Bài giảng Cơ sở kỹ thuật thông tin sợi quang - Chu Công Cẩn

Hệ thống thông tin quang được xây dựng và phát triển trên cơ sở của các ngành công nghệ hiện đại và tiên tiến đó là: Công nghệ quang lượng tử, công nghệ truyền dẫn ánh sáng và công nghệ điện tử - tin học. Các phần tử cơ bản cấu thành hệ thống thông tin quang bao gồm các nguồn quang, sợi quang, bộ tách sóng quang và các phần tử đầu nối. Các vấn đề nêu trên chính là cơ sở kỹ thuật để phân tích, đánh giá và thiết kế các hệ thống thông tin quang đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về kỹ thuật và chỉ tiêu kinh tế. Cuốn sách “Bài giảng Cơ sở kỹ thuật thông tin sợi quang“ do Chu Công Ẩn biên soạn gồm 5 chương: Tổng quan về hệ thống thông tin quang, sợi quang, nguồn quang, các bộ tách sóng quang và các bộ ghép nối trong thông tin sợi quang.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cơ sở kỹ thuật thông tin sợi quang - Chu Công Cẩn Chu C«ng CÈn Bμi gi¶ng Hµ Néi – 2007 Lêi nãi ®Çu Ngµy nay trong xu h−íng héi nhËp toµn cÇu, nhu cÇu trao ®æi th«ng tin ngµy cµng ph¸t triÓn. C¸c dÞch vô th«ng tin ngµy cµng t¨ng c¶ vÒ sè l−îng vµ chÊt l−îng, chóng hÕt søc ®a d¹ng vÒ tèc ®é còng nh− dung l−îng, tõ c¸c dÞch vô th«ng tin b¨ng tÇn hÑp nh− Telex, Fax, tho¹i… ®Õn c¸c dÞch vô th«ng tin b¨ng tÇn réng nh− tho¹i h×nh, truyÒn h×nh…Víi nhu cÇu nµy, c¸c hÖ thèng th«ng tin cÇn ph¶i cã tèc ®é vµ dung l−îng cao ®Ó s½n sµng ®¸p øng mäi nhu cÇu dÞch vô mµ vÉn b¶o ®¶m chÊt l−îng theo yªu cÇu. §©y lµ vÊn ®Ò hÕt søc khã kh¨n ®èi víi c¸c hÖ thèng th«ng tin sö dông c¸p kim lo¹i vµ c¸c hÖ thèng th«ng tin v« tuyÕn. HÖ thèng th«ng tin quang ra ®êi ®· gi¶i quyÕt ®−îc c¸c vÊn ®Ò trªn vµ nã ®· thÓ hiÖn ®−îc tÝnh −u viÖt h¬n h¼n so víi c¸c hÖ thèng truyÒn dÉn kh¸c. HÖ thèng th«ng tin quang ®−îc x©y dùng vµ ph¸t triÓn trªn c¬ së cña c¸c c«ng nghÖ hiÖn ®¹i vµ tiªn tiÕn ®ã lµ: C«ng nghÖ quang l−îng tö, c«ng nghÖ truyÒn dÉn ¸nh s¸ng vµ c«ng nghÖ ®iÖn tö ‐ tin häc. C¸c hÖ thèng th«ng tin sîi quang ®· thÓ hiÖn ®−îc nh÷ng −u ®iÓm v−ît tréi trªn c¸c mÆt: Cã dung l−îng vµ tèc ®é truyÒn dÉn cao, suy hao hÖ thèng nhá, cù ly th«ng tin xa, chÊt l−îng th«ng tin cao, tÝnh b¶o mËt th«ng tin tèt, kÝch th−íc hÖ thèng nhá, cÊu h×nh hÖ thèng linh ho¹t… HiÖn t¹i còng nh− trong t−¬ng lai, hÖ thèng th«ng tin quang sÏ dÇn dÇn thay thÕ c¸c hÖ thèng truyÒn dÉn c¸p kim lo¹i. Do vËy, viÖc nghiªn cøu vµ n¾m b¾t hÖ thèng th«ng tin quang lµ vÊn ®Ò rÊt quan träng vµ hÕt søc cÇn thiÕt. C¸c phÇn tö c¬ b¶n cÊu thµnh hÖ thèng th«ng tin quang bao gåm c¸c nguån quang, sîi quang, bé t¸ch sãng quang vµ c¸c phÇn tö ®Êu nèi. ViÖc nghiªn cøu c¸c phÇn tö ph¶i ®−îc ph©n tÝch vµ ®¸nh gi¸ mét c¸ch ®Çy ®ñ tõ cÊu tróc, c¸c