Tổng quan về thông tin quang

tổng quan về thông tin quang [[[[ơ Chương I hệ thống thông tin sợi quang I. Hệ thống thông tin sợi quang 1. Cấu trúc hệ thống thông tin quang Điện thoại Số liệu Fax Tivi Số liệu Fax Tivi Khuếch đại Lặp đường dây Hình 1.1. Cấu hình của hệ thống thông tin sợi quang E O PDH SDH PDH SDH E O O E E O EX A EX B Hệ thống thông tin cáp sợi quang Hệ thống truyền dẫn cáp sợi quang Bộ biến đổi điện quang Bộ biến đổi quang điện Hình vẽ 1.1 biểu thị cấu hình cơ bản của hệ thống thông tin quang nói chung tín hiệu điện từ máy điện thoại các thiết bị đầu cuối, số liệu fax đưa đến được biến đổi sang tín hiệu quang, qua một bộ biến đổi điện - quang (E/O) (Các tín hiệu điện “1” và “0” được biến đổi ra ánh sáng có dạng: “có” và “không”) và sau đó được gửi vào cáp quang các tín hiệu truyền qua sợi quang công suất bị giảm và dạng sóng (độ rộng xung) bị dãn ra. Sau đó tới bộ biến đổi quang - điện (E/O) tại đầu kia của sợi quang. Tại bộ biến đổi quang - điện, tín hiệu quang thu được, được biến đổi thành tín hiệu điện, khôi phục lại nguyên dạng tín hiệu của máy điện thoại, số liệu fax... đã gửi đi, tín hiệu sau khi đã được khôi phục được truyền tới các thiết bị đầu cuối của chặng truyền dẫn. Điện thoại Bộ biến đổi quang E/O thức chất là linh kiện phát quang như là Laser diode, và bộ biến đổi quang điện O/E là photo diode. Khi khoảng cách truyền dẫn lớn cần thiết phải có các trạm lặp, các trạm này biến đổi tín hiệu quang thu được thành tín hiệu quang. 2. Tiến trình phát triển của hệ thống thông tin quang Vào những năm 1960 việc phát ra laser để làm nguồn quang, đã mở ra một thời kỳ mới có ý nghĩa rất to lớn trong lịch sử kỹ thuật thông tin sử dụng dải tần số của ánh sáng. Theo lý thuyết thì nó cho phép con người thực hiện thông tin với lượng kênh rất lớn vượt gấp nhiều lần các hệ thống vi ba hiện có. Hàng loạt các thực nghiệm về thông tin trên bầu khí quyển, mặc dù đã thu được một số kết quả, nhưng những chi phí cho các công việc này là quá lớn. Kinh phí chi cho việc sản xuát các thành phần để vượt qua các cản trở do điều kiện thời tiết (mưa, sương mù...) gây ra là rất tốn kém nên chưa thu hút được sự chú ý của mạng lưới. Một hướng nghiên cứu khác cùng thời gian này đã tạo được hệ thống thông tin có độ tin cậy cao hơn thông tin qua khí quyển nói ở trên là sự phát minh ra sợi dẫn quang. Các sợi dẫn quang lần đầu tiên được chế tạo mặc dù có suy hao rất lớn khoảng 1.000dB/km. Đã tạo ra một mô hình hệ thống có xu hớng linh hoạt hơn. Năm 1966 kao, Hock man, và Werts đã nhận thấy rằng suy hao của sợi dẫn quang chủ yếu là do tạp chất có trong vật liệu chế tạo sợi gây lên và nhận định rằng có thể làm giảm suy hao của sợi và chắc chắn tồn tại một điểm nào đó trong dải bước sóng truyền dẫn quang có suy hao nhỏ. Những nhận định này đã được sáng tỏ khi Kapron, Keck và Manver