Nội dung môn học Thông tin quang nâng cao
Phần 1: Tổng quan về kỹ thuật thông tin quang
Giảng viên: Hoàng Văn Võ
Phần 2: Các phần tử cơ bản trong kỹ thuật thông tin quang
Giảng viên: Hoàng Văn Võ
Phần 3: Cơ sở kỹ thuật thông tin quang
Giảng viên: Hoàng Văn Võ
Phần 4: Hệ thống thông tin quang
Giảng viên: Vũ Tuấn Lâm
Phần 5: Một số công nghệ quang tiên tiến
Giảng viên: Vũ Tuấn Lâm
1
1. TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT TTQ
1.1. Lịch sử phát triển hệ thống thông tin quang
1.2. Mô hình chung của hệ thống thông tin quang
– Sơ đồ khối cơ bản của hệ thống thông tin quang
– Các thành phần cơ bản của hệ thống thông tin quang
– Ưu nhược điểm của hệ thống thông tin quang
1.3. Một số vấn đề vật lý cơ bản trong kỹ thuật thông tin quang
– Một số vấn đề cơ bản về ánh sáng
– Một số vấn đề cơ bản trong vật lý bán dẫn
– Các hiệu ứng cơ bản của vật liệu quang
1.4. Các công nghệ trong kỹ thuật TTQ
2
1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
1.1.1. M« h×nh hÖ thèng th«ng tin quang
1.1.2. Mét sè hÖ thèng th«ng tin quang cña ng-êi cæ x-a
1.1.3. Một số mốc trong lịch sử phát triển kỹ thuật thông tin
quang hiện đại
1.1.4. Một số hệ thống cáp quang trên thế giới và ở Việt Nam
3

truyền qua các ngọn núi hay qua các tháp để truyền thông tin về các mệnh
lệnh, phối hợp tác chiến cũng nh- kết quả của các trận đánh.
- Cách đây 2500 năm, ng-ời ta đã phát minh ra thông tin dùng đuốc để mã hoá
thông tin và truyền dẫn thông tin. Các trạm phát và thu đ-ợc xây dựng nh- hai
bức t-ờng trên các đỉnh cao. Trên mỗi bức t-ờng có nhiều lỗ, trong các lỗ đặt
các ngọn đuốc. Tùy thuộc vào số l-ợng đuốc đ-ợc đốt lên tại t-ờng bên phải
và bên trái (mã hoá thông tin), thông tin đ-ợc đ-ợc truyền đi và giải mã.
- Từ năm 150 sau công nguyên, ng-ời La mã đã có một mạng thông tin tín hiệu
khói, với tổng chiều dài khoảng 4500 km. Đây là mạng tín hiệu quang với các
ký hiệu khói đã đ-ợc quy định tr-ớc. Mạng thông tin này gồm các tháp nằm
trong tầm nhìn của nhau. Hàng trăm ngọn tháp nh- vậy sử dụng cho thông báo
các tín hiệu quân sự cần thiết một cách nhanh chóng.
1.1. LCH S PHT TRIN
6
1.1.2. Một số hệ thống thông tin quang của ng-ời cổ x-a
1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
Năm 1790: Claude Chappe, kỹ sư người
Pháp, đã xây dựng một hệ thống điện báo
quang (optical telegraph).
Hệ thống này gồm một chuỗi các tháp với
các đèn báo hiệu trên đó. Hệ thống đã
truyền được tín hiệu qua khoảng cách
200 km trong vòng 15 phút.
1.1.2. Mét sè hÖ thèng th«ng tin quang cña ng-êi cæ x-a
Hình 1.2
7
1.1. LCH S PHT TRIN
Có 3 h-ớng nghiên cứu và phát triển:
Nghiên cứu chế tạo sợi quang,
Nghiên cứu chế tạo nguồn phát ánh sáng,

hiện đại
 Một số mốc trong lịch sử phát triển sợi quang (tiếp theo)
10
1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
1.1.3. Một số mốc trong lịch sử phát triển kỹ thuật thông tin quang
hiện đại
 Một số mốc trong lịch sử phát triển sợi quang (tiếp theo)
Hình 1.3
11
1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
1.1.3. Một số mốc trong lịch sử phát triển kỹ thuật thông tin
quang hiện đại
 Một số mốc trong lịch sử phát triển nguồn phát quang
 1960: LD b¸n dÉn ®Çu tiªn (IBM, Lincoln Lab)
 1970: LD ho¹t ®éng nhiÖt ®é phßng
 1976: LD b¸n dÉn ë  = 1,3m vµ 1,55m
 1989: LD b¸n dÉn phæ cùc hÑp
12
Dung l-îng hÖ thèng ph¸t triÓn m¹nh kho¶ng sau 1992.
- 1977: sîi ®a mode (850nm, IM/DD) 45-90 Mb/s.
- 1980: sîi ®¬n mode (1300nm, IM/DD) 140-280 Mb/s.
- 1984: sîi ®¬n mode (1550nm, coherent) 2,5 Gb/s.
- 1992: sîi ®¬n mode/DWDM (C-band, IM/DD) 400 Gb/s.
- 2001: sîi ®¬n mode/DWDM+RA (C&L band, IM/DD) 2400 Gb/s
1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
1.1.3. Một số mốc trong lịch sử phát triển kỹ thuật thông tin
quang hiện đại
 Một số mốc trong lịch sử phát triển hệ thống
13
1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN

