Download miễn phí Cáp sợi quang
LỜI NÓI ĐẦU

Hiện này các hệ thống thông tin quang đó chiếm hầu hết các tuyến truyền dẫn quan trọng trên mạng lưới viễn thông quốc tế, và được coi là cách truyền dẫn có hiệu quả nhất trên các tuyến vượt biển và xuyên lục địa. Để đáp ứng nhu cầu truyền tải lớn do sự bùng nổ thông tin, mạng truyền dẫn đòi hỏi phải có sự phát triển mạnh về cả quy mô và trình độ công nghệ nhằm tạo ra các cấu trúc mạng hiện đại bao gồm cả các hệ thống thông tin quang. Các hệ thống thông tin quang trong thời gian tới phải đảm bảo có tốc độ cao, cự ly xa, độ tin cậy cao
Trong toàn bộ hệ thống thông tin quang phần không thể thiếu được chính là Cáp Sợi Quang. Hệ thống thông tin quang có nhiều ưu điểm hơn các hệ thống khác một phần chính là nhờ môi trường truyền dẫn là cáp sợi quang.

Vì vậy, em đó chọn đề tài Cáp Sợi Quang làm đồ án nghiên cứu giúp em tìm hiểu sâu hơn .
Do thời gian hạn hẹp và kiến thức của bản thõn có hạn chính vì vậy đồ án của em không thể tránh được những thiếu sót. Nên em mong các thầy cô trong bộ môn và các bạn trong lớp đánh giá và đóng góp nhiều ý kiến để đề tài sâu hơn và phát triển đồ án ở mức cao hơn nữa.

Trong quá trình làm bài, em đó được nhận được sự hướng dẫn chi tiết của thầy Đào Huy Du và góp ý của các bạn trong lớp. Em xin gửi lời Thank đến thầy và các bạn.

http://s1.luanvan.co/qYjQuXJz1boKCeiU9qAb3in9SJBEGxos/swf/2013/06/26/cap_soi_quang.VZRTH0IGkE.swf luanvanco /luan-van/de-tai-ung-dung-tren-liketly-30347/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