chế tạo thành công sợi thuỷ tinh có suy hao 20dB/Km vào năm 1970 - suy hao này nhỏ hơn nhiều so với thời điểm đầu chế tạo sợi và cho phép tạo ra cự ly truyền dẫn tương đương với các hệ thống truyền dẫn bằng cáp đồng với sự cố gắng không ngừng của các nhà nghiên cứu, các sợi quang có suy hao nhỏ lần lượt ra đời. Cho tới năm 1980 các hệ thống thông tin trên sợi dẫn quang đã được phổ biến khá rộng với vùng bước sóng làm việc 1.300nm cho tới nay sợi dẫn quang đã đạt tới sự suy hao rất nhỏ, suy hao 0,154dB/Km tại bước sóng 1.550nm, đã cho thấy sự phát triển vượt bậc của công nghệ sợi quang trong hơn hai thập kỷ qua giá trị suy hao này đã gần đạt tới tính toán lý thuyết cho các sợi đơn mode là 0,14dB/Km. Cùng với công nghệ chế tạo các nguồn phát và thu quang, sợi dẫn quang đã tạo ra hệ thống thông tin quang với nhiều ưu điểm trội hơn hẳn so với các hệ thống thông tin cáp kim loại. II. Truyền dẫn cơ bản Sợi quang truyền dẫn thông tin bằng ánh sáng chạy dọc theo các sợi trong suốt tạo bởi thuỷ tinh thạch anh (SiO2). Một nguồn sáng được chế (LD hay LED) theo một cách thức thể hiện các tín hiệu các tín hiệu thông tin đầu vào. ánh sáng điều chế được đưa vào sợi quang để đưa đi. tại đầu kia bộ giải điều chế quang nhận được ánh sáng giải điều chế đó, biến đổi nó trở về một tín hiệu giống hệt tín hiệu ban đầu ra ở đầu kia của sợi quang. Tín hiệu số Tín hiệu số Tín hiệu điện đầu vào Bộ điều chế nguồn sáng Hệ thống truyền dẫn sợi quang Bộ giải điều chế Tín hiệu điện được tái tạo ánh sáng tương tự Tín hiệu tương tự Tín hiệu tương tự ánh sáng số ánh sáng số A/D Tín hiệu tương tự D/A Tín hiệu tương tự (a) (b) (c) Hình 1.2 Các kỹ thuật truyền dẫn sợi quang E O O E a/ Điều chế số b/ Điều chế tương tự c/ Điều chế số có biến đổi A/D Kỹ thuật truyền dẫn ánh sáng có thể chia làm 3 loại: Điều chế số (digital): thực hiện các biến đổi tín hiệu số ở đầu vào thành một chuỗi xung ánh sáng được mã hoá tương tự theo kiểu “có” hoặc “không” (hình 1.2a) kiểu điều chế này rất phù hợp với truyền dẫn các số liệu máy tính. Điều chế tương tự (analog): như tiếng nói, âm nhac... có chu kỳ và biên độ thay đổi. Điều chế tương tự biến đổi tín hiệu này thấy một tín hiệu quang có cường độ ánh sáng thay đổi một cách tương tự như tín hiệu điện đầu vào (hình 1.2b). Điều chế kết hợp: Các tín hiệu tương tự được biến đổi thành tín hiệu số. Sử dụng bộ biến đổi A/D trước khi điều chế ánh sáng. Tại đầu thu tín hiệu ánh sáng sẽ được biến đổi về tín hiệu số nhờ bộ gửi điều chế quang. Sau đó qua bộ D/A sẽ biến đổi tín hiệu này trở lại tín hiệu dang tương tự đầu vào (hình 1.2c) Các kỹ thuật truyền dẫn này chỉ cho ta thấy việc truyền dẫn thông tin theo một hướng. trong thực tế các hệ thống đều yêu cầu truyền thông đồng thời hai chiều. Vì vậy một bộ gồm các thiết bị điều chế và giải điều chế giống hệt như bộ thiết bị dùng cho