Bài giảng Kỹ thuật thông tin quang: Chương 1 - Học viện CN Bưu chính Viễn thông

Chương 1 Tổng quan về kỹ thuật thông tin quang, nội dung cần tìm hiểu trong chương này gồm: Lịch sử phát triển; Mô hình chung của hệ thống thông tin quang; Một số vấn đề về quang vật lý trong thông tin quang.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật thông tin quang: Chương 1 - Học viện CN Bưu chính Viễn thông HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG BÀI GIẢNG KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG Fundamental of Optical Fiber Communications Giảng viên: Th.S Đỗ Văn Việt Em – Th.S Phạm Quốc Hợp Bộ môn: ộ Thông Tin Q g Quang – Khoa Viễn thông 2 g g Email: emdvv@ptit.edu.vn, pqhop@ptithcm.edu.vn KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 2 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 NỘI DUNG CHƯƠNG 1 • Lịch sử phát triển • Mô hình chung của hệ thống TTQ • Một số vấn đề về quang vật lý trong TTQ GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 3 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Lịch Sử Phát Triển • 1790: Claude Chappe (Pháp) Điện báo quang 200km trong vòng 15 phút • 1870: John Tyndall (Anh) Chứng minh ánh sáng có thể dẫn theo vòi nước bị uốn ể ẫ cong Định luật phản xạ toàn phần • 1880: Alexander Graham Bell (Mỹ) Photophone: không thành công Cần phải có một môi trường dẫn ánh sáng thích hợp GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 4 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Lịch Sử Phát Triển • 1934: Norman R.French (Mỹ) Nhận bằng sáng chế về hệ thống thông tin quang Dùng thanh thủy tinh để truyền ánh sáng Môi trường truyền ánh sáng thích hợp • 1958 A Schawlow và Ch l H T 1958: A. S h l à Charles H.Townes (Mỹ) Xây dựng và phát triển laser Ứng dụng trong nhiều lĩnh vực: y học quân sự … học, Nguồn quang dùng trong thông tin quang • 1966: Charles H Kao và George A Hockham (Mỹ) H.Kao A. Dùng sợi thủy tinh để truyền dẫn ánh sáng Suy hao lớn ( > 1000dB/km) GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 5 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Lịch Sử Phát Triển • 1970: Hãng Corning Glass Work (Mỹ) Chế tạo sợi SI có suy hao < 20dB/km, tại λ=633nm Thông tin quang ra đời • 1972: Sợi GI được chế tạo có suy hao 4 dB/km • 1983: Sợi đơn mode (SM) được chế tạo Sợi quang SM được sử dụng phổ biến ngày nay có suy hao ~0.2 dB/km tại λ=1550nm 02 GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 6 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Mô Hình Chung Của Hê Thống TTQ • Sơ đồ khối cơ bản, gồm có: Bộ phát quang (E/O) Bộ thu quang (O/E) Môi trường truyền dẫn là cáp sợi quang. GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 7 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Mô Hình Chung Của Hê Thống TTQ • Chức năng chính các khối Khối E/O: điều chế tín hiệu điện thành tín hiệu quang Khối O/E: tách tín hiệu quang thành tín hiệu điện. Cáp sợi quang: môi trường truyền dẫn tín hiệu quang từ đầu phát đến đầu thu thu. GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 8 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Mô Hình Chung Của Hê Thống TTQ • Trạm lặp (repeater) Khuếch đại tín hiệu bị suy yếu do suy hao trên sợi quang Trạm lặp làm việc theo nguyên lý: quang – điện – quang (O – E – O) Ngoài N ài ra, để kh ế h đ i tí hiệ quang còn có thể sư đê khuếch đại tín hiệu ò ó thê ử dụng các bộ khuếch đại quang (Optical Amplifier). Bộ khuếch đại quang làm việc trong miền quang. GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 9 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Mô Hình Chung Của Hê Thống TTQ • Nguyên tắc truyền tin: Tín hiệu truyền có tần số trong miền quang. Có thể truyền hai hướng trên một sợi quang. Thông thường sử dụng 2 sợi quang cho một tuyến và chỉ truyền một hướng trên 1 sợi quang. GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 10 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Mô Hình Chung Của Hê Thống TTQ • Ưu điểm của hệ thống TTQ: Suy hao thấp Dải thông rộng Trọng lượng nhẹ, kích thước nhỏ Hoàn t à á h điện H à toàn cách điệ Không bị can nhiễu của trường điện từ Xuyên âm giữa các sợi quang không đáng kể Tính bảo mật cao Vật liệu chế tạo có nhiều trong tự nhiên ậ ệ ạ g ự GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn Trang 11 BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Mô Hình Chung Của Hê Thống TTQ • Nhược điểm của hệ thống TTQ: Vấn đề biến đổi quang điện. Hàn nối, đo thử sợi quang đòi hỏi thiết bị chuyên dụng đắt tiền. An toàn lao động động. GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP www.ptit.edu.vn ...