Tiểu luận: Sợi quang và thông tin quang

Chia sẻ: Hth Eygtyh | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:32

Thêm vào BST

Báo xấu

332
lượt xem 98
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thông tin quang thế hệ ІІ sử dụng laser 1310 nm bắt đầu được sử dụng. Thời gian đầu, tốc độ bít chỉ đạt 100Mb/s do sử dụng sợi đa mốt. Khi sợi đơn mốt được đưa vào sử dụng, tốc độ bít đã được tăng lên rất cao.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận: Sợi quang và thông tin quang

Cử nhân vật lý k6 Trường ĐHKH-ĐHTN Thái Nguyên 04/2010
Người thực hiện : 1. Phạm Trung Kiên 2. Lê Hồng Phong 3. Trương Thị Hành 4. Hà Thị Phan Phương 5. Hoàng Thị Lý Người hướng dẫn:
NỘI DUNG • Phần 1:Lời mở Đâu` • Phần 2: Lịch Sử Phát Triển • Phần 3: Sợi Quang Và Thông Tin Quang • Phần 4: Kết Luận
Phần 1: Lời Mở Đầu Ph • Như các bạn đã biết thế giới là sự kết nối thông tin.Trải qua một quá trình phát triển lâu dài con người dần tìm ra các phương thức truyền tải thông tin 1 cách nhanh chóng và chính xác. Ngày nay thông tin tin quang được sử dụng như 1 đột phá về truyền tin dẫn thông tin.Các phương tiện sơ khai của thông tin quang là khả năng nhận biết của con người về chuyển động, hình dáng và màu sắc của sự vật 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 hiệu….Để có cái nhìn rõ nét về thông tin quang trước tiên chúng ta đi tìm hiểu quá trình phát triển của nó…
Phần 2: Lịch Sử Phát Ph Triển . Năm 1791,VC.Chape phát minh ra một máy điện báo quang. Thiết bị này sử dụng khí quyển như là một môi trường truyền dẫn và do đó chịu ảnh hưởng của các điều kiện về thời tiết. Để giải quyết hạn chế này, Marconi đã sáng chế ra máy điện báo vô tuyến có khả năng thực hiện thông tin giữa những người gửi và người nhận ở xa nhau.
• Năm 1960: Laser Rubi ra đời, do T.H.Maiman Năm chế tạo trong phòng thí nghiệm Hughes, USA. Lần đàu tiên một nguồn ánh sang mạnh, đơn sắc và kết hợp hoạt động ở một bước song trở thành hiện thực. Chính laser này là xuất phát điểm của nghiên cứu thong tin quang hiện đại • Năm 1963 hàng loạt các loại sợi thủy tinh được chế tạo để dẫn quang trong khoảng cách ngắn, song yếu điểm của chúng là mất mát lớn, do đó chúng không được phát triển để sử dụng làm sợi quang dẫn ánh sáng.
Phát minh ra laser vào đầu những năm 1960 là một bước phát triển có tính chất quyết định đối với ngành quang học sợi. Laser là một nguồn phát sáng ổn định, phát ra một chùm ánh sáng cường độ mạnh và tập trung cao, và có thể bơm ánh sáng đó vào trong một sợi quang mỏng.
. Năm 1966 C.K.KAO và G.A.Hockman, làm việc trong phòng thí nghiệm Viễn thong tiêu chuẩn của Anh đã đề xuất sử dụng thủy tinh dạng cáp đồng trục để truyền dẫn ánh sáng. Loại sợi quang này đã giảm mất mát xuống còn 20 dB/km . Năm 1970 Kao và Hockman đã nghiên cứu về cơ chế giảm quang trong phòng thí nghiệm đã phát hiện thấy thủy tinh có hệ số mất mát nhỏ ở bước sóng 0,85 ; 1,3 và 1,55 µ m. Đối với các bước song này hệ số mất mát có thể giảm xuống đến 0,2 dB/km
• Năm 1966 C.K.KAO và G.A.Hockman, làm việc trong phòng thí nghiệm Viễn thong tiêu chuẩn của Anh đã đề xuất sử dụng thủy tinh dạng cáp đồng trục để truyền dẫn ánh sáng. Loại sợi quang này đã giảm mất mát xuống còn 20 dB/km • Năm 1970 Kao và Hockman đã nghiên cứu về cơ chế giảm quang trong phòng thí nghiệm đã phát hiện thấy thủy tinh có hệ số mất mát nhỏ ở bước sóng 0,85 ; 1,3 và 1,55 µ m. Đối với các bước sóng này hệ số mất mát có thể giảm xuống đến 0,2 dB/km