một hướng như trên hình 1.2, nhằm tạo ra một hệ thống thông tin 2 chiều với đầy đủ chức năng. III. Đặc điểm của thông tin quang Hệ thống thông tin quang có một số ưu điểm sơ với các hệ thống sử dụng cáp đồng cổ điển do sử dungj các đặc tính của sợi quang, linh kiện thu quang, phát quang: Sợi cáp quang có các đặc điểm chủ yếu sau: Suy hao thấp sơ với cáp song hành kim loại, hoặc cáp đồng trục. Cho phép kéo dài cự ly các trạm tiếp vận. Độ rông băng tần truyền dẫn rất lơn, làm cho dung lượng truyền dẫn của tuyến rất lớn. Đường kính sợi nhỏ, trọng lượng nhẹ so với cáp đồng. Đặc tính cách điện: bởi vì thuỷ tinh không dẫn điện, do vậy cáp sợi quang không bị ảnh hưởng của điện từ trường bên ngoài điện cao thế, sóng vô tuyến.. Nguyên liệu chế tạo chủ yếu là thạch anh, nên so với kim loại, nguồn nguyên liệu này dồi dào hơn, và chỉ cần số lượng nhỏ đã sản xuất được đoạn cáp quang dài do đó tiết kiệm được nhiều tài nguyên. Các linh kiện thu và phát quang có những ưu điểm sau: Có khả năng điều chế tốt độ cao nên sử dụng trong truyền dẫn tốc độ cao và băng rộng. Kích thước nhỏ, hiệu suất biến đổi quang - điện cao. Cho phép suy hao giữa máy phát và máy thu lớn vì các linh kiện có khả năng phát xạ công suất quang lớn, và độ nhạy máy thu cao, lên đảm bảo chất lượng truyền dẫn. Do có những ưu điểm trên mà thông tin quang được áp dụng rộng rãi trên mạng lưới: + Các tuyến đường trục quốc gia. + Các đường trung kế + Các tuyến cáp thả biển liên quốc gia. + Đường truyền số liệu. + Mạng lưới truyền hình... Hệ thống thông quang đáp ứng cả các tín hiệu tương tự (anolog) và số (Digital), chúng cho phép truyền dẫn tất cả các tín hiệu dịch vụ băng hẹp và băng rộng, đáp ứng mọi yêu cầu của mạng số hoá liên kết đa dịch vụ (ISDN). Số lượng cáp quang hiện nay được lắp đặt trên thế giới với số lượng rất lớn, ở mọi tốc độ truyền dẫn với các cự ly khác nhau, có cấu trúc mạng rất đa dạng. Ngoài ra chúng còn có các ưu điểm như độ tin cậy cao và dễ bảo dưỡng. Vì sợi quang là một phương tiện truyền dẫn đồng nhất và không gây ra hiện tượng pha đinh, chịu được độ ẩm khắc nghiệt. Hệ thống thông tin quang có tính bảo mật cao vì sợi quang không thể bị trích để lấy trộm thông tin bằng các phương tiên thông thường và rất khó lấy thông tin ở tín hiệu quang. Chúng còn có tính linh hoạt và tính mở rộng. Các nhược điểm: Bộ biến đổi điện - quang: tín hiệu điện trước khi đưa vào quang phải được biễn đổi thành sóng ánh sáng (có bước sóng 850, 1300, 1550mm) việc biến đổi này được truyền trên sợi quang. Tại đầu thu tín hiệu quang phải được biến đổi trở về tín hiệu ban đầu. Chi phí sản xuất thiết bị điện tử biến đổi tín hiệu cần phải xem xét trong tất cả các ứng dụng. Đường truyền thẳng: cáp quang cần có đường đi thẳng. Yêu cầu lắp đặt đặc biệt vì cấu tạo của sợi quang chủ yếu bằng thuỷ tinh silic, nên yêu cầu phải có