HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
BÀ
I
GIẢ
NG
BÀ
I

GIẢ
NG
KỸ
THU
Ậ
T THÔNG TIN QUANG
KỸ

THU
Ậ
T

THÔNG

TIN

QUANG
Fundamental of Optical Fiber Communications
Giảng viên: Th.S Đỗ Văn Việt Em – Th.S Phạm Quốc Hợp
B
ộ
môn: Thôn
g

GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
Trang 2
NỘI DUNG CHƯƠNG 1
•
Lị
ch s
ử phá
ttri
ể
n
Lị
ch

s
ử

phá
t

tri
ể
n
• Mô hình chung của hệ thống TTQ
•
M
ộ
ts
ố
v

ậ
t

lý

trong

TTQ
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
Trang 3
Lịch Sử Phát Triển
• 1790: Claude Chappe (Pháp)
 Điện báo quang
 200km trong vòng 15 phút
• 1870: John Tyndall (Anh)
ể ẫ
 Chứng minh ánh sáng có th
ể
d
ẫ
n theo vòi nước bị uốn
cong
Æ
Định
luật
phản
xạ
toàn

Æ Môi trường truyền ánh sáng thích hợp
1958
ASh l
à
Ch l
HT
(
Mỹ
)
•
1958
:
A
.
S
c
h
aw
l
ow v
à
Ch
ar
l
es
H
.
T
ownes
(

ÆNguồn quang dùng trong thông tin quang
•
1966
:Charles
HKao
và
George A
Hockham
(
Mỹ
)
•
1966
:

Charles

H
.
Kao
và
George

A
.
Hockham
(
Mỹ
)
 Dùng sợi thủy tinh để truyền dẫn ánh sáng

0
2
dB/km tại
λ
=
1550
nm
hao
~
0
.
2

dB/km

tại

λ
=
1550
nm
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
Trang 6
Mô Hình Chung Của Hê Thống TTQ
• Sơđồ khốicơ bản, gồm có:
 Bộ phát quang (E/O)
 Bộ thu quang (O/E)
 Môi trường truyềndẫnlàcápsợi quang.

thu
.
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
Trang 8
Mô Hình Chung Của Hê Thống TTQ
• Trạmlặp (repeater)
 Khuếch đạitínhiệu bị suy yếudo suyhaotrênsợi quang

T
rạmlặplàmviệctheonguyênly
́
: quang
–
điện
–
quang
(O – E – O)
Nà
i
đê
̉
kh
ế
h
đ
i
tí
hi


th
ê
s
ư
dụng các bộ khuếch đại quang (Optical Amplifier). Bộ
khuếch đại quang làm việctrongmiền quang.
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
Trang 9
Mô Hình Chung Của Hê Thống TTQ
• Nguyên tắctruyềntin:
 Tín hiệutruyền có tầnsố trong miền quang.
 Có thể truyềnhaihướng trên mộtsợi quang.
T
hông
thường sử dụng 2 sợi quang cho mộttuyếnvà chỉ
truy
ề
n
m
ộ
t
h
ướ
ng
trên
1
s

Hà tà áhđiệ

H
o
à
n
t
o
à
n c
á
c
h

điệ
n
 Không bị can nhiễu của trường điện từ

Xuyên âm giữacácsợi quang không đáng kể

Xuyên

âm

giữa

các

sợi


An toàn lao động

An

toàn

lao

động
.
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
Trang 12
Một Số Vấn Đề Về Quang Vật Lý
• Các khái niệm chung:
 Tần số:
• Ký hiệu: f
• Đơn vị: Hz (Hertz), hay cps (cycle per second)
» Theo thời gian: T - chu kỳ (s), f = 1/T - tần số (Hz)
T
A
λ
A
t(s)
z (m)
(a)
(b)
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP

Một Số Vấn Đề Về Quang Vật Lý
• Ánh sáng có hai tính chất:
 Tính chất sóng: ánh sáng là sóng điện từ
 Tính chất hạt: ánh sáng bao gồm nhiều hạt photon có
năng lượng E
năng

lượng

E
» E = hf hay
(
)
(eV)
μm
λ
1,24
E =
(
)
μm
λ
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
Trang 15
Một Số Vấn Đề Về Quang Vật Lý
• Phổ sóng điện từ:
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP


trong

vùng

cận hồng ngoại (near-infrared) (800nm-1600nm) Æ
không thấy được
 3 vùng bước sóng (cửa sổ bước sóng) được sử dụng
trong thông tin quang:
850
nm
1300
nm và
1550
nm
trong

thông

tin

quang:

850

nm
,
1300

nm

3

≈
1
,
33
• Thủy tinh: n = 1,48
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
Trang 18
Một Số Vấn Đề Về Quang Vật Lý
• Một số định luật quang cơ bản (tt):
 Ðịnh luật phản xạ ánh sáng:
•
T
ia phản xạ nằm trong mặt phẳng tới
• Góc phản xạ bằng góc tới (θ
1
'
= θ
1
)
Tia tới
Tia phản xạ
Môi trường 1
Môi trường 2
n
1
n


tới
Môi trường 1n
1
1
1
'
Môi trường 2n
2
2
Tia khúc xạ
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
Trang 20
Một Số Vấn Đề Về Quang Vật Lý
• Một số định luật quang cơ bản (tt):
 Phản xạ toàn phần (total reflection):
•
T
oàn bộ tia tới quay trở lại môi trường tới.
• Điều kiện để xảy ra phản xạ toàn phần:
» n
1
> n
2
là ó
i
ớ
i

1
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
Trang 21
Một Số Vấn Đề Về Quang Vật Lý
• Một số định luật quang cơ bản (tt):
 Khi xảy ra hiện tượng pxtp, năng lượng ánh sáng được
bả àh hớ ề
bả
o to
à
n t
h
eo
h
ư
ớ
ng truy
ề
n
»
Ứng dụng trong chế tạo sợi quang và truyền ánh
sáng qua sợi quang
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP
BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2
Trang 22