Mạng máy tính - Chương 3

Tài liệu tham khảo giáo trình Mạng máy tính - Chương 3 trình bμy về hệ thông tin sợi quang, đây lμ hệ thông tin đang đ−ợc sử dụng hiệu quả, có tốc độ cao vμ dung l−ợng lớn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mạng máy tính - Chương 3Ch−¬ng 3HÖ thèng th«ng tin quang3.1. HÖ thèng th«ng tin sîi quang3.1.1. CÊu tróc hÖ thèng th«ng tin sîi quang CÊu tróc c¬ b¶n cña hÖ thèng th«ng tin quang m« t¶ ë h×nh 3.1. TÊt c¶ c¸c tÝn hiÖu®iÖn tõ m¸y ®iÖn tho¹i, tõ c¸c thiÕt bÞ ®Çu cuèi, sè liÖu fax ®−a ®Õn ®−îc biÕn ®æi sangtÝn hiÖu quang qua mét bé biÕn ®æi ®iÖn quang E/O (c¸c møc tÝn hiÖu ®iÖn ®−îc biÕn®æi thµnh c−êng ®é s¸ng). C¸c tÝn hiÖu ®iÖn nhÞ ph©n 0 vµ 1 ®−îc biÕn ®æi ra ¸nhs¸ng d¹ng kh«ng vµ cã vµ sau ®ã ®−îc göi vµo c¸p quang. C¸c tÝn hiÖu truyÒn quasîi quang c«ng suÊt bÞ gi¶m vµ d¹ng sãng (®é réng xung) bÞ d·n ra. NÕu c«ng suÊt vµd¹ng sãng ®Õn n¬i nhËn (víi kho¶ng c¸ch x¸c ®Þnh) vÉn b¶o ®¶m trong møc ®é quy®Þnh, nã sÏ ®−îc ®−a ®Õn bé biÕn ®æi quang-®iÖn O/E. Bé biÕn ®æi quang-®iÖn sÏ biÕn®æi tÝn hiÖu quang thu ®−îc thµnh tÝn hiÖu ®iÖn vµ kh«i phôc l¹i nguyªn d¹ng tÝn hiÖucña m¸y ®iÖn tho¹i, fax… ®Ó göi ®i. TÝn hiÖu ®· kh«i phôc ®−îc truyÒn ®Õn c¸c thiÕt bÞ®Çu cuèi cña chÆng truyÒn dÉn. H×nh 3.1: CÊu h×nh cña hÖ thèng th«ng tin sîi quang Bé biÕn ®æi ®iÖn-quang E/O lµ c¸c linh kiÖn ph¸t quang nh− diode ph¸t quang(LED) hay laser diode. Bé biÕn ®æi quang-®iÖn O/E chÝnh lµ photo diode. Khi kho¶ng c¸ch truyÒn dÉn gi÷a tr¹m nguån vµ ®Ých lín h¬n giíi h¹n quy ®Þnh(®èi víi tõng lo¹i sîi quang) tÝn hiÖu sÏ bÞ biÕn d¹ng vµ suy gi¶m tíi møc khã håi phôcl¹i chÝnh x¸c. Lóc ®ã cÇn cã c¸c tr¹m lÆp (repeater: tiÕp søc) gi÷a ®−êng truyÒn ®Ó b¶o®¶m, tÝn hiÖu tr¹m ®Ých cã thÓ håi phôc chÝnh x¸c. C¸c tr¹m lÆp nµy sÏ biÕn ®æi tÝnhiÖu quang thu ®−îc thµnh tÝn hiÖu ®iÖn, råi dïng khuÕch ®¹i ®iÖn tö khuÕch ®¹i lªnvµ söa d¹ng nh− tÝn hiÖu ®iÖn ban ®Çu. TÝn hiÖu nµy sÏ qua bé biÕn ®æi ®iÖn- quang 50E/O, thµnh tÝn hiÖu quang vµ tiÕp tôc ®−îc truyÒn qua sîi quang tíi ®Ých. Tãm l¹i lµviÖc söa d¹ng vµ t¨ng c−êng c«ng suÊt cña tÝn hiÖu quang ®−îc thùc hiÖn b»ng ph−¬ngph¸p ®iÖn.3.1.2. §Æc ®iÓm cña th«ng tin sîi quang HÖ thèng th«ng tin quang cã nhiÒu −u ®iÓm h¬n hÖ thèng sö dông c¸p ®ång do södông c¸c ®Æc tÝnh cña sîi quang, linh kiÖn thu quang ph¸t quang.Sîi quang cã nh÷ng −u ®iÓm sau:- Suy hao cña c¸p quang thÊp h¬n nhiÒu so víi c¸p kim lo¹i.- C¸p sîi quang ho¹t ®éng ë tÇn sè rÊt cao so víi c¸p kim lo¹i, do ®ã ®é réng b¨ng lín h¬n nhiÒu.