lớn hơn so với khi hoạt động ở cửa sổ 1300nm.
Từ khi cách tử Bragg sợi quang được sử dụng như là một phương pháp bù tán
sắc trong miền quang, các thế hệ truyền dẫn quang tiếp sau này đã tăng được
tốc độ bit và khoảng cách truyền dẫn một cách vượt bậc.
Hệ thống thế hệ thứ ba hoạt động ở 2,5Gb/s (thương mại vào năm 1990), hệ
thống này có khả năng điều hành với một tốc độ bit lên đến 10 Gb/s
Hệ thống truyền dẫn quang ở bước sóng 1550nm sử dụng cả kỹ thuật tách
sóng trực tiếp và tách sóng coherent. Tách sóng coherent cải thiện đáng kể độ
nhạy máy thu và tính chọn lọc bước sóng so với kỹ thuật tách sóng trực tiếp.
16
1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
1.1.3. Một số mốc trong lịch sử phát triển kỹ thuật thông tin
quang hiện đại
 Các thế hệ truyền dẫn quang trong lịch sử phát triển
Thế hệ thứ 4: sử dụng các khuếch đi quang cho gia tăng khoảng cách lặp lại
và công nghệ truyền dẫn quang ghép kênh theo bước sóng –WDM để tăng
dung lượng.
Năm 1991, thử nghiệm hệ thống truyền dẫn quang truyền dữ liệu qua 21.000
km là 2,5 s / Gb, và hơn 14.300 km tại 5 Gb/s, sử dụng một cấu hình vòng.
Năm 1996, triển khai hệ thống tốc độ 5 Gb/s truyền qua 11.300 km xuyên Đại
Tây Dương và từ đó một số lượng lớn hệ thống truyền dẫn quang biển tốc độ
cao đã được triển khai trên toàn thế giới.
Năm 2000, thử nghiệm hệ thống WDM với 82 kênh bước sóng, trong đó mỗi
bước sóng hoạt động ở 40 Gb/s và truyền qua hơn 3000 km.
17
1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
1.1.3. Một số mốc trong lịch sử phát triển kỹ thuật thông tin
quang hiện đại
 Các thế hệ truyền dẫn quang trong lịch sử phát triển
Thế hệ thứ năm của hệ thống thông tin sợi quang là có liên quan với

chủ đạo của mạng viễn thông Việt Nam. Dung lượng
Mạng thông tin quang của Việt Nam đã rộng khắp trong cả nước từ kết
nối mạng quốc tế, đường trục, liên tỉnh, mạng vùng đến các mạng truy
nhập.
Dung lượng của các tuyến đường trục, liên tỉnh, mạng vùng rất lớn từ
hàng chục đến vài trăm Gb/s. Đặc biệt, tuyến trục Bắc – Nam lên tới hàng
ngàn Gb/s.
1.1.4. Một số hệ thống cáp quang trên thế giới và ở Việt Nam
23
 Một số hệ thống cáp quang của Việt Nam
Mạng truyền dẫn quang của VN được phân thành 3 cấp :
- Cấp quốc tế: hệ thống truyền dẫn quốc tế chủ yếu do công ty VNPT và
Viettel quản lý, vận hành và khai thác.
- Cấp quốc gia (liên tỉnh): bao gồm các tuyến truyền dẫn đường trục,
tuyến truyền dẫn liên tỉnh cấp vùng.
- Cấp nội tỉnh: bao gồm các tuyến truyền dẫn nội tỉnh do các tỉnh, thành
phố quản lý, vận hành và khai thác.
1.1.4. Một số hệ thống cáp quang trên thế giới và ở Việt Nam
24
 Một số hệ thống cáp quang của Việt Nam
Hiện nay, ở Việt Nam có 3 nhà khai thác chính có mạng truyền tải quang
với dung lượng lớn. Đó là:
- Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT),
- Tổng công ty Viễn thông Quân đội (VietTel) và
- Công ty Viễn thông điện lực (EVN-Telecom).
1.1.4. Một số hệ thống cáp quang trên thế giới và ở Việt Nam
25