Download miễn phí Cơ sở lý thuyết về sợi quang



Chương 1 Cơ sở lý thuyết về sợi quang
1.1. Tổng quan về thông tin quang
1.1.1. Sự phát triển của hệ thống thông tin quang
1.1.2. Cấu trúc và các thành phần chính trong tuyến truyền dẫn quang
1.1.3. Những ưu điểm và ứng dụng của thông tin sợi quang
1.2. Lý thuyết về sợi quang
1.2.1. Nguyên lý truyền dẫn ánh sáng trong sợi quang
1.2.1.1 Chiết suất của môi trường
1.2.1.2 Sự phản xạ và khúc xạ ánh sáng
1.2.1.3 Sự phản xạ toàn phần
1.2.2. Sự truyền dẫn ánh sáng trong sợi quang
1.2.2.1 Nguyên lý truyền dẫn chung
1.2.2.2 Khẩu độ số NA
1.2.3. Các dạng phân bố chiết suất trong sợi quang
1.2.3.1 Sợi quang có chiết suất nhẩy bậc
1.2.3.2 Sợi quang có chiết suất giảm dần
1.2.3.3 Các dạng chiết suất khác
1.2.4. Sợi đa mode và sợi đơn mode
1.2.4.1 Sợi đa mode
1.2.4.2 Sợi đơn mode
Chương 2 Suy hao và tán xạ trong sợi quang
2.1. Suy hao trong sợi quang
2.1.1. Định nghĩa
2.1.2. Đặc tuyến suy hao
2.1.3. Các loại suy hao trong sợi quang
2.1.3.1 Suy hao trong hấp thụ
2.1.3.2 Suy hao do tán xạ ánh sáng
2.1.3.3 Suy hao do bị uốn cong
2.1.3.4 Duy hao do hàn nối
2.2. Tán xạ trong sợi quang
2.2.1. Hiện tượng, nguyên nhân và ảnh hưởng của tán xạ
2.2.2. Mối quan hệ tán xạ giữa độ rộng băng truyền dẫn
2.2.3. Các loại tán xạ
2.2.3.1 Tán xạ vật liệu
2.2.3.2 Tán xạ dẫn sóng
2.2.3.3 Tán xạ mode
2.2.3.4 Tán xạ mặt cắt
Chương 3 Phương pháp đo trên cáp sợi quang và hệ thống truyền dẫn quang
3.1. Đo suy hao sợi quang
3.1.1. Đo suy hao bằng phương pháp hai điểm
3.1.1.1 Phương pháp cắt sợi
3.1.1.2 Phương pháp xen thêm
3.1.2. Đo suy hao theo phương pháp đo tán xạ ngược
3.1.2.1 Sự hình thành phản xạ của tán xạ ngược
3.1.2.2 Nguyên lý đo phản xạ và tán xạ ngược
3.2. Phương pháp đo kiểm cáp quang
3.2.1. Phương pháp đo thử độ bền cơ học của cáp
3.2.1.1 Lực căng
 


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2015-09-09-co_so_ly_thuyet_ve_soi_quang.5Ugc6OMgdo.swf /tai-lieu/co-so-ly-thuyet-ve-soi-quang-85132/


Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.

Ket-noi - Kho tài liệu miễn phí lớn nhất của bạn


Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ket-noi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

