Chuong 1in sv

BÀI GIẢNG MÔN

KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG

GIỚI THIỆU MÔN HỌC
 Thời lượng môn học:
 3ĐVHT – 45 tiết (20LT + 10BT&KT + 15TN + 90 giờTự học )

 Mục tiêu:
 Nắm được kiến thức cơ bản về kỹ thuật thông tin quang: quá
trình phát tín hiệu quang, cách thức xử lý tín hiệu quang và
việc truyền tín hiệu đi trên sợi quang
 Hiểu được hoạt động truyền tin của một hệ thống thông tin
sợi quang
 Nắm được những kiến thức cơ sở làm tiền đề để sinh viên tự
nghiên cứu, tìm hiểu được những vấn đề mới về kỹ thuật
thông tin quang

www.ptit.edu.vn

BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1

Trang 1

BÀI GIẢNG MÔN


 Yêu cầu và đánh giá
 Chuyên cần (10%): đi học đầy đủ và có thái độ tích cực trong
các buổi học trên lớp
 Kiểm tra (25%): tham gia ít nhất 1 bài kiểm tra và điểm kiểm
tra khác 0
 Thi kết thúc (70%)

www.ptit.edu.vn


Trang 2

BÀI GIẢNG MÔN


 Tài liệu tham khảo
1. Cở sở truyền thông sợi quang, Bài giảng HVCNBCVT, 2010
2. G. Keiser, Optical Fiber Communications, 3rd edition, 2002.
3. G. P. Agrawal, Fiber Optic Communication System, 3rd edition,
John Wiley & Sons, 2010.
4. M. Ming & K. Liu, Principles and Applications of Optical
Communications, 2rnd edition, 2001.
5. D. K. Mynbaev & L. L. Scheiner, Fiber-Optic Communications
Technology, Prentice Hall, 2001.
6. Vũ Văn San, Hệ thống thông tin quang, NXB Bưu điện, 2008.
7. Hoàng Ứng Huyền, Kỹ thuật thông tin quang, NXB Bưu điện..

www.ptit.edu.vn


Trang 3

BÀI GIẢNG MÔN


NỘI DUNG
1 Tổng quan về kỹ thuật thông tin quang

2 Các phần tử cơ bản trong kỹ thuật thông tin quang

Chương
3 Hệ thống thông tin quang
4 Một số công nghệ quang tiên tiến

www.ptit.edu.vn


Trang 4

BÀI GIẢNG MÔN


Chương 1: Tổng quan về kỹ thuật thông tin quang
1.1. Lịch sử phát triển hệ thống thông tin quang
1.2. Mô hình chung của hệ thống thông tin quang
1.3. Một số vấn đề vật lý cơ bản trong kỹ thuật
thông tin quang
1.4. Tổng quan các công nghệ trong kỹ thuật

thông tin quang

www.ptit.edu.vn


Trang 5

BÀI GIẢNG MÔN


Chương 2: Các phần tử cơ bản trong kỹ thuật
thông tin quang
2.1. Các phần tử biến đổi điện-quang (Laser, LED)
2.2. Sợi quang

2.3. Các phần tử biến đổi quang-điện (PIN, APD)

www.ptit.edu.vn


Trang 6

BÀI GIẢNG MÔN


Chương 3: Hệ thống thông tin quang
3.1. Mô hình hệ thống, các phần tử
3.2. Mô hình hệ thống thông tin quang đơn kênh
3.3. Hệ thống truyền dẫn đa kênh

3.4. Một số vấn đề trong thiết kế hệ thống TTQ

www.ptit.edu.vn


Trang 7

BÀI GIẢNG MÔN


Chương 4: Một số công nghệ quang tiên tiến
4. 1.

Công nghệ truyền tải WDM

4.2 . Truyền tải IP/WDM
4.3.

Chuyển mạch quang

4.4.

Hệ thống thông tin quang Coherent

4.5.

Hệ thống thông tin quang Soliton

4.6.

