Nội dung

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG BÀI GIẢNG KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG Fundamental of Optical Fiber Communications Giảng viên: Bộ ộ môn: Email: Th.S Đỗ Văn Việt Em – Th.S Phạm Quốc Hợp Thông g Tin Q Quang g – Khoa Viễn thông g2 emdvv@ptit.edu.vn, pqhop@ptithcm.edu.vn KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Trang 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 www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Trang 3 Lịch Sử Phát Triển • 1790: Claude Chappe (Pháp) ƒ Điện báo quang ƒ 200km trong vòng 15 phút • 1870: John Tyndall (Anh) ƒ Chứng minh ánh sáng có thể ể dẫn ẫ theo vòi nước bị uốn cong ÆĐịnh luật phản xạ toàn phần • 1880: Alexander Graham Bell (Mỹ) ƒ Photophone: không thành công Æ Cần phải có một môi trường dẫn ánh sáng thích hợp www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Trang 4 Lịch Sử Phát Triển • 1934: Norman R.French (Mỹ) ƒ Nhận bằng sáng chế về hệ thống thông tin quang ƒ Dùng thanh thủy tinh để truyền ánh sáng Æ Môi trường truyền ánh sáng thích hợp • 1958: 1958 A. A Schawlow S h l và à Charles Ch l H.Townes HT (Mỹ) ƒ Xây dựng và phát triển laser ƒ Ứng dụng trong nhiều lĩnh vực: y học, học quân sự … ÆNguồn quang dùng trong thông tin quang • 1966: Charles H.Kao H Kao và George A A. Hockham (Mỹ) ƒ Dùng sợi thủy tinh để truyền dẫn ánh sáng ƒ Suy hao lớn ( > 1000dB/km) www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Trang 5 Lịch Sử Phát Triển • 1970: Hãng Corning Glass Work (Mỹ) ƒ Chế tạo sợi SI có suy hao < 20dB/km, tại λ=633nm Æ 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 Æ Sợi quang SM được sử dụng phổ biến ngày nay có suy hao ~0.2 0 2 dB/km tại λ=1550nm www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Trang 6 Mô Hình Chung Của Hê Thống TTQ • Sơ đồ khối cơ bản, gồm có: ƒ Bộ phát quang (E/O) ƒ Bộ thu quang (O/E) ƒ Môi trường truyền dẫn là cáp sợi quang. www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Trang 7 Mô Hình Chung Của Hê Thống TTQ • Chức năng chính các khối ƒ Khối E/O: điều chế tín hiệu điện thành tín hiệu quang ƒ Khối O/E: tách tín hiệu quang thành tín hiệu điện. ƒ Cáp sợi quang: môi trường truyền dẫn tín hiệu quang từ đầu phát đến đầu thu. thu www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Trang 8 Mô Hình Chung Của Hê Thống TTQ • Trạm lặp (repeater) ƒ Khuếch đại tín hiệu bị suy yếu do suy hao trên sợi quang ƒ Trạm lặp làm việc theo nguyên lý: quang – điện – quang (O – E – O) ƒ N Ngoài ài ra, đê để khuếch kh ế h đại đ i tín tí hiệu hiệ quang còn ò có ó thê thể sư ử dụng các bộ khuếch đại quang (Optical Amplifier). Bộ khuếch đại quang làm việc trong miền quang. www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Trang 9 Mô Hình Chung Của Hê Thống TTQ • Nguyên tắc truyền tin: ƒ Tín hiệu truyền có tần số trong miền quang. ƒ 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. www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: ĐỖ VĂN VIỆT EM - PHẠM QUỐC HỢP BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG – KHOA VIỄN THÔNG 2 Trang 10