những kỹ thuật đặc biệt khi xây dựng và lắp đặt các tuyến cáp quang. Sửa chữa hàn nối phức tạp phải cần có kỹ thuật cao và thiết bị phù hợp. Chương II Lý thuyết chung về sợi quang I. Sự truyền dẫn ánh sáng trong sợi quang 1. Nguyên lý truyền dẫn ánh sáng trong sợi quang Khi cho một tia sáng từ môi trường có chiết suất n1 sang môi trường có chiết suất n2. Tia sáng hợp với pháp tuyến p của mặt phân cách giữa hai môi trường một góc a (góc tới) khi sang môi trường có chiết suất n2 tia sáng bị khúc xạ và hợp với pháp tuyến p một góc khúc xạ b. Theo định luật khúc xạ ta có quan hệ của góc a và b các chiết suất n1 và n2 tuân theo phương trình: tia tới tia phản xạ mặt ngăn cách p (pháp tuyến) a a n1 n2 tia khúc xạ b tia tới 2 tia phản xạ 1 mặt ngăn cách p (pháp tuyến) n1 n2 b a a tia phản xạ 2 Hình 2 .1a- Hiện tượng khúc xạ và phản xạ Hình 2 .1b- Hiện tượng phản xạ toàn phần tia tới 1 Hình 2.1a và 2.1b là các đặc tính của ánh sáng giữa mặt fẳng biên của hai môi trường. Nếu n1 b: tia khúc xạ gẫy về phía gần pháp tuyến. Nếu n1 > n2 thì a < b: tia khúc xạ gẫy về phía xa pháp tuyến. Trường hợp n1 > n2 nếu tăng a thì b tăng theo và b luôn lớn hơn a khi b=900, tức là tia khúc xạ song song với mặt tiếp giác thì góc a được gọi là góc tới hạn a0. Lúc này không còn hiện tượng khúc xạ nữa, chỉ còn tia phản xạ, hiện tượng này gọi là phản xạ toàn phần. Dựa vào định luật khúc xạ (công thức snell) với b = 900 ta tính được góc tới hạn ac. n2 n1 n r Lớp bọc (clading) n2 Lõi (core) n1 Lớp bọc (clading) n2 Hình 2.2- Nguyên lý truyền dẫn ánh sáng trong sợi quang ứng dụng hiện tượng phản xạ toàn phần, sợi quang được chế tạo gồm 1 lõi (core) bằng thuỷ tinh có chiết suất n1 và lớp bọc (clading) bằng thuỷ tinh có suất n2 và n1 > n2. ánh sáng trong lõi sợi quang sẽ được phản xạ toàn phần trên mặt tiếp giáp giữa lõi và lớp bọc. Do đó ánh sáng có thể truyền được trong sợi với cự ly dài. 2. Khẩu độ số (Nunmerical Aperture) n2 n1 n2 0c=900 2 3 3 2 qmax 1 Hình 2.3- Đường truyền của các tia sáng với góc tới khác nhau A Sự phản xạ toàn phần trong lợi quang chỉ xảy ra đối với những tia sáng có góc tới ở đâuf sợi nhỏ hơn góc giới hạn qmax. Sin của góc giới hạn này gọi là khẩu độ số. Ký hiệu là NA: NA = sinqmax Tại điểm A đối với tia 2: áp dụng công thức Snell: n0sinqmax = n1s(900 = qc) mà chiết xuất của không khí n0=1 1.sinqmax = n1 sinqc = n1 = vì sinqc=n2/n1 do đó NA=sinqmax==n1 Trong đó D= Độ lệch chiết xuất tương đối D có giá trị khoảng từ 0,002 đến 0,13 (tức là từ 0,2 đến 1,3%). Ví dụ: sợi quang có n1=1,05; n2=1,485 thì D==0,01=1% NA=sinqmax==0,21 suy ra qmax=120 Từ công thức tính sinqmax= ta thấy giá trị cực đại qmax được gọi là góc đón ánh sáng của sợi quang: góc này chỉ phụ thuộc vào chiết suất giữa lớp lõi và lớp bọc. 3. Các dạng phân bố chiết suất trong sợi quang loại đa mode và đơn mode Một mode