sổ suy hao.
Hình 2.8: Cửa sổ suy hao (phổ suy hao) của sợi quang
* Cửa sổ thứ nhất: Ở bước sóng 850nm, suy hao trung bình ở mức từ (2-3)dB/Km, được dùng cho giai đoạn đầu.
* Cửa sổ thứ hai : Ở bước sóng 1300nm. Suy hao tương đối thấp khoảng từ (0,4¸0,5) dB/Km, ở bước sóng này độ tán sắc rất thấp nên được dùng rộng rãi hiện nay.
* Cửa sổ thứ ba : Ở bước sóng 1550nm. Suy hao thấp nhất cho đến nay khoảng 0,2 dB/Km, với sợi quang bình thường độ tán sắc ở bước sóng 1550nm lớn so với bước sóng 1300nm. Nhưng với loại sợi có dạng phân bố chiết suất đặc biệt có thể giảm độ tán sắc ở bước sóng 1550nm. Lúc đó sử dụng cửa sổ thứ ba sẽ có lợi : Suy hao thấp và tán sắc nhỏ. Bước sóng 1550nm sẽ được sử dụng rộng rãi trong tương lai.
Hấp thụ điện tử
Hấp thụ vật liệu
Hấp thụ do tạp chất
Hình 2.9: Đặc tuyến suy hao
2.6.3.Tán sắc (Dispersion).
Khi truyền dẫn các tín hiệu Digital quang, xuất hiện hiện tượng giãn xung ở đầu thu, thậm chí trong một số trường hợp các xung lân cận đè lên nhau. Khi đó không phân biệt được các xung với nhau nữa, gây nên méo tín hiệu khi tái sinh. Hiện tượng giãn xung này gọi là hiện tượng tán sắc. Đối với tín hiệu Analog thì ảnh hưởng của tán sắc làm biên độ tín hiệu ở đầu thu giảm nhỏ và có tín hiệu dịch pha.
0
tS
tE
t
P
AS
E
t
P
0
Hình 2.10. Ảnh hưởng tán sắc lên tín hiệu digital(a) và analog(b). S chỉ tín hiệu phát, A chỉ tín hiệu thu. a: Dẫn xung, b: xụt biên độ.
Hậu quả của tán sắc là làm hạn chế biên độ rộng băng truyền dẫn của sợi bởi vì để thu được chính xác các xung thì phải chờ khi xung thứ nhất kết thúc, xung thứ hai mới đến.
Nếu hai xung liên tục được phát với tần số rất lớn, ở đầu thu bị giãn rộng đè lên nhau dẫn tới thu sai.
Ta thử xem xét ví dụ ở hình trên coi các xung phát và thu có dạng phân bố Gauss gần đúng, xung 1 là xung phát, xung 2 là xung thu. Độ rộng xung ở giá trị biên độ 0,5 (mức 3dB) là ts,te
Độ giãn xung là
Xung phân bố Gauss có phân bố biên độ là :
Sau khi truyền qua sợi quang. Coi gần đúng như một bộ lọc thông thấp Gauss tại mức suy hao 3 dB, độ rộng băng truyền dẫn B có quan hệ với t như sau:
Khi đồng thời có nhiều hiệu ứng tán sắc tác động thì tán sắc tổng cộng là:
Người ta cũng định nghĩa một đại lượng đặc trưng cho dung lượng truyền dẫn của sợi quang là tốc độ bit có thể truyền dẫn lớn nhất C bit/s
Do ảnh hưởng của tán sắc, các xung ở đầu vào máy thu bị giãn rộng, nhưng hai xung kề nhau còn phân biệt được khi độ giãn xung t còn nhỏ hơn độ rộng xung phát đi từ đó có tốc độ bit là:
C=1/ts=1/t=2,26.B=2.B
Như vậy độ giãn xung, độ rộng băng tần truyền dẫn B và tốc độ bit C có quan hệ ảnh hưởng lẫn nhau. Để truyền dẫn 2 bit/s thì về lý thuyết có độ rộng bằng khoảng 1 HZ nhưng trên thực tế cần 1,6HZ cho nên ta có thể nói rằng tốc độ bit/s lớn nhất của sợi quang bằng độ rộng băng tần truyền dẫn. Từ đó, để sợi cho phép truyền được các luồng bit tốc độ cao hay là có băng tần rộng cần giảm ảnh hưởng của hiện tượng tán sắc đến mức thấp nhất thông qua chọn loại sợi hay chọn các tham số cấu trúc tối ưu của sợi.
2.6.4. Các nguyên nhân gây ra tán sắc.
2.6.4.1.Tán sắc mode (Mode Despersion)
Nguyên nhân:
- Sợi truyền nhiều mode
- Mỗi mode truyền có vận tốc nhóm khác nhau (mỗi mode có hằng số lan truyền khác nhau)
Þ Lệch thời gian truyền gây ra tán sắc mode.
Độ tán sắc của mode phụ thuộc vào dạng phân bố chiết suất của sợi đa mode thông qua số mũ g trong biểu thức hàm chiết suất. Tán sắc mode chỉ xảy ra ở sợi đa mode.
