Phần 2: HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG

Khởi đầu của thông tin quang là khả năng nhận biết của con người về chuyển động hình dáng và màu sắc thông qua đôi mắt . Tiếp đó một hệ thống thông tin, điều chế đơn giản xuất hiện bằng cách sử dụng các đèn hải đăng các đèn tín hiệu. Kế tiếp là sự ra đời của một máy điện báo quang. Thiết bị này sử dụng khí quyển như một môi trường truyền dẫn và do đó chịu ảnh hưởng của các điều kiện thời tiết để giải quyết vấn đề này người...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phần 2: HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG Phần II : Hệ thống thông tin quang GVHD:Nguyễn Thị Hương HỆ THỐNG THÔNG TIN QUANG CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HTTTQ 1.1 Sự phát triển của thông tin quang: Khởi đầu của thông tin quang là khả năng nh ận bi ết c ủa con ng ười v ề chuyển động hình dáng và màu sắc thông qua đôi mắt . Ti ếp đó m ột h ệ th ống thông tin, điều chế đơn giản xuất hiện bằng cách sử dụng các đèn hải đăng các đèn tín hiệu. Kế tiếp là sự ra đời của một máy điện báo quang. Thiết bị này sử dụng khí quyển như một môi trường truyền dẫn và do đó ch ịu ảnh h ưởng của các điều kiện thời tiết để giải quyết vấn đề này người ta đã chế tạo ra máy điện báo vô tuyến dùng để liên lạc giữa hai người ở cách xa nhau. Năm 1960 các nhà nghiên cứu đã chế tạo thành công ra laze và đ ến năm 1966 đã chế tạo ra sợi quang có dộ tổn thất th ấp ( 1000dB/Km). B ốn năm sau Karpon đã chế tạo ra cáp sợi quang trong suốt có độ suy hao truyền dẫn khoảng 20dB/Km. Từ thành công rực rỡ này các nhà nghiên cứu trên kh ắp th ế gi ới đã b ắt đầu tiến hành nghiên cứu, phát triển và kết quả là công nghệ mới về giảm suy hao truyền dẫn, về tăng dải thông về các laze bán dẫn đã được phát triển thành công vào những năm 70. Sau dó giảm độ tổn hao xuống còn 0,18 db/Km còn laze bán dẫn có khả năng thực hiện giao động liên tục ở nhiệt độ khai thác đã được chế tạo, tuổi thọ kéo dài hơn 100 năm. Dựa trên công nghệ sợi quang và các laze bán dẫn giờ đây có thể gửi một khối lượng lớn các tín hiệu âm thanh dữ liệu đến các địa chỉ cách xa hàng trăm Km bằng một sợi quang có độ dày như một sợi tóc, không cần các bộ tái tạo. Hiện nay các hoạt động nghiên cứu đang được tiến hành trong một lĩnh vực gọi là photon học là một lĩnh vực tối quan trọng trong thông tin quang, có kh ả năng phát hiện và sử lý trao đổi và truyền dẫn thông tin bằng các phương tiện ánh Nghành điện tử viễn thông 13 Đồ án thực tập Phần II : Hệ thống thông tin quang GVHD:Nguyễn Thị Hương sáng. Photon học có khả năng sẽ được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực điện tử và viễn thông trong thế kỷ 21. 1.2 Cấu trúc hệ thống thông tin quang: Bộ phát quang Tín hiệu Bộ nối Mối điện vào quang hàn sợi Mạch Nguồn điều phát khiển quang Sợi dẫn quang Trạm lặp Bộ chia quang Thu quang Mạch điện Các thiết bị khác Phát quang Bộ thu quang Tín hiệu Khuếch Đầu thu Chuyển điện ra đại quang quang đổi t/h Khuếch đại Hình vẽ 1.1 biểu thị cấu hình cơ bản của hệ thống thông tin quang. Chức năng của từng bộ phận trong hệ thống thông tin quang: Nghành điện tử viễn thông 14 Đồ án thực tập Phần II : Hệ thống thông tin quang GVHD:Nguyễn Thị Hương Bộ biến đổi điện – quang ( E/O): Dùng để biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang để truyền trong môi trường cáp quang ( biến đổi xung điện thành xung quang). Yêu cầu thiết bị E/O biến đổi trung thực ( ánh sáng bị điều biến theo qui luật của tín hiệu điện). Cáp quang: Là môi trường dùng để truyền dẫn tín hiệu là ánh sáng, được chế tạo bằng chất điện môi có khả năng truyền được ánh sáng nh ư s ợi th ạch anh, sợi thuỷ tinh, sợi nhựa. Yêu cầu: Tổn hao năng lượng nhỏ, độ rộng băng tần lớn, không b ị ảnh hưởng của nguồn sáng lạ ( không bị nhiễu) . Bộ biến đổi quang - điện ( O/E): Thu các tín hiệu quang bị suy hao và méo dạng trên đường truyền do bị tán xạ, tán sắc, suy hao bởi cự ly đ ể bi ến đ ổi thành các tín hiệu điện và trở thành nguồn tin ban đầu. Yêu cầu: Độ nhậy máy thu cao, thời gian đáp ứng nhanh, nhiễu nhỏ tiêu thụ năng lượng điện ít. Các trạm lặp: Được sử dụng khi khoảng cách truyền dẫn lớn. Trạm lặp biến đổi tín hiệu quang thu được thành tín hiệu điện để khuyếch đại. Tín hiệu đã được khuyếch đại được biến đổi thành tín hiệu quang để tiếp tục truyền trên tuyến cáp sợi quang. 1.3 Ưu, nhược điểm và các ứng dụng của thông tin quang: 1.3.1 Ưu điểm : • Sợi cáp nhỏ hơn sợi cáp kim loại(đường kính mẫu của sợi quang là 0,1 mm, nhỏ hơn rất nhiều so với sợi cáp đồng trục 10mm), nh ẹ h ơn, dễ u ốn cong. Chi phí vật liệu cáp ít, cáp lại được lắp đặt thuận ti ện, ngay c ả b ằng tay. Cáp quang hiện nay cho phép tăng được nhiều kênh truy ền dẫn mà ch ỉ tăng đ ường kính cáp rất ít. Nghành điện tử viễn thông 15 Đồ án thực tập Phần II : Hệ thống thông tin quang GVHD:Nguyễn Thị Hương • Sợi quang chế từ thuỷ tinh thạch anh là môi trường trung tính với ảnh hưởng của nước, axít, kiềm...nên không sợ bị ăn mòn, ngay cả khi lớp v ỏ b ảo v ệ bên ngoài có bị hư hỏng nhưng sợi thuỷ tinh còn tốt thì vẫn bảo đảm truyền tin tốt. • Sợi thuỷ tinh là sợi điện môi nên hoàn toàn cách đi ện, không s ợ b ị ch ập m ạch, vì thế nên đầu vào và đầu ra của hệ thống hoàn toàn cách đi ện và không có mạch vòng chảy qua đất. • Cũng vì nhẹ và không bị ảnh hưởng điệ ...