truyền sáng là một trạng thái truyền ổn định của ánh sáng, trong sợi khi truyền trong sợi ánh sáng đi theo nhiều đường, trạng thái ổn định này gọi là những mode. Có thể hình dung gần đúng một mode ứng với 1 tia sáng. Khi sợi quang mà có nhiều tia sáng có các góc khác nhau đi qua do vậy chúng được gọi là sợi quang đa mode (MM) Multi - Mode. Sợi quang đa mode có chiết suất bậc (SI): n2 n1 n r Xung vào Xung ra Hình 2.4a- Sợi quang đa mode có chiết suất bậc Xung ra Là loại sợi có cấu tạo đơn giản nhất với chiết suất của lõi và lớp bọc khác nhau rõ rệt như hình bậc thang. Khi tia sáng đi vào lõi của sợi quang theo một góc nào đó thì nó sẽ được lan truyền trong lõi theo phương thức phản xạ toàn phần (hình 2.4a) các tia sáng truyền trong lõi sợi có cùng vận tốc mà chiều dài đường truyền khác nhau nên thời gian truyền sẽ khác nhau, trên cùng chiều dài sợi. Điều này dẫn đến hiện tượng: khi đưa một xung ánh sáng hẹp vào đầu sợi thì lại nhận được xung ánh sáng rộng hơn ở cuối sợi. Đây là hiện tượng tán sắc do đó độ tán sắc lớn nên sợi đa mode có chiết suất bậc không thể truyền tín hiệu có tốc độ cao qua cự ly dài được. Đây là nhược điểm mà ta có thể khắc phục trong loại sợi có chiết suất giảm dần. Sợi quang đa mode chiết suất giảm dần (GI): n2 n1 n r Xung vào Xung ra Hình 2.4b- Sợi quang đa mode chiết suất giảm dần Xung ra Để giảm độ sai lệch về thời gian của loại sợi đa mode chỉ số chiết suất bậc loại sợi đa mode chiết suất giảm dần có hệ số khúc xạ lớn nhất tại lõi của nó và có độ khúc xạ nhỏ hơn về phía lớp bọc sợi quang. Điều này có nghĩa là sự phân bố hệ số kúc xạ có hình chuông. Khi đó các tia sang đi thẳng trong sợi, do có hệ số khúc xạ lớn nhất nên vân tốc lan truyền là nhỏ nhất, vì vận tốc ánh sáng lan truyền phụ thuộc vào hệ số chiết suất: V = c/n. Những tia sáng bị uốn cong ra phía vỏ có hệ số chiết suất nhỏ hơn nên vận tốc lớn hơn. Như vậy đã làm giảm thời gian trễ giữa các tia. Vì vậy có thể truyền một lượng thông tin (MHz-km) gấp nhiều lần so với loại sợi đa mode chiết suất bậc. n2 n1 n r Xung vào Xung ra Hình 2.4c- Sợi quang đơn mode Xung ra Sợi có đường kính lõi 50mm và đường kính có 125mm (50/125) và NA nhỏ (0,18 đến 0,24) loại này đã được sử dụng rộng rãi trong mạng viễn thông và được CCITT tiêu chuẩn hoá. Sợi đơn mode(SM): Khi đường kính lõi giảm xuống và độ sai lệch về hệ số khúc xạ giữa lớp lõi và lớp bọc giảm đi như hình 2.4.c thì chỉ còn các tia sáng thẳng mới có thể lan truyền được đây chính là sợi quang đơn mode. Ưu điểm của sợi đơn mode là băng tần lớn hơn do không có tán sắc mode. Nhân tố ảnh hưởng chủ yếu đến băng tần của sợi đơn mode là tán sắc thể. tán sắc này có giá trị 0 tại vùng lân cận của bước sóng 1,3mm. Vì vậy khi các nguồn quang phát ra xung ánh sang Dl tại một nửa biên độ hẹp thì độ rộng băng tần tổng của sợi đơn mode lớn gấp 3 lần trở lên