Truyền tín hiệu vô tuyến trong sợi quang (RoF)

www.ptit.edu.vn


Trang 8

BÀI GIẢNG MÔN


1. TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT TTQ
1.1. Lịch sử phát triển hệ thống thông tin quang

 Sơ đồ khối cơ bản của hệ thống thông tin quang
 Các thành phần cơ bản của hệ thống thông tin quang
 Ưu nhược điểm của hệ thống thông tin quang
1.3. Một số vấn đề vật lý cơ bản trong kỹ thuật thông tin quang
 Một số vấn đề cơ bản về ánh sáng
 Một số vấn đề cơ bản trong vật lý bán dẫn

 Các hiệu ứng cơ bản của vật liệu quang
1.4. Các công nghệ trong kỹ thuật TTQ
www.ptit.edu.vn


Trang 9

BÀI GIẢNG MÔN


1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
1.1.1. Mét sè hÖ thèng th«ng tin quang cña ng-êi cæ x-a
1.1.2. Một số mốc trong lịch sử phát triển kỹ thuật thông tin
quang hiện đại
1.1.3. Một số hệ thống cáp quang lớn trên thế giới
1.1.4. Một số hệ thống cáp quang ở Việt Nam

www.ptit.edu.vn


Trang 10

BÀI GIẢNG MÔN


1.1.1. Mét sè hÖ thèng th«ng tin quang cña ng-êi cæ x-a
a. VÒ m« h×nh hÖ thèng
b. Mét sè hÖ thèng th«ng tin quang cña ng-êi cæ x-a

www.ptit.edu.vn


Trang 11

BÀI GIẢNG MÔN


a. VÒ m« h×nh hÖ thèng
Tõ xa x-a con ng-êi ®· biÕt sö dông kỹ thuật thông tin quang để truyền
tin.
M« h×nh hệ thống th«ng tin quang của người cổ xưa gåm:
Nguån tin:
- TÝn hiÖu löa,
- TÝn hiÖu khãi
TÝn hiÖu truyÒn dÉn:
- ¸nh s¸ng
M«i tr-êng truyÒn dÉn:
- KhÝ quyÓn
www.ptit.edu.vn


Trang 12

BÀI GIẢNG MÔN

Thời cổ xưa, ng-êi ta sö dông çc tÝn hiÖu löa vµ tÝn hiÖu khãi truyÒn qua çc
ngän nói hay qua çc th¸p ®Ó truyÒn th«ng tin vÒ çc mÖnh lÖnh ®iÒu khiÓn,
mÖnh lÖnh phèi hîp t¸c chiÕn còng nh- kÕt qu¶ cña çc trËn ®¸nh.
- Çch ®©y 2500 n¨m, ng-êi ta ®· ph¸t minh ra th«ng tin dïng ®uèc ®Ó m· ho¸
th«ng tin vµ truyÒn dÉn th«ng tin. Çc tr¹m ph¸t vµ thu ®-îc x©y dùng nh- hai
bøc t-êng trªn çc ®Ønh cao. Trªn mçi bøc t-êng cã nhiÒu lç, trong çc lç ®Æt
çc ngän ®uèc. Tïy thuéc vµo sè l-îng ®uèc ®-îc ®èt lªn t¹i t-êng bªn ph¶i vµ
bªn tr¸i, th«ng tin ®-îc ®-îc truyÒn ®i vµ gi¶i m·.
- Tõ n¨m 150 sau c«ng nguyªn, ng-êi La m· ®· cã mét m¹ng th«ng tin tÝn hiÖu
khãi, víi tæng chiÒu dµi kho¶ng 4500 km. §©y lµ m¹ng tÝn hiÖu quang víi çc
ký hiÖu khãi ®· ®-îc quy ®Þnh tr-íc. M¹ng th«ng tin nµy gåm çc th¸p n»m trong
tÇm nh×n cña nhau. Hµng tr¨m ngän th¸p nh- vËy sö dông cho th«ng b¸o çc
tÝn hiÖu qu©n sù cÇn thiÕt mét çch nhanh chãng.

www.ptit.edu.vn


Trang 13

BÀI GIẢNG MÔN



Năm 1790: Claude Chappe, kỹ sư người
Pháp, đã xây dựng một hệ thống điện báo
quang (optical telegraph).
Hệ thống này gồm một chuỗi các tháp với
các đèn báo hiệu trên đó. Hệ thống đã
truyền được tín hiệu qua khoảng cách
200 km trong vòng 15 phút.