• Những laser đầu tiên phát ra ánh sáng hồng ngoại và cần phải làm lạnh. Trong những năm 1970, những laser thiết thực hơn đã được phát triển có thể hoạt động liên tục ở nhiệt độ phòng. Đây là một đột phá công nghệ mang lại tiện nghi cho ngành truyền thông quang học.
. Đầu năm 1980, A.G.Bell – đã nghĩ ra một thiết bị quang thoại có khả năng biến đổi dao động của máy hát thành ánh sáng. Tuy nhiên, sự phát triển tiếp theo của hệ thống này đã bị bỏ bễ do sự xuất hiện hệ thống vô tuyến.
• Đầu những năm 80 (1982-1983): hệ thống Thông tin quang thế hệ ІІ sử dụng laser 1310 nm bắt đầu được sử dụng. Thời gian đầu, tốc độ bít chỉ đạt 100Mb/s do sử dụng sợi đa mốt. Khi sợi đơn mốt được đưa vào sử dụng, tốc độ bít đã được tăng lên rất cao. Năm 1987, hệ thống thông tin quang 1310 nm có tốc độ bít 1,7Gb/s với khoảng cách lặp 50km đã trở thành hàng hoá thương mại. Hệ số suy hao trong sợi ~ 0,5dB/km tại bước sóng 1310 nm.
• Năm 1990 hệ thống thông tin quang thế hệ ІІІ sử dụng laser bán dẫn bước sóng 1550 nm có độ suy hao trong sợi quang cỡ 0,2dB/km đã được thương mại hoá. Tốc độ bít đã đạt đến 2,5Gb/s và sau đó đã đạt đến 10Gb/s.
• Thế hệ thứ ІV của thông tin cáp quang là sử dụng khuếch đại quang để tăng khoảng cách lặp và ghép nhiều bước sóng trong một sợi quang để tăng tốc độ bít trong một sợi quang • . Năm 1991 lần đầu tiên hệ thống thông tin quang có EDFA (các bộ khuyếch đại quang)được thử nghiệm truyền tín hiệu số tốc độ 2,5Gb/s trên khoảng cách 21.000km và 5Gb/s trên khoảng cách 14.300km.
• Năm 1996 hệ thống thông tin cáp quang dưới biển có tốc độ 5Gb/s trên khoảng cách 11.300km được đưa vào sử dụng, năm 1997 hệ thống Âu – Á có tên FLAG có tốc độ bít 5Gb/s và khoảng cách 27.000km đã đưa vào hoạt động. Hệ thống cáp quang vòng quanh châu Phi (Africa One) có khoảng cách 35.000km cũng đã đước lắp đặt trong năm 1997
• Ngày nay, hệ thống điện thoại và truyền thông dữ liệu chạy trong một mạng sợi quang thủy tinh có tổng chiều dài lên tới hơn 1 tỉ km. Nếu như lượng sợi quang ấy được quấn quanh Trái đất, thì nó đủ để quấn quanh địa cầu hơn 25.000 vòng – và lượng sợi quang vẫn tiếp tục tăng thêm hàng
Sợi Quang Sự ra đời của sợi quang… • Năm 1952 nhà vật lí Narinder Singh Kapany , dựa trên nghiên cứu của nhà vật lí người Anh John Tyndall về truyền ánh sáng bên trong vật liệu truyền dẫn cong , có thể kết luận trong thử nghiệm của ông rằng Diod quang ( LED ) được phát minh truyền ánh sáng trong sợi quang . Sợi quang là vật liệu truyền dẫn trung gian tuyệt vời để sử dụng trong hệ thống yêu cầu dải thông cao : hệ thống Telephone , Videoconference , LAN ....
•Ánh sáng được dùng trong sợi quang gần với tia hồng ngoại . Trên thực tế sợi quang có thể dùng cho ánh sáng với bước sóng khác nhau . ITU (International Telecommunication Union ) phân biệt những bước sóng khác nhau có thể sử dụng trong sợi quang thnàh những "bands" . Ví dụ sợi quang hoạt động trong O Band có bước sóng từ 1260 nm đến 1360 nm
Sợi quang là gì ??? • Sợi quang là những dây nhỏ và dẻo truyền các ánh sáng nhìn thấy được và các tia hồng ngoại. Chúng có lõi ở giữa và có phần bao bọc xung quanh lõi. Để ánh sáng có thể phản xạ một cách hoàn toàn trong lõi thì chiết suất của lõi lớn hơn chiết suất của áo một chút. • Lõi và áo được làm bằng thuỷ tinh hay chất dẻo (Silica), chất dẻo, kim loại, fluor, sợi quang kết tinh).Vỏ bọc ở phía ngoài áo bảo vệ sợi quang khỏi bị ẩm và ăn mòn, đồng thời chống xuyên âm với các sợi đi bên cạnh và làm cho sợi quang dễ xử lý. Để bọc ngoài ta dùng các nguyên liệu mềm và độ tổn thất năng lượng quang lớn.