hép của tuyến mà không cần trạm lặp. Vì vậy một trong các yêu cầu quan trọng là phải xác định được thông số này.
Có hai phương pháp đo suy hao đang được áp dụng nhiều là :
-Phương pháp đo hai điểm : dùng máy phát quang và máy đo công suất quang.
-Phương pháp đo quang dội còn gọi là đo tán xạ ngược : dùng máy đo quang dội OTDR.
3.1.1. Đo suy hao bằng phương pháp hai điểm :
Để đo suy hao theo phương pháp này, cần có công suất phát ổn định và máy đo công suất quang có độ nhạy cao.
Nguyên lý đo : Đo mức công suất quang ở đầu và cuối sợi để tính ra suy hao của sợi.
Để thích hợp với điều kiện của sợi quang cần đo, phương pháp này lại được chia làm hai phương pháp với cùng một nguyên lý đo nhưng cách đấu nối với sợi quang khác nhau :
3.1.1.1. Phương pháp cắt sợi :
OPM
LS
Điểmcắt L1 P1
2m Sợi quang
OPM
LS
L2
P2
LS : nguồn quang (Light Source)
OPhần mềm : máy đo công suất quang (Optical Power Meter).
Hình 3.1. Đo suy hao theo phương pháp cắt sợi.
Nối hai đầu sợi quang cần đo vào nguồn quang (LS) và máy đo công suất quang (OPM) như trên hình 3.1. Tiến trình đo qua các bước như sau :
-Cho nguồn quang hoạt động, đo và ghi nhận mức công suất ở đầu xa L2 ; P2.
-Cắt sợi quang ở đầu gần nguồn quang L1 (2m).
-Nối máy đo công suất quang vào đoạn L1, đo và ghi nhận mức công suất quang ở đầu gần P1.
-Tính suy hao của sợi theo công thức :
A(dB) = ; Nếu P1, P2 đo bằng mW
hay A(dB) = P1(dBm) - P2(dBm) ; nếu P1, P2 đo bằng dBm.
-Suy hao trung bình của sợi :
Trong đó L = L2 - L1.
Suy hao ghep ở hai đầu sợi quang đều có mặt cả trong hai lầng đo công suất đầu gần và đầu xa nên chúng tự khư nhau trong cách tính suy hao nêu trên. Phương pháp đo cắt sợi cho kết quả chính xác, và được ITU - T chấp nhận là một phương pháp tham khảo để đo suy hao sợi quang.
Nhược điểm của phương pháp này là sợi quang bị cắt đi một đoạn (2m) sau mỗi lần đo nên không thích hợp với các sợi quang đã được lắp đặt và gắn sẵn khớp nối ở đầu sợi. Có thể tránh việc cắt sợi quang khi đo bằng phương pháp thứ hai.
OPM
LS
P1
OPM
+
LS
công cụ ghép
Sợi quang P2
Hình 3.2. Đo suy hao theo phương pháp xen thêm suy hao.
Sợi quang cần đo được nối với dây nối của nguồn quang thông qua một công cụ lắp ráp được (hình 3.1). Nếu sợi quang đã lắp đặt mà chưa gắn với khớp nối ở đầu sợi thì công cụ ghép là một ống nối đàn hồi, nếu đã có khớp nối ở đầu sợi quang thì công cụ ghép là khớp nối.
Trình tự đo cũng tương tự như ở phương pháp cắt sợi, nhưng trường hợp này có thể đo công suất quang ở đầu gần trước.
-Đo công suất ở đầu gần : P1.
-Nối sợi cần đo vào dây đo của nguồn thông qua công cụ và đo công suất quang ở đầu xa : P2.
-Tính suy hao tổng cộng và suy hao trung bình, như trong phương pháp cắt sợi.
Độ suy hao tổng cộng A của phương pháp này bao gồm cả suy hao của sợi quang và công cụ nối. Có thể tính suy hao riêng của sợi bằng cách trừ bớt suy hao của công cụ nối (ước tính). Trên thực tế thường cần đo suy hao toàn tuyến bao gồm cả khớp nối ở hai đầu nên phương pháp này tỏ ra thích hợp hơn. Đây là phương pháp luân phiên có trong thủ tục FOTP-53 của EIA.
3.1.2. Đo suy hao theo phương pháp đo tán xạ ngược.
Ý tưởng của phương pháp này là phóng các xung ánh sáng vào các sợi quang rồi thu nhận và phân tích các xung phản xạ, tán xạ theo thời gian để đánh giá đặc tính truyền dẫn của sợi quang.
Nguyên lý này được áp dụng trong máy đo OTDR do Barnosky Lensen đưa ra lần đầu vào năm 1976.
