, đầu thu là 10dB.
BÀI TẬP 1
a. Tính công suất quang tại điểm 1km, 7km và 12km kể từ đầu phát
b. Tuyến quang trên có cần trạm lặp hay không? Nếu có hãy tính
so
á
tram
lặp
ca
à
n
sư
û
dung

giưa
cac
tra
ï
m
lặp
.
Ve
hình
minh hoạ và chú thích.
c. Với chiều dài trên, tốc đô bit cực đại có thể truyền được của
tuye
á
n
quang
la
ø
bao
nhie
â
u?
Bo
û
qua
a
û
nh
hươ
û
ng

sua
á
t
pha
ù
t
quang
1
mW
Δλ
=
35
nm
Ho
û
i
tuye
á
n
quang
tre
â
n
co
ù
cong
suat
phat
quang
1