TÌM HIỂU VỀ CÁC LOẠI SỢI QUANG TRONG MẠNG VIỄN THÔNG

Cấu tạo sợi quangThành phần chính của sợi quang gồm lõi core dẫn quang có chiết suất n1 đường kính là dk=2a và lớp vỏ cladding cung là vật liệu dẫn quang bao xung quanh ruột có chiết suấ

TÌM HIỂU VỀ CÁC LOẠI

SỢI QUANG TRONG

MẠNG VIỄN THÔNG

TÌM HIỂU VỀ CÁC LOẠI

SỢI QUANG TRONG

MẠNG VIỄN THÔNG

THÀNH VIÊN THỰC HIỆN

Nguyễn Công Phú: 1814000261 Lớp: KT TT&TT K59

Nguyễn Việt Dũng: 181413922 Lớp: KT TT&TT K59

Trần Văn Luận: 181402914 Lớp: KT TT&TT K59

Giáo viên hướng dẫn: Phạm Hồng Quân

TỔNG QUAN VỀ SỢI QUANG

1

Là ống dẫn sóng có khả

năng mang thông tin

dưới dạng ánh sáng Kích

thước rất nhỏ.

Là ống dẫn sóng có khả

năng mang thông tin

dưới dạng ánh sáng Kích

thước rất nhỏ.

Cấu tạo sợi quang

Thành phần chính của sợi quang gồm lõi (core) dẫn quang có chiết suất n1 đường kính là dk=2a và lớp vỏ (cladding) cung là vật liệu dẫn quang bao xung quanh ruột có chiết suất là n2 có đường kính là dm Trong viễn thông dùng loại sợi có cả hai lớp trên bằng thủy tinh Lõi để dẫn ánh sáng và lớp bọc để giữ ánh sáng tập trung trong lõi nhờ sự phản xạ toàn phần giữa lõi và lớp lọc

Để bảo vệ sợ quang, tránh nhiều tác dụng do điều kiện bên ngoài sợi quang còn được bọc thêm một vài lớp nữa:

-Lớp phủ hay lớp vỏ thứ nhất (primary coating)

-Lớp vỏ thứ hai (Secondary coating)

Lớp phủ có tác dụng bảo vệ sợi quang:

-Chống lại sự xâm nhập của hơi nước

-Tránh sự trầy sướt gây nên những vết nứt

-Giảm ảnh hưởng vì uốn cong

-Tăng độ mềm uốn cơ học của sợi quang

Lớp vỏ có tác dụng tăng cường sức chịu đựng của sợi quang trước các tác dụng cơ học và sự thay đổi nhiệt độ, cho đến nay lớp vỏ có các dạng chính sau:

-Dạng ống đệm lỏng (Loose buffer)

-Dạng đệm khí (Tight buffer)

-Dạng băng dẹt (Ribbon)

Vật liệu chế tạo sợi quang

●Sợi thủy tinh

● Sợi thủy tinh Halogen

● Sợi thủy tinh tích cực

● Các loại sợi vỏ chất dẻo

● Sợi chất dẻo

Các đặc tính cơ bản của sợi quang

●Suy hao trong truyền dẫn của sợi quang

● Đặc tính tán sắc của sợi quang

● Tán sắc vật liệu

● Tán sắc mode phân cực

● Đặc tính cơ học của sợi quang

Công nghệ chế tạo sợi quang

1 Chế tạo sợi truyền thống

2 Chế tạo sợi quang APVD

● Lắng đọng bên trong

● Quy trình sát nhập hai lớp lắng đọng

● Tạo lớp vỏ bọc Plasma

● Quy trình tạo kiểu dáng sợi

Cáp sợi quang

1 Các biện pháp bảo vệ sợi quang

● Bọc chặt sợi

● Bọc lỏng sợi

● Lõi cáp quang

● Thành phần gia cường

● Vỏ cáp cứng

2 Ứng dụng của cáp sợi quang trong viễn thông

● Cáp treo

● Cáp kéo trong cống

● Cáp chôn trực tiếp

Các loại sợi quang được sử dụng trong mạng viễn thông

Các loại sợi quang được sử dụng trong mạng viễn thông

2

Phân loại theo vật liệu điện môi

Ở vật liệu điện môi thì có 3 loại sợi:

Loại sợi bao gồm phần lớn thuỷ tinh thạch anh: nó không chỉ chứa thạch anh nguyên chất

(SiO2) mà còn có các tạp chất thêm vào như Ge, B và F để làm thay đổi chiết suất khúc xạ

2.1

Loại sợi quang đa vật liệu có thành phần chủ yếu là soda lime, thuỷ tinh hoặc thuỷ tinh

boro_silicat v.v

Loại sợi quang thuỷ tinh thạch anh được sử dụng nhiều nhất bởi vì nó có khả năng cho sản phẩm có độ suy hao thấp và các đặc tính truyền dẫn ổn định trong thời gian dài

Phân loại theo phân bố chỉ số khúc xạ

Các sợi quang có thể tạm phân loại thành 2 nhóm theo phân bố chỉ số khúc xạ của lõi sợi Một loại gọi là sợi quang chiết suất phân bậc (SI) Loại thứ hai gọi là

sợi quang chiết suất biến đổi (GI)