so với bề rộng băng tần của sợi đa mode Graded. Sợi đơn mode có đường kính lõi là 9-10mm đường kính vỏ 125mm và NA khoảng 0,11 đã được CCITT chuẩn hoá. II. Các đặc tính của sợi quang Các đặc tính của sợi quang cần quan tâm cho ứng dụng viễn thông có thể chia làm hai lĩnh vực: các đặc tính vật lý và các đặc tính truyền dẫn, các đặc tính truyền dẫn gần suy hao, tán sắc, bước sóng cắt. Còn các đặc tính vật lý gồm mặt cắt khúc xạ, kích thước, lực căng... 1. Suy hao của sợi quang Suy hao trong sợi quang là một trong những thông số quan trọng của đường truyền dẫn. Để xác định tốc độ truyền dẫn và khoảng cách lập trạm lặp của hệ thống thông tin sợi quang, có hai tham số phải nghiên cứu đó là suy hao quang và độ rộng băng tần truyền dẫn. Độ suy hao quang để xác định suy hao công suất ánh sáng lan truyền trong sợi quang. Nếu suy hao nhỏ hơn thì cho phép khoảng cách truyền dẫn tín hiệu lớn hơn. Suy hao quang có thể tạm chia thành hai loại, thứ nhất là suy hao thuần tuý sợi quang, thứ hai là suy hao phụ khi lắp đặt và vận hành hệ thống. Bao gồm suy hoa hấp thụ, suy hao tán xạ Rayleight suy hoa tán sắc do không đồng nhất cấu trúc. Suy hao trong quá trình vận hành mạng bao gồm suy hao uốn cong, suy hoa hàn nối và suy hao ghép nối của cáp sợi quang và các linh kiện thu và phát quang. Độ suy hao của sợi được tính: A(dB)=10lg Trong đó P1=P(0) công suất đưa vào đầu sợi P2=P(L) công suất ở cuối sợi Hệ số suy hao trung bình: a. Suy hao do hấp thụ Sự hâp sthụ ánh sáng do các yếu tố như: cấu trúc nguyên tử của vật liệu sợi quang silic dĩoyt không hoàn chỉnh, các nguyên tử của vật liệu không tinh khiết (hấp thụ) và các nguyên tử tạo nên vật liệu sợi quang (tự hấp thụ). Suy hao do cấu trúc nguyên tử có khuyết tật gây ra có thể bỏ qua, nhưng sự không tinh khiết của sợi quang là nguyên nhân chủ yếu của suy hao do các tạp chất kim loại như đồng (Cu), sắt (Fe), cacbon (CO) và độ ẩm. Độ ẩm là một trong những nguyên nhân gây suy hao sợi quang. Sự có mặt của các ion OH trong sợi quang cũng tạo ra độ suy hao hấp thụ đáng kể. Đặc biệt độ hấp thụ tăng vọt ở các bước sóng gần 950nm, 1240nm và 1400nm. Sự hấp thụ do vật liệu là do dao động của các tia hồng ngoại và tia cực tím gây ra, nó không thành vấn đề tại bước sóng gữa 0,8mm và 1,7mm. b. Suy hao do tán xạ. Tán xạ Rayleight là 1 hiện tượng mà ánh sáng bị tán xạ theo các hướng khác nhau khi nó gặp phải ọt vật nhỏ có kích thước không quá lớn so với bước sóng của ánh sáng. Tiêu hao tán xạ Rayleight xuất hiện do ảnh hưởng của các chỗ không đồng nhất còn sót lại trong giai đoạn làm nguội sợi, trong quá trình nóng chẩy thuỷ tinh để kéo thành sợi. ảnh hưởng của nó phụ thuộc vào công nghệ chế tạo và vật liệu chế tạo sợi. Kích thước các chỗ không đồng nhất nhỏ hơn bước sóng ánh sáng vùng hồng ngoại. Độ suy hao của tán xạ rayleight giảm nhanh về phía có bước