Thäng Tin V Âiãưu ÂäüTrong Hãû Thäúng Âiãûn
Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc K thût - Âải hc  Nàơng 39
Chỉång 5
GIÅÏI THIÃÛU HÃÛ THÄÚNG THÄNG TIN
SÅÜI QUANG

5.1. Cáúu trục chung ca mäüt HTTT såüi quang:
Hçnh v 5.1 thãø hiãûn cáúu trục chung ca mäüt hãû thäúng thäng tin quang.
Cạc tên hiãûu âiãûn tỉì cạc thiãút bë khạc nhau nhỉ: mạy âiãûn thoải, Fax, mạy
tênh, mạy phạt truưn hçnh, cạc thiãút bë âáưu cúi... âỉa âãún âỉåüc biãún âäøi
sang tên hiãûu quang qua mäüt bäü biãún âäøi âiãûn-quang (E/O) (cạc mỉïc tên
hiãûu âiãûn âỉåüc biãún âäøi thnh cỉåìng âäü quang, cạc tên hiãûu âiãûn "1" v "0"
âỉåüc biãún âäøi ra ạnh sạng dảng "CỌ" v "KHÄNG") v sau âọ âỉåüc gỉíi
vo såüi quang trong cạp quang. Tải âáưu thu qua bäü biãún âäøi quang-âiãûn
(O/E) tên hiãûu quang thu âỉåüc biãún âäøi thnh tên hiãûu âiãûn, khäi phủc lải
ngun dảng tên hiãûu ca mạy âiãûn thoải, Fax, dỉỵ liãûu... â âỉåüc gỉíi âi. Tên
hiãûu â khäi phủc âỉåüc truưn tåïi cạc thiãút bë âáưu cúi ca chàûng truưn
dáùn. Hçnh 5.1. Cáúu trục HTTT såüi quang


5.2. Âàûc âiãøm ca HTTT såüi quang :
Hãû thäúng thäng tin såüi quang cọ mäüt säú ỉu âiãøm so våïi cạc hãû thäúng
sỉí dủng cạp âäưng cäø âiãøn do sỉí dủng cạc âàûc tênh ca såüi quang, linh kiãûn
thu quang v phạt quang.
Såüi quang cọ cạc âàûc âiãøm ch úu sau:
1. Sỉû suy hao tháúp ca tên hiãûu (cháút lỉåüng täút hån so våïi cạp song
hnh kim loải hay cạp âäưng trủc ...).
2. Cạp såüi quang cọ thãø truưn ti tên hiãûu cọ táưn säú cao hån ráút nhiãưu
so våïi cạp âäưng trủc.
3. Âỉåìng kênh såüi quang nh, trng lỉåüng nhẻ so våïi cạp âäưng. Mäüt
såüi cạp quang cọ cng âỉåìng kênh våïi cạp kim loải cọ thãø chỉïa mäüt säú
lỉåüng låïn li såüi quang hån säú lỉåüng li såüi kim loải cng kêch cåỵ. Cạc âàûc
âiãøm ny ca såüi quang cọ ỉu âiãøm ráút låïn khi làõp âàût cạp.
4. Såüi quang cọ âàûc tênh cạch âiãûn vç thy tinh khäng dáùn âiãûn. Do
váûy cạp såüi quang khäng chëu nh hỉåíng ca âiãûn tỉì trỉåìng bãn ngoi
(chàóng hản tỉì cạc âỉåìng dáy hay cạp âiãûn cao ạp, sọng vä tuún v truưn
hçnh v.v...). Trong ngnh âiãûn cạp quang cọ thãø âỉåüc âàût bãn trong dáy
chäúng sẹt trãn âỉåìng dáy truưn ti âiãûn.
5. Sỉí dủng cạp quang cho phẹp tiãút kiãûm ti ngun vç thảch anh l
ngun liãûu chênh âãø sn xút såüi quang. Ngưn ngun liãûu ny däưi do
hån nhiãưu so våïi kim loải v hån nỉỵa, chè cáưn mäüt lỉåüng nh ngun liãûu
thảch anh l cọ thãø chãú tảo âỉåüc mäüt âoản cạp quang tỉång âäúi di.
Hån nỉỵa, truưn dáùn såüi quang nhåì ghẹp kãnh dung lỉåüng låïn (ráút
nhiãưu tên hiãûu âỉåüc ghẹp lải våïi nhau thnh mäüt âỉåìng v âỉåüc truưn qua
tuún truưn dáùn) cho phẹp thỉûc hiãûn cạc dëch vủ truưn video âang cọ nhu
cáưu phạt triãøn låïn v s lm cho giạ truưn tin gim tháúp.
Thäng tin quang cng cho phẹp truưn dáùn âäưng thåìi cạc tên hiãûu cọ
bỉåïc sọng khạc nhau (ghẹp táưn säú). Âàûc tênh ny cng våïi kh nàng truưn
dáùn bàng räüng ca såüi quang sàơn cọ lm cho dung lỉåüng truưn dáùn ca
tuún tråí nãn ráút låïn.