Loại sợi quang SI: Nói chung chỉ dùng để chỉ sợi quang đa mode mà nó có

chiết suất thay đổi một cách rõ ràng giữa lõi và vỏ

Loại sợi quang GI: Sợi quang được làm theo cấu trúc đặc biệt để truyền ánh

sáng nhiều mode Chiết suất khúc xạ của lõi biến đổi một cách dần dần theo

hướng đường kính sợi Hay ánh sáng ở mode cao hơn sẽ lan truyền qua một

khoảng cách lớn hơn và hầu như lan truyền trong phần lõi có chiết suất phản xạ

2.2

Phân loại theo mode lan truyền

Căn cứ vào số Mode truyền dẫn trong sợi, tất cả các sợi quang được nhóm thành hai nhóm:

Loại sợi đa Mode: Là loại sợi chiết suất phân bậc, có đường kính lõi vào khoảng 100 200µm và sợi chiết suất Gradiant với đường kính lõi sợi vào khoảng 50µm và 62.5µm Hiện tại sợi quang đa Mode vẫn được sử dụng trong các ứng dụng như thiết bị, hoặc dùng làm cáp cho mạng LAN (Local Area Network) Ưu điểm của loại sợi này như đã nghiên cứu ở trên là khẩu độ số lớn thuận tiện cho truyền dẫn nhiều băng tần truyền dẫn Và như vậy sẽ làm đơn giản các thiết bị và phát huy lợi nhuận tối đa

Tuy nhiên, do sự trễ về thời gian giữa các Mode truyền dẫn, xung ánh sáng sẽ lan rộng tương ứng khi độ dài sợi tăng, Và sẽ gây ra giới hạn về băng tần truyền dẫn.

Loại sợi Đơn Mode: Trong sợi đơn Mode, đường kính lõi sợi sẽ được giảm nhỏ cho đến khi chỉ có duy nhất một Mode truyền trên sợi quang Kích thước vật lý của sợi đơn Mode vào khoảng dưới 10µm, đây cũng

là kích thước để một Mode truyền trong nó được bảo đảm là tối ưu

Tuy nhiên cần phải chú ý rằng sợi đơn Mode sẽ là sợi đơn Mode khi và chỉ khi bước sóng của xung ánh sáng λ lớn hơn λc với:

là bước sóng cắt (cutoff wavelength) 2.3

Sợi có tán sắc không Zezo dịch chuyển

Sợi đơn Mode hiện nay không nhất thiết cần phải có chỉ số chiết suất bậc Thay đổi chỉ số chiết suất của sợi trong một quá trình công nghệ tinh vi phức tạp, các đặc tính truyền dẫn của sợi có thể thay đổi rõ rệt Thay đổi chỉ số chiết suất khúc xạ sẽ ảnh hưởng chủ yếu đến tán sắc ống dẫn sóng (Waveguide dispersion( một phần của tán xạ mầu sắc (Chromatic dispersion) mà ta sẽ nghiên cứu sau Thông thường, các sợi đơn Mode dưới đây sẽ có tán xạ mầu sắc bằng không.

1.

Sợi đơn Mode thông thường

Loại sợi này được chế tạo để có tán xạ mầu sắc bằng không tại

bước sóng 1300nm ví dụ đối với các sợi quang do Alcatel chế tạo

thì đây là sợi ASMF 200.

2.

Sợi đơn mode có tán sắc dịch chuyển

Đối với loại sợi này, tán sắc ống dẫn sóng sẽ được thay đổi trên

đường đị của tia sáng để có tán xạ mầu sắc bằng không tại bước

sóng 1550nm

3.

Sợi đơn Mode có tán sắc không Zẻo dịch chuyển

Về cơ bản, nguyên lý truyền dẫn của loại sợi này cũng giống như sợi DSF Nhưng tán xạ

mầu sắc sẽ không bằng không tại bước sóng 1550nm Nó sẽ có tán xạ mầu sắc bằng không

tại bước sóng < 1440nm Trong sợi do Alcatel chế tạo đây là sợi TeraLightTM

Ngày nay, trong sự tiến bộ vượt bậc của khả năng truyền dẫn và sự xuất hiện của công

nghệ ghép kênh quang theo bước sóng mới (Ghép kênh quang theo bước sóng với mật độ

dày - Dense Wavelength Division Multiplexing- DWDM) Thì chỉ có hai trong số các sợi

quang kể trên có thể được lựa chọn

Hoặc sợi đơn Mode thông thường phối hợp với sợi bù tán sắc (Dispersion

Compensation Fiber- DCF), hoặc là sợi có tán sắc không zezo dịch chuyển NZ - DSF có

thể được chọn Bởi các thông số cơ bản của chúng có hiệu quả trong một vùng lớn cả điểm

tán xạ mầu và vùng xung quanh tán xạ này Cả hai giải pháp này đều phù hợp cho công

nghệ ghép kênh quang DWDM với khoảng cách giữa các kênh ghép là rất nhỏ với tốc độ

truyền dẫn lớn trong một đường truyền rất dài

4.