Giới thiệu về thông tin quang Chương 1 Lịch sử phát triển của KT Thông tin quang Ưu điểm của Hệ thống thông tin quang Sơ đồ khối của tuyến thông tin cáp sợi quang Ứng dụng của
Trang 18/2009 Chương 1 Giới thiệu về thông tin quang Chương 1
Lịch sử phát triển của KT Thông tin quang
Ưu điểm của Hệ thống thông tin quang
Sơ đồ khối của tuyến thông tin cáp sợi quang
Ứng dụng của thông tin cáp sợi quang
Trang 2 Thông tin quang: Là 1 ngành KT
thông tin sử dụng sóng ánh sáng
để truyền thông tin, tương tự
như sóng vô tuyến nhưng ở tần
số sóng mang cao hơn (1014 ÷
1015 Hz)
¾ Sóng vô tuyến: 100 KHz ÷ 100
GHz
¾ Tần số sóng mang càng cao:
Khả năng tải tin càng lớn !
Từ trước công nguyên (800
B.C), người Hy Lạp đã biết dùng
ánh sáng (khói, lửa) để truyền tin
trong chiến tranh, báo chiến
thắng …
Trong nhiều thế kỷ, thông tin
quang không phát triển do môi
trường truyền dẫn là không khí
thiếu ổn định, thiếu linh kiện
thu-phát thích hợp
Trang 38/2009 Lịch sử phát triển của KT Thông tin quang Chương 1
Những thí nghiệm đầu tiên về
truyền ánh sáng qua sợi thuỷ
tinh thực hiện ở Đức năm
1930: cự ly rất ngắn do suy
hao lớn (1000 dB/km)
1960: Laser được phát minh
bởi Theodore Maiman, mở ra
kỷ nguyên mới cho thông tin
quang
Robert Hall phát minh ra laser
bán dẫn (laser diode) đầu tiên
năm 1962
Các hệ thống thông tin quang
với nguồn phát laser được
thử nghiệm
Theodore Maiman
và ruby laser đầu tiên năm 1960
Trang 4Các dạng thông tin quang
Thông tin quang trong không khí
(Free-space Optics-FSO)
Thông tin cáp sợi quang (Optical Fiber
Communications-OFC)
Trang 58/2009 Thông tin quang trong không khí Chương 1
Ưu điểm:
¾ Lắp đặt nhanh
¾ Chi phí thấp
Nhược điểm:
Đường truyền không ổn định, phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết, nhiệt độ…
Ví dụ: - khi thời tiết đẹp, suy hao α = 0.55 dB/km;
- khi mưa lớn, suy hao α = 7 dB/km;
- khi sương mù dày đặc, suy hao α = 75 dB ÷ 300 dB/km;
Trang 6Thông tin quang trong không khí
Ứng dụng:
Kết nối giữa các toà nhà Thông tin vệ tinh
Kết nối giữa các vi mạch
Trang 78/2009 Thông tin cáp sợi quang Chương 1
Sự tiến bộ trong công nghệ chế tạo cáp quang:
1960: suy hao sợi quang rất lớn (khoảng 1000
dB/km)
1970: Hãng Corning Glass Works (Mỹ) chế tạo
thành công sợi quang suy hao 20dB/km:
-> đánh dấu 1 bước nhảy quan trọng
1974: Chế tạo được sợi quang có suy hao α =
3dB/km ở λ = 800 nm
1980: Chế tạo sợi quang có suy hao α = 0.5
dB/km ở λ = 1300 nm và
α = 0.25 dB/km ở λ = 1550 nm
Từ thập kỷ 80, thông tin cáp sợi quang bắt đầu
phát triển mạnh mẽ:
¾ Hệ thống thông tin cáp sợi quang đầu tiên
được lắp đặt ở thành phố Atlanta ( Hoa Kỳ) dài
10km, tốc độ 45 Mbit/s.
Trang 8Thông tin cáp sợi quang
Các thế hệ thông tin cáp sợi quang :
Các hệ thống thông tin quang đầu tiên: sử dụng sợi quang đa mode, hoạt động ở bước sóng 850nm, cự li vài km
1980s: sử dụng sợi quang đơn mode, hoạt động ở bước sóng 1300nm
1990s: sử dụng sợi quang đơn mode, hoạt động ở bước sóng 1550nm
Trang 98/2009 Thông tin cáp sợi quang Chương 1
Từ 1995: sử dụng kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng (WDM), khuyếch
đại quang (Optical Amplifier) để tăng dung lượng và cự ly truyền dẫn
Hiện nay, diode laser có thể truyền tốc độ 10Gbit/s trên 1 bước sóng
=> ghép 4 bước sóng = 40Gbit/s
Trong phòng thí nghiệm, người ta đang nghiên cứu hệ thống truyền 40 Gbit/s trên 1 bước sóng
Trang 10Ưu điểm:
¾ Khả năng truyền thông tin là rất lớn (có
thể tới hàng chục Tbit/s)
¾ Suy hao thấp (0,2 ÷ 0,3dB/km)
¾ Sợi quang không bị ảnh hưởng của
nhiễu điện từ (EMI)
¾ Ít bị ăn mòn trong MT axít/kiềm
¾ Khả năng nâng cấp tốc độ dễ dàng
Hạn chế:
Chỉ truyền được công suất nhỏ, cỡ mW
Giá thành cáp quang, thiết bị đầu cuối
đắt hơn dùng cáp kim loại
Tín hiệu ánh sáng trong sợi quang bị
suy hao và biến dạng, hạn chế cự ly
truyền dẫn và tốc độ tối đa của tuyến.
Trang 118/2009 Sơ đồ khối một tuyến thông tin cáp sợi quang Chương 1
Trang 12Ứng dụng của thông tin cáp sợi quang
Mạng máy tính
Viễn thông: Mạng đường trục quốc gia,
quốc tế, mạng đô thị tốc độ cao
Trang 138/2009 Ứng dụng của thông tin cáp sợi quang Chương 1
Sử dụng trong hệ thống an toàn ôtô cao cấp Fiber-to-the-Home (FTTH)
… và trong máy tính tương lai !