Hçnh 5.2. Cáúu trục såüi quang

Såüi quang cọ âỉåìng kênh ráút bẹ, âỉåìng kênh låïp v vo khong 0,1
mm. Li dáùn ạnh sạng ca såüi cọ âỉåìng kênh cn nh hån nhiãưu, âỉåìng
kênh ny cåỵ khong mäüt vi µm (1 µm = 10
-3
mm), so våïi bỉåïc sọng truưn
ti nọ låïn hån khong vi chủc láưn. Cạp quang bao gäưm nhiãưu såüi quang
bãn trong.

5.3.2. Quạ trçnh âỉa ạnh sạng vo såüi quang :
Ạnh sạng phạt ra tỉì ngưn phạt quang bë khúch tạn do nhiãùu xả.
Mún âỉa ạnh sạng vo li ca såüi cáưn phi táûp trung ạnh sạng. Tuy nhiãn
khäng phi táút c ạnh sạng âỉåüc táûp trung âãưu cọ thãø âỉa vo såüi m chè n
1

n
2n
2

Thäng tin v Âiãưu âäü trong Hãû Thäúng Âiãûn

1
sin (90
0
- θ
c
) = n
2
sin 90
0
= n
2

hay:
n
0
sinθ
max
= n
1
sinθ
c

cosθ
c
= n
2
/ n
1

Gọc måí låïn nháút θ

Thäng Tin V Âiãưu ÂäüTrong Hãû Thäúng Âiãûn
Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải hc K thût - Âải hc  Nàơng 43
Vê dủ, mäüt såüi quang cọ chiãút sút khục xả l n
1
= 1,475 v n
2
= 1,46
(âäü lãûch chiãút sút tỉång âäúi = 1%) s cọ NA = 0,21
Nãúu biãút âỉåüc âỉåìng kênh li v kháøu âäü säú NA ca såüi quang thç xạc
âënh âỉåüc lỉåüng ạnh sạng vo li såüi. Âỉåìng kênh li såüi cng låïn v NA
cng låïn s cho hiãûu sút ghẹp näúi cao.
Trong såüi quang, giao thoa giỉỵa ạnh sạng tåïi cọ gọc phn xả xạc âënh
våïi ạnh sạng phn xả gáy ra phán bäú cỉåìng âäü âiãûn trỉåìng xạc âënh. Âỉåìng
truưn ca ạnh sạng bë giåïi hản trong såüi quang våïi gọc phn xả xạc âënh
cng nhỉ phán bäú cỉåìng âäü âiãûn trỉåìng xạc âënh âỉåüc gi l mode lan
truưn.
Säú lỉåüng mode lan truưn ạnh sạng N l mäüt säú ngun låïn nháút tha
mn âiãưu kiãûn:
2a.sinθ
c
≥ N.λ/2
trong âọ θ
c
âỉåüc tênh nhỉ åí trãn nhỉ sau :
sinθ
c
= sinθ
max
/n
1


Vê dủ cho n
1
= 1,475, n
2
= 1,46, 2a = 50 µm v λ = 1,3 µm thç ta cọ säú
lỉåüng mode l N = 16.
Såüi quang cọ säú lỉåüng mode truưn lan nhiãưu nhỉ â nọi åí vê dủ trãn
âỉåüc gi l såüi âa mode (cọ N>1).
Nãúu n
1
=1.463, n
2
= 1,46, 2a = 10µm v bỉåïc sọng ạnh sạng λ=1,3µm ta cọ
N=1.
ÅÍ âáy N = 1 cọ nghéa l chè cọ thãø täưn tải mäüt mode truưn lan ạnh
sạng. Såüi quang chè cọ mäüt mode truưn lan nhỉ vê dủ ny thç âỉåüc gi l
såüi âån mode.
Vç säú lỉåüng mode truưn lan l hm säú ca bỉåïc sọng λ nãn nãúu såüi cọ
thãø âỉåüc sỉí dủng nhỉ såüi âån mode åí bỉåïc sọng ny thç âäúi våïi bỉåïc sọng
ngàõn hån khäng cn l såüi âån mode nỉỵa.
Bỉåïc sọng nh nháút m tải âọ, såüi quang lm viãûc nhỉ såüi âån mode
âỉåüc gi l bỉåïc sọng càõt.
Bỉåïc sọng càõt λ
c
cọ thãø âỉåüc tênh theo phỉång trçnh :
λ
c
= 4a
2