Đề cương bài giảng Thông tin sợi quang

Trải qua một thời gian dài từ khi con người sử dụng ánh sáng của lửa để là phương tiện thông tin liên lạc đến nay lịch sử của thông tin quang đã qua những bước phát triển và hoàn thiện
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đề cương bài giảng Thông tin sợi quang Đề cương bài giảng Thông tin sợi quang Chương I : Giới thiệu tổng quát Lịch sử phát triển: 1.1. Trải qua một thời gian dài từ khi con người sử dụng ánh sáng của lửa để làm phương tiện thông tin liên lạc đến nay lịch sử của thông tin quang đã qua những bước phát triển và hoàn thiện được ghi nhận bằng những mốc chính sau: - 1790 : CLAUDE CHAPPE, kỹ sư người Pháp, đã xây dựng một hệ thống điện báo quang (Optical Telegraph). hệ thống này gồm một chuỗi các tháp với các đèn báo hiệu di động trên đó. Thời ấy tin tức được truyền bằng hệ thống này vượt chặng đường 200 km trong vòng 15 phút. - 1870 : JOHN TYNDALL, nhà vật lý người Anh, đã chứng tỏ rằng ánh sáng có thể dẫn được theo vòi nước uốn cong. Thí nghiệm của ông đã sử dụng nguyên lý phản xạ toàn phần, điều này vẫn còn áp dụng cho sợi quang ngày nay. - 1880 : ALEXANDER GRAHAM BELL, người Mỹ, giới thiệu hệ thống photophone, qua đó tiếng nói có thể truyền đi bằng ánh sáng trong môi trường không khí mà không cần dây. Tuy nhiên hệ thống này chưa được áp dụng trên thực tế vì còn quá nhiều nguồn nhiễu làm giảm chất lượng của đường truyền. - 1934 : NORMAN R. FRENCH, kỹ sư người Mỹ, nhận được bằng sáng chế về hệ thống thông tin quang. Phương tiện truyền dẫn của ông là các thanh thuỷ tinh. - 1958 : ARTHUR SCHAWLOW và CHARLES H. TOWNES, xây dựng vầ phát triển laser. 1960 : THEODOR H. MAIMAN đưa laser vào hoạt động thành công. - - 1962 : Laser bán dẫn và photodiode bán dẫn được thừa nhận. Vấn đề còn lại là phải tìm môi trường truyền dẫn quang thích hợp. - 1966 : CHARLES H. KAO và GEORGE A. HOCKHAM, hai kỹ sư phòng thí nghiệm Standard Telecommunications của Anh, đề xuất việc dùng thuỷ tinh để truyền dẫn ánh sáng. Nhưng do công nghệ chế tạo sợi thuỷ tinh thời ấy còn hạn chế nên suy hao c ủa sợi quá l ớn (α ~ 1000 dB/km). - 1970 : Hãng Corning Glass Works chế tạo thành công sợi quang loại SI có suy hao nhỏ hơn 20 db/km ở bước sóng 633 nm. - 1972 : Loại sợi GI được chế tạo với độ suy hao 4 dB/km. 1983 : Sợi đơn mode (SM) được xuất xưởng ở Mỹ. - - Ngày nay sợi đơn mode được sử dụng rộng rãi. độ suy hao của loại sợi này chỉ còn khoảng 0,2 dB/km ở bước sóng 1550 nm. Các thành phần của một tuyến truyền dẫn sợi quang: 1.2. Đề cương bài giảng Thông tin sợi quang Tín hiệu điện Tín hiệu quang Tín hiệu điện Mạch kích Nguồn Linh kiện Phục hồi K tín hiệu thích quang thu quang SỢI QUANG THIẾT BỊ PHÁT THIẾT BỊ THU Các thành phần chính của một tuyến truyền dẫn sợi quang được nêu trong hình trên. Trong đó tín hiệu điện có thể ở dạng analog hoặc digital, ngày nay tín hiệu digital được dùng phổ biến hơn. Nếu cự ly truyền dẫn dài thì giữa hai trạm đầu cuối một hoặc một vài trạm ti ếp vận với sơ đồ khối sau : Tín hiệu quang Tín hiệu quang Sửa Thu Phát KĐ dạng quang quang Những ứng dụng của sợi quang : 1.3. Cùng với sự phát triển không ngừng về thông tin viễn thông, hệ thống truyền dẫn quang - truyền tín hiệu trên sợi quang đã và đang phát triển mạnh mẽ ở nhiều nước trên thế giới. Do có nhiều ưu điểm hơn hẳn các hình thức thông tin khác về dung l ượng kênh, kinh t ế... mà thông tin quang giữ vai trò chính trong việc truyền tín hiệu ở các tuyến đ ường tr ục và các tuyến xuyên lục địa, xuyên đại dương. Công nghệ ngày nay đã tạo ra kỹ thuật thông tin quang phát triển và thay đổi theo xu hướng hiện đại và kinh tế nhất. Đặc biệt công nghệ sợi quang đơn mode có suy hao nhỏ điều này đã làm đơn giản việc tăng được chiều dài toàn tuyến thông tin quang. Thêm vào đó khi công nghệ thông tin quang kết hợp và khuếch đại quang ra đời làm tăng chiều dài đoạn lên gấp đôi hoặc gấp n lần. Như vậy chất lượng tín hiệu thu trên hệ thống này sẽ được cải thiện một cách đáng kể. ở nước ta thông tin cáp sợi quang đang ngày càng chiếm vị trí quan trọng. Các tuyến cáp quang được hình thành, đặc biệt là hệ thống cáp quang Hà Nội - Hồ Chí Minh chiếm một v ị trí quan trọng trong thông tin toàn quốc. Trong tương lai mạng cáp quang sẽ được xây dựng rộng khắp. Tuyến đường trục cáp quang sẽ được rẽ nhánh tới các tỉnh, thành phố, quận, huyện và xây dựng tuy ến cáp quang nội hạt. Vị trí của sợi quang trong mạng thông tin giai đoạn hiện nay: Mạng đường trục xuyên quốc gia - Mạng riêng của các công ty đường sắt, điện lực, ... - Đường trung kế - Đường cáp thả biển liên quốc gia - Đường truyền số liệu, mạng LAN - Đề cương bài giảng Thông tin sợi quang Mạng truyền hình. - Trong tương lai sợi quang có thể được sử dụng trong mạng thuê bao. - 1.4. Ưu điểm của thông tin sợi quang: So với dây kim loại sợi quang có nhiều ưu điểm đáng chú ý là: - Suy hao thấp: cho phép kéo dài khoảng cách tiếp vận do đó giảm đ ược s ố tr ạm ti ếp vận - Dải thông rất rộng: có thể thiết lập hệ thống truyền dẫn số tốc độ cao - Trọng lượng nhẹ, kích thước nhỏ - Hoàn toàn cách điện không chịu ảnh hưởng của sấm xét ...