sóng dài nó có ảnh hưởng đáng kể ở bưóc sóng nhỏ. Ngoài ra mặt phân cách giữa lớp bọc và lớp lõi không hoàn hảo cũng gây ra tán xạ. c. Suy hao tán xạ do cấu trúc sợi quang không đồng nhất Các sợi quang thực tế không thể có tiết diện mặt cắt ngang tròn lý tưởng và cấu trúc hình trục đều dọc suốt vỏ và lõi sợi. Tại bề mặt biên giữa lõi và vỏ sợi đổi chỗ có sự gồ ghề và nhẵn. Những chỗ gồ ghề như vậy trên bề mặt biên gây lên ánh sáng tán xạ và một vài chỗ phát xạ ánh sáng ra ngoài. Những chỗ không bằng phẳng này gây nên suy hao quang nó làm tăng suy hao quang. Bởi vì có các phản xạ bất bình thường đối với ánh sáng lan truy. Loại suy hao này người ta gọi chúng là suy hao do cấu trúc không đồng nhất của sợi quang. d. Suy hao bức xạ gây nên do bị uốn cong Các suy hao bức xạ gây lên do bị uốn cong các suy hao sinh ra khi sợi bị uốn cong với một sợi quang bị uốn cong, các tia ánh sáng có các góc tới vượt quá góc giới hạn bị phát xạ ra ngoài vỏ gây nên suy hao. Bởi vậy trong việc thiết kế tuyến thông tin sợi quang phải chú ý đến việc giữ bán kính cong lớn. e. Suy hao vi cong Khi sợi quang chịu những lực nén không đồng nhất thì trục của sợi quang bị uốn cong đi 1 lượng nhỏ, làm tăng suy hao sợi quang. Suy hao này gọi là suy hao cong vi lượng. Do đó khi sản xuất người ta chú ý để cấu trúc sợi có bảo vệ chống các áp lực tác động từ bên ngoài. g. Suy hao do hàn nối Nếu lõi của hai sợi không gắn được với nhau thật hoàn hảo và đồng nhất thì một phần của ánh sáng đi ra khỏi sợi này sẽ không vào sợi kia hoàn toàn và bị phát xạ ra ngoài gây nên suy hao. Nguyên nhân chính của suy hao này là việc không dòng đồng trục hai sợi trên hình 2.5 do vậy tạo nên suy hao rất lớn. Nếu có 1 khe nhỏ tồn tại tại chỗ nối thì chính khe này tạo nên suy hao phản xạ. h. Suy hao ghép nối sợi quang giữa sợi và các linh kiện thu, phát quang Điều kiện để ghép ánh sáng từ linh kiện phát quang vào sợi quang được xác định bằng khẩu độ số NA, khi ghép nối vào sợi quang thì Laser có các đặc điểm về suy hao tốt hơn ngay cả khi sử dụng thấu kính để tập trung chùm sáng. góc lệch Hình 2 .5a- Bề mặt không nhẵn Hình 2 .5b- khoảng cách giữa hai bề mặt i. Đặc tuyến suy hao Với mong muốn suy hao càng thấp càng tốt, hiện nay đã chế tạo được loại sợi quang mà đặc tuyến suy hao của nó gồm ba bước sóng có suy hao thấp (gọi là 3 cửa sổ suy hao). 1987 1990 0,8 1 1,2 1,4 1,6 l (nm) 0,25 0,4 1,0 2,0 5 Hình 2 .6- Các đặc tính suy hao theo bước sóng của sợi quang + Cửa sổ thứ nhất ở bước sóng 850nm với mức suy hao trung bình ở bước sóng này từ 2 ->3dB/km. Độ suy hao này chưa phải là thấp nên ngày nay bước sóng 850nm ít được dùng. + Cửa sổ thứ hai 1300nm: suy hao ở bước sóng này bé hơn nhiều so với suy hao ở bước sóng 850nm. Độ suy hao đạt từ 0,4->0,5dB/km. Cộng thêm độ tán sắc rất thấp nên bước sóng này được sử dụng rộng rãi. + Cửa