- KÝch th−íc rÊt nhá, träng l−îng nhÑ h¬n c¸p ®ång.Cïng mét kÝch th−íc nh− c¸p kim lo¹i, c¸p sîi quang chøa sè lâi sîi quang lín h¬n sè lâi sîi kim lo¹i vµ nhÑ h¬n nhiÒu. Do vËy viÖc l¾p ®Æt c¸p ®¬n gi¶n.- Do sîi quang cÊu tróc b»ng c¸c chÊt c¸ch ®iÖn nh− thñy tinh hoÆc chÊt dÎo, nªn chèng nhiÔu cao, chóng kh«ng chÞu ¶nh h−ëng cña ®iÖn tõ tr−êng ngoµi. Kh«ng chÞu t¸c dông cña m«i tr−êng nh− nhiÖt ®é, ®é Èm vµ hãa häc. Do vËy rÊt thuËn lîi khi cho c¸p xuèng m«i tr−êng biÓn.C¸c bé biÕn ®æi O/E vµ E/O cã nh÷ng −u ®iÓm sau:- Cã kh¶ n¨ng biÕn ®æi O/E vµ E/0 tèc ®é cao, nªn sö dông thuËn lîi trong th«ng tin tèc ®é cao vµ b¨ng réng.- HiÖu suÊt biÕn ®æi quang-®iÖn cao vµ kÝch th−íc l¹i nhá.- C¸c linh kiÖn cã thÓ ph¸t x¹ c«ng suÊt quang lín, vµ ®é nh¹y cña m¸y thu cao, nªn cã thÓ cho phÐp t¨ng kho¶ng c¸ch truyÒn dÉn. MÆc dï c¸c hÖ thèng th«ng tin sîi quang gÆp ph¶i hai khã kh¨n c¬ b¶n: gi¸ thµnhkhi x©y dùng hÖ thèng cao, kü thuËt l¾p ®Æt ®ßi hái kh¾t khe (khíp nèi c¸c sîi quang)®ßi hái tr×nh ®é chuyªn nghiÖp cao, song nã vÉn ®ang ®−îc ph¸t triÓn nhanh vµ quant©m rÊt nhiÒu. Th«ng tin quang nh− ph©n tÝch ë trªn cã thÓ tãm t¾t l¹i nh÷ng −u ®iÓmchÝnh:- Cã thÓ cho phÐp kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tr¹m tíi vµi chôc km. Mét sè tuyÕn ®iÖn tho¹i cã thÓ liªn l¹c trùc tiÕp kh«ng cÇn tr¹m lÆp. Nã rÊt thÝch hîp víi th«ng tin ë kho¶ng c¸ch lín, ®Þa h×nh phøc t¹p, nói cao vµ biÓn s©u.- Khèi l−îng th«ng tin thùc hiÖn rÊt lín, tèc ®é truyÒn t¶i còng lín. Cho phÐp thùc hiÖn nhiÒu dÞch vô nh− truyÒn h×nh sè, vµ nhiÒu dÞch vô mµ c¸p ®iÖn kh«ng thùc hiÖn ®−îc.- TÝnh chçng nhiÔu cao vµ b¶o mËt tèt lµ hai yªu cÇu rÊt quan träng trong th«ng tin. Ng−êi ta ®· tÝnh to¸n vÒ kinh tÕ khi sö dông hÖ thèng sîi quang ®Ó th«ng tin, thùctÕ hiÖu qu¶ h¬n nhiÒu so víi sö dông c¸p ®iÖn. Bëi lÏ hÖ thèng rÊt bÒn, Ýt háng hãc, tånt¹i rÊt l©u, hiÖu qu¶ truyÒn tin l¹i lín. ThËm chÝ ngay c¶ c¸c m¹ch ®iÖn tho¹i trongchung c− còng cho thÊy hiÖu qu¶ kinh tÕ cña hÖ thèng.3.2. §Æc ®iÓm cña ¸nh s¸ng trong th«ng tin sîi quang3.2.1 Phæ ®iÖn tö ¸nh s¸ng dïng trong c¸c m¹ng sîi quang lµ mét lo¹i n¨ng l−îng ®iÖn tõ. N¨ng 51l−îng nµy d−íi d¹ng sãng cã thÓ lan truyÒn trong ch©n kh«ng, kh«ng khÝ vµ xuyªn quamét vµi d¹ng vËt liÖu nh− thñy tinh v.v… Mét thuéc tÝnh quan träng cña bÊt kú sãngn¨ng l−îng vµo lµ b−íc sãng λ. λ lµ kho¶ng c¸ch sãng lan truyÒn ®−îc trong mét chukú T. TÊt c¶ c¸c sãng tõ gi¶i radio, sãng viba, radar, ¸nh s¸ng nh×n thÊy, tia X, tiagamma ®Òu lµ sãng ®iÖn tõ. TËp hîp tÊt c¶ sãng ®iÖn tõ, tõ b−íc sã ...