Vì phạm vi có hạn nên ở đây chỉ đưa ra công thức đã tính toán về tán sắc mode : Với chiều dài sợi quang là L, chiết suất n1, n2 ; Giá sử có hai tia đi vào sợi quang, tia thứ nhất đi đoạn đường dài hơn, tia thứ hai đi đoạn đường ngắn hơn, ta có:
Trong đó: t1: Thời gian truyền tia thứ nhất
t2: Thời gian truyền tia thứ hai.
Thời gian chênh lệch giữa hai đường truyền Dt là:
với
Độ trải xung do tán sắc mode dmat là:
Độ tán sắc mode là :
.
+ Đối với sợi MM – SI:
Độ lệch thời gian truyền giữa tia ngắn nhất (mode bậc thấp nhất) và tia dài nhất (mode bậc cao nhất)
+ Đối với sợi MM – GI:
- Các tia có quãng đường ngắn lan truyền với vận tốc chậm và ngược lại.
- Sợi GI có một mặt cắt chiết suất tối ưu ở đó độ trễ thời gian là nhỏ nhất.
- Độ lệch thời gian truyền giữa tia ngắn nhất (mode bậc thấp nhất) và tia dài nhất (mode bậc cao nhất).
a ¹ aopt
a = aopt
2.6.4.2.Tán sắc vật liệu
. Nguyên nhân:
- Chiết suất thuỷ tinh thay đổi theo bước sóng nên vận tốc truyền sóng của ánh sáng có bước sóng khác nhau cũng khác nhau
- Ánh sáng truyền trong sợi quang không đơn sắc mà có độ rộng phổ xác định.
- Tộc độ lan truyền của các thành phần phổ là khác nhau (do chiết suất là hàm của bớc sóng)
Þ Các thành phần phổ có thời gian truyền lệch nhau gây ra tán sắc vật liệu
Về mặt vật lý, tán sắc vật liệu cho biết mức độ nới rộng xung của mỗi nm bề rộng phổ nguồn quang qua mỗi km sợi quang, đơn vị của độ tán sắc do chất liệu M là ps/nm.Km.
+ Hệ số tán sắc:
+ Ta có:
ps/(nm.km)
+ Độ dãn xung vì nguồn có độ rộng phổ lD do tán sắc vật liệu là
tD = DM.lD.L
+ Chiết suất nhóm:
+ Sự phụ thuộc chiết suất vào bớc sóng hay tần số quang có thể được tính bằng phương trình Sellmeier:
wi: chỉ số nhóm của vật liệu vỏ sợi
Bi: cường độ dao động
Hình 2.11: Chỉ số chiết suất n và chỉ số nhóm ng thay đổi ở sợi thuỷ tinh
Ởbước sóng 850nm độ tán sắc vật liệu khoảng (90¸120) ps/nm.Km, ở bước sóng 1300nm độ tán sắc vật liệu bằng tán sắc ống dẫn sóng nhưng ngược dấu lên tán sắc sắc thể bằng không. Còn ở bước sóng 1550nm độ tán sắc này khoảng 20 ps/nm.Km.
2.6.4.3. Tán sắc do tác dụng của ống dẫn sóng:
Nguyên nhân:
- Sự phân bố năng lượng ánh sáng trong sợi quang phụ thuộc vào bước sóng.
- Ánh sáng truyền trong sợi quang không đơn sắc mà có độ rộng phổ xác định.
- Do hằng số lan truyền lan là hàm của a/l nên vận tốc nhóm của các thành phần phổ là khác nhau
Þ Các thành phần phổ có thời gian truyền lệch nhau gây ra tán sắc ống dẫn sóng.
+Hệ số tán sắc ống dẫn sóng:
* dV/d l = -V/l
* Độ dãn xung vì nguồn có độ rộng phổ Dl do tán sắc ống dẫn sóng là:
Dt = Dw.Dl.L
Hình 2.12: Tham số b và các vi phân của nó
Tán sắc do ống dẫn sóng nhỏ và chỉ đáng chú ý với sợi đơn mode.
2.6.4.4..Độ tán sắc tổng cộng
Độ tán sắc tổng cộng được tính theo công thức
với Dchr=Dmat+Dwg
Trong đó: Dchr: Độ tán sắc thể
Dwg: Độ tán sắc ống dẫn sóng.
- Trong sợi đơn mode, hệ số tán sắc sắc thể:
D = DM + DW
- Sợi đơn mode thông thờng: D = 0 tại l » 1310 nm,
D = 15-18 ps/(nm.km) tại l = 1550 nm
DM: Tán sắc vật liệu
DW: Tán sắc ống dẫn sóng
D: Tán sắc tổng
DR: Tán sắc dư (nhỏ)
DP: Tán sắc do mặt cắt gây ra (nhỏ)
DR
DP
Hình 2.13: Tán sắc tổng và các tán sắc thành phần
2.6.4.5. Tán sắc bậc cao
Nguyên nhân:
Do D ¹ 0 trong dải bớc sóng nằm trong phổ xung quang quanh lZD.
Đặc trưng bởi độ dốc tán sắc: S = dD/d l hay
Trong đó:
2.6.4.6.Tán sắc...

---