th«ng sè ®Æc tÝnh ®Õn kh¶ n¨ng øng dông cña chóng trªn hÖ thèng th«ng tin quang. C¸c vÊn ®Ò nªu trªn chÝnh lµ c¬ së kü thuËt ®Ó ph©n tÝch, ®¸nh gi¸ vµ thiÕt kÕ c¸c hÖ thèng th«ng tin quang ®¸p øng ®Çy dñ c¸c yªu cÇu vÒ kü thuËt vµ chØ tiªu kinh tÕ. MÆc dï ®· hÕt søc cè g¾ng nh−ng cuèn s¸ch kh«ng thÓ tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt trong qu¸ tr×nh biªn so¹n, t¸c gi¶ rÊt mong nhËn ®−îc sù ®ãng gãp ý kiÕn phª b×nh cña c¸c ®ång nghiÖp vµ b¹n ®äc ®Ó cã thÓ hoµn thiÖn h¬n. Mäi ý kiÕn ®ãng gãp xin göi vÒ hép th−: chucongcan@fpt.vn hoÆc Bé m«n Kü thuËt th«ng tin – P.706‐A7‐ §¹i häc Giao Th«ng VËn T¶i, Hµ Néi. Hµ Néi, ngµy 02 th¸ng 07 n¨m 2007 T¸c gi¶ C¬ së kü thuËt th«ng tin sîi quang Chu C«ng CÈn Ch−¬ng 1 Tæng quan vÒ hÖ thèng th«ng tin quang 1.1 Kh¸i qu¸t chung Tõ xa x−a, mét trong nh÷ng ®iÒu quan t©m chñ yÕu trong cuéc sèng cña loµi ng−êi lµ t×m ra c¸c hÖ thèng th«ng tin ®Ó göi ®i c¸c b¶n tin tõ n¬i nµy ®Õn n¬i kh¸c. BÊt kú mét hÖ thèng th«ng tin nµo còng gåm c¸c phÇn tö c¬ b¶n nh− trªn h×nh vÏ 1‐1 H×nh 1‐1: C¸c phÇn tö c¬ b¶n cña hÖ thèng th«ng tin C¸c phÇn tö nµy còng bao gåm c¶ n¬i ®Çu tiªn cña nguån tin lµ n¬i ®−a mét b¶n tin tíi m¸y ph¸t. M¸y ph¸t tËp hîp c¸c b¶n tin trong kªnh truyÒn dÉn ë cïng mét d¹ng tÝn hiÖu vµ s¾p xÕp theo ®Æc tÝnh cña kªnh. Kªnh truyÒn dÉn lµ cÇu nèi kho¶ng c¸ch trung gian gi÷a m¸y ph¸t vµ m¸y thu, nã cã thÓ lµ c¸c ®−êng truyÒn dÉn nh− c¸p kim lo¹i, èng dÉn sãng, hoÆc truyÒn dÉn trong kh«ng khÝ. Khi tÝn hiÖu lan truyÒn trong kªnh truyÒn dÉn nã cã thÓ bÞ ¶nh h−ëng tíi hai mÆt ®ã lµ bÞ suy gi¶m vµ bÞ biÕn d¹ng tÝn hiÖu theo sù t¨ng cña kho¶ng c¸ch truyÒn lan. Chøc n¨ng cña m¸y thu lµ thu nhËn tÝn hiÖu ®· bÞ suy yÕu vµ mÐo d¹ng tõ kªnh truyÒn dÉn, khuÕch ®¹i chóng vµ håi phôc chóng trë l¹i nguyªn d¹ng gièng nh− tr−íc khi chóng ®−îc chuyÓn ®Õn n¬i nhËn tin. 1.1.1 C¸c h×nh thøc cña c¸c hÖ thèng th«ng tin Trong lÞch sö th«ng tin cã rÊt nhiÒu c¸c hÖ thèng th«ng tin xuÊt hiÖn. Sù thóc ®Èy chñ yÕu sau mçi mét d¹ng míi lµ c¶i tiÕn c¸ch thøc truyÒn Optical Fiber Communication 5 C¬ së kü thuËt th«ng tin sîi quang Chu C«ng CÈn dÉn cò nh»m t¨ng sè l−îng ®−êng kªnh, tèc ®é sè liÖu ®Ó cã thÓ göi ®i ®−îc nhiÒu b¶n tin h¬n n÷a hoÆc lµ t¨ng cù ly gi÷a c¸c tr¹m chuyÓn tiÕp. M«i tr−êng truyÒn dÉn. C¸c øng dông. Tö ngo¹i 800 nm Tho¹i 1015 Hz Nh×n thÊy Sîi quang Tia Laser D÷ liÖu 10‐6 m Video 2.55mm Hång ngo¹i 1014 Hz Sãng Hµng h¶i Milimeter 100 GHz VÖ tinh ‐ VÖ tinh 1 cm Siªu cao tÇn èng dÉn sãng ChuyÓn tiÕp viba (SHF) Viba 10 GHz Tr¹m mÆt ®Êt ‐ V.tinh 10 cm TÇn sè cùc cao Radar 1 GHz (UHF) UHF TV 1m Hµng kh«ng, Mobile TÇn sè rÊt cao V« tuyÕn VHF TV & FM 100 MHz (VHF) sãng ng¾n Mobile Ra ...