Hình 1.1
www.ptit.edu.vn


Trang 14

BÀI GIẢNG MÔN


1.1.2. Một số mốc trong lịch sử phát triển kỹ thuật thông
tin quang hiện đại
a. C¸c h-íng nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn
b. Các thế hệ truyền dẫn quang trong lịch sử phát triển

www.ptit.edu.vn


Trang 15

BÀI GIẢNG MÔN


a. C¸c h-íng nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn
Cã 3 h-íng nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn:
 Nghiªn cøu chÕ t¹o sîi quang,
 Nghiªn cøu chÕ t¹o nguån ph¸t ¸nh s¸ng,
 Nghiªn cøu ph¸t triÓn hÖ thèng.
(h-íng 1 vµ 2 cã thÓ tiÕn hµnh ®éc lËp vµ ®ång thêi, cßn h-íng
thø 3 ®-îc thùc hiÖn trªn c¬ së cña 2 h-íng trªn)

www.ptit.edu.vn


Trang 16

BÀI GIẢNG MÔN

quang hiện đại
 Một số mốc trong lịch sử phát triển sợi quang
- Năm1870: Thí nghiệm của John Tyndall đã chứng minh được ánh sáng có thể
dẫn được theo một vòi nước uốn cong dựa vào nguyên lý phản xạ toàn phần
- Năm 1934: Norman R.French, kỹ sư người Mỹ, nhận được bằng sáng chế về
hệ thống thông tin quang. Phương tiện truyền dẫn của ông là thanh thủy tinh.
- Vào những năm 1950: Brian O’Brien, Harry Hopkins và Nariorger Kapany đã
phát triển sợi quang có hai lớp, bao gồm lớp lõi bên trong để ánh sáng lan
truyền trong lớp này và lớp vỏ bao xung quanh bên ngoài lớp lõi, nhằm giam
giữ ánh sáng chỉ truyền ở trong lớp lõi.
- 1966: Corning Glass ®· chÕ t¹o ®-îc sîi quang ®Çu tiªn, suy hao: 1000dB/km
- 1970: Corning Glass ®· chÕ t¹o ®-îc sîi quang cã suy hao: 20dB/km
www.ptit.edu.vn


Trang 17

BÀI GIẢNG MÔN

quang hiện đại
 Một số mốc trong lịch sử phát triển sợi quang (tiếp theo)
- 1975: Corning Glass ®· chÕ t¹o ®-îc sîi quang, suy hao:
2dB/km
- 1976: NhËt B¶n ®· chÕ t¹o ®-îc sîi quang, suy hao: 0,5dB/km ë
=1,3 m

- 1979: NhËt B¶n ®· chÕ t¹o ®-îc sîi quang, suy hao: 0,2dB/km ë
=1,55 m
- 1982: Corning Glass ®· chÕ t¹o ®-îc sîi SM, suy hao 0,16
dB/km ( giíi h¹n lý thuyÕt)
www.ptit.edu.vn


Trang 18

BÀI GIẢNG MÔN

 Một số mốc trong lịch sử phát triển sợi quang (tiếp theo)

Hình 1.2
www.ptit.edu.vn


Trang 19

BÀI GIẢNG MÔN


 Một số mốc trong lịch sử phát triển nguồn phát
quang
 1960: LD b¸n dÉn ®Çu tiªn (IBM, Lincoln Lab)

 1970: LD ho¹t ®éng nhiÖt ®é phßng
 1976: LD b¸n dÉn ë

= 1,3 m vµ 1,55 m

 1989: LD b¸n dÉn phæ cùc hÑp

www.ptit.edu.vn


Trang 20

BÀI GIẢNG MÔN

 Một số mốc trong lịch sử phát triển hệ thống
- 1977: sîi ®a mode (850nm, IM/DD) 45-90 Mb/s.
- 1980: sîi ®¬n mode (1300nm, IM/DD) 140-280 Mb/s.
- 1984: sîi ®¬n mode (1550nm, coherent) 2,5 Gb/s.