Kỹ thuật này cho phép xác định suy hao sợi quang, suy hao mối hàn, chỗ sợi bị đứt ... chỉ ở tại một đầu sợi mà không cần cắt sợi.
3.1.2.1. Sự hình thành phản xạ và tán xạ ngược.
*Phản xạ :
Khi ánh sáng truyền qua các khe không khí tại các vị trí sợi hỏng hay qua connector và đến cuối sợi, gặp mặt ngăn cách giữa sợi thuỷ tinh và không khí sẽ phản xạ (phản xạ Fresel) ví hệ số phản xạ.
Trong đó : n1 : chiết suất của sợi thuỷ tinh
n0 : chiết suất của không khí.
Điều đó có nghĩa là ở mặt ngăn cách (hay ở chỗ sợi bị đứt), có công suất quang phản xạ trở lại.
Nếu mặt cắt đầu cuối của sợi quang nghiêng hay không nhẵn thì hệ số phản xạ sẽ thấp hơn.
Tổng quát công suất phản xạ được diễn ra bởi :
P(t) = R.Po exp (2. a.v.t).
Trong đó : R : Hệ số phản xạ.
Po : công suất ở đầu sợi.
a: hệ số suy hao trung bình (Np/km)
v : vận tốc ánh sáng trong sợi.
t : thời gian (s)
Ánh sáng phải đi qua một khoảng cách để đến điểm phản xạ và trở về. Do đó khoảng cách từ đầu sợi đến điểm phản xạ là :
*Tán xạ ngược :
Tán xạ ngược là do chiết suất khúc xạ thay đổi theo sợi quang. Tại những chỗ có sự chênh lệch chiết suất khúc xạ thì ánh sáng bị tán xạ. Các tia tán xạ ngược toả ra mọi hướng. Những tia tán xạ ngược về phía nguồn quang có phưng hợp với trục sợi một góc nhỏ hơn góc mở của sợi có thể truyền về đầu sợi (Hình 3.3).
Hình 3.3 . Sự truyền tia tán xạ ngược.
Những tia tán xạ theo các hướng khác thì tiếp tục truyền về phía cuối sợi hay bị khúc xạ ra khỏi lõi tuỳ theo phương của chúng.
Công suất tán xạ có dạng tổng quát :
PS(t) = S-aS.V.t.Po.exp(-2aVt).
Trong đó : S : hệ số tán xạ ngược.
aS : hệ số tán xạ Rayleigh
V : Vận tốc ánh sáng trong sợi.
t : độ rộng xung ánh sáng.
Po : công suất của xung ánh sáng tới.
a : Độ suy hao trung bình của sợi quang.
t : thời gian.
Hệ số tán xạ ngược S phụ thuộc vào từng loại sợi quang.
*Sợi đa mode chiết suất nhảy bậc (SI).
; với n1 : chiết suất lõi sợi.
n2 : chiết suất lớp bọc.
*Sợi đa mode chiết suất giảm dần (GI ) :
*Sợi đơn mode (SM) :
S = 0,038; với l : bước sóng
2P : đường kính trường mode.
3.1.2.2. Nguyên lý đo phản xạ và tán xạ ngược :
Xung quang
Bộ ghép nối quang
Bộ phát xung và nguồn quang
Phản xạ và tán xạ
Sợi quang
Bộ tách sóng quang và chỉ thị
Hình 3.4 : Nguyên lý đo phản xạ và tán xạ ngược.
Xung đo được tạo ra từ bộ phát xung và đưa vào điều chế với nguồn quang bán dẫn như diode phát quang hay diode laser, LD. Xung quang đã điểu chế đi qua bộ ghép nối quang để truyền vào sợi quang cần đo. Xung ánh sáng truyền qua sợi quang sẽ xẩy ra tán xạ ngược hay phản xạ trở lại đầu sợi tại những chỗ không đồng nhất trên đường truyền.
Các tia phản xạ và tán xạ ngược qua bộ ghép nối quang để vào diode tách quang và trị số xung phản xạ và tán xạ ngược được chỉ thị trên màn hình và đồng hồ đo.
Kết quả chỉ thị được thể hiện cả biên độ và thời gian từ lúc phát xung cho đến khi thu được xung quang trở lại. Khi sự phản xạ xuất hiện ứng với điểm nàođó trên sợi thì có một xung đột biến. Tán xạ ngược qua các mối hàn sẽ biểu thị suy hao, nên đường cong tại đó có bậc thang.
3.2. PHƯƠNG PHÁP ĐO KIỂM CÁP QUANG :
3.2.1. Phương pháp đo thử độ bền cơ học của cáp :
3.2.1.1. Lực căng .
Lực cang của cáp sau khi thử theo IEC - 794 - E1 phải đảm bảo các yêu cầu :
-Sợi không gẫy.
-Vỏcáp không rạn nứt.
-Độ tăng suy hao không được vượt qua 0,1 dB.
Phép đo thử khả năng chịu lực căng của cáp :
-Mẫu thử là một đoạn cáp dài hơn 100m được lấy ra từ cuộn cáp cần đo (không cần cắt khỏi cuộn cáp). Nên để mẫu thử ở nhiệt độ ph

---