- 1992: sîi ®¬n mode/DWDM (C-band, IM/DD) 400 Gb/s.
-

2001: sîi ®¬n mode/DWDM+RA (C&L band, IM/DD) 2400
Gb/s

Dung l-îng hÖ thèng ph¸t triÓn m¹nh kho¶ng sau 1992.

www.ptit.edu.vn


Trang 21

BÀI GIẢNG MÔN

 Các thế hệ truyền dẫn quang trong lịch sử phát triển
Trong lịch sử phát triển, đến nay kỹ thuật truyền dẫn quang
đã trải qua 5 thế hệ phát triển:
Thế hệ truyền dẫn quang đầu tiên: hoạt động ở cửa sổ
bước sóng 800nm; sử dụng sợi quang đa mode truyền dẫn
nên suy hao lớn và tốc độ bit chưa cao (hoạt động ở tốc độ
là 45 Mb/s) và cho phép khoảng lặp đến 10 km.

www.ptit.edu.vn


Trang 22

BÀI GIẢNG MÔN

quang hiện đại

Thế hệ thứ 2: Sự dịch chuyển cửa sổ bước sóng hoạt động của hệ
thống từ 800nm sang 1300nm cho phép tăng khoảng cách truyền
dẫn của hệ thống lên rõ rệt.
Trong thế hệ truyền dẫn quang đầu tiên, tất cả các ứng dụng đều sử
dụng sợi đa mode thì đến năm 1984, sợi đơn mode đã được thay
thế hầu hết trong các đường trung kế cự li dài (khoảng lặp lên đến
50 km).
Sợi đơn mode có suy hao thấp hơn và băng thông lớn hơn đáng kể
so với sợi đa mode (tốc độ truyền dẫn lên đến 1,7 Gb/s).
www.ptit.edu.vn


Trang 23

BÀI GIẢNG MÔN

quang hiện đại
Thế hệ thứ 3: Sự dịch chuyển cửa sổ bước sóng hoạt động của hệ thống từ
1300nm sang 1550nm. Các hệ thống truyền dẫn quang hoạt động ở cửa sổ bước
sóng 1550nm có suy hao thấp nhất nhưng lại chịu ảnh hưởng của tán sắc lớn hơn
so với khi hoạt động ở cửa sổ 1300nm.
Từ khi cách tử Bragg được sử dụng như là một phương pháp bù tán sắc trong
miền quang, các thế hệ truyền dẫn quang tiếp sau này đã tăng được tốc độ bit và
khoảng cách truyền dẫn một cách vượt bậc.
Hệ thống thế hệ thứ ba hoạt động ở 2,5Gb/s (thương mại vào năm 1990), hệ
thống này có khả năng điều hành với một tốc độ bit lên đến 10 Gb/s
Hệ thống truyền dẫn quang ở bước sóng 1550nm sử dụng cả kỹ thuật tách sóng
trực tiếp và tách sóng coherent. Tách sóng coherent cải thiện đáng kể độ nhạy
thu và tính chọn lọc bước sóng so với kỹ thuật tách sóng trực tiếp.

www.ptit.edu.vn


Trang 24

BÀI GIẢNG MÔN

quang hiện đại
Thế hệ thứ 4: sử dụng các khuếch đi quang cho gia tăng khoảng cách lặp lại và
công nghệ truyền dẫn quang ghép kênh theo bước sóng –WDM để tăng dung
lượng.
Năm 1991, thử nghiệm hệ thống truyền dẫn quang qua 21.000 km là 2,5 Gb/s, và
hơn 14.300 km tại 5 Gb/s, sử dụng một cấu hình vòng.
Năm 1996, triển khai hệ thống tốc độ 5 Gb/s truyền qua 11.300 km xuyên Đại Tây
Dương và từ đó một số lượng lớn hệ thống truyền dẫn quang biển tốc độ cao đã
được triển khai trên toàn thế giới.
Năm 2000, thử nghiệm hệ thống WDM với 82 kênh bước sóng, trong đó mỗi
bước sóng hoạt động ở 40 Gb/s và truyền qua hơn 3000 km.

www.ptit.edu.vn


Trang 25

BÀI GIẢNG MÔN

quang hiện đại
Thế hệ thứ năm của hệ thống thông tin sợi quang là có liên quan với việc
mở rộng vùng bước sóng trên đó một hệ thống WDM có thể hoạt động
đồng thời. Các cửa sổ bước sóng được sử dụng là băng C, L và S.
Kỹ thuật khuếch đại Raman được sử dụng cho tín hiệu ở cả ba băng tần
sóng.
Bắt đầu từ năm 2000, nhiều thí nghiệm được sử dụng các kênh hoạt động tại
40 Gb/s.
Kỹ thuật solitons cũng được nghiên cứu áp dụng.

www.ptit.edu.vn


Trang 26

BÀI GIẢNG MÔN

1.1.3. Một số hệ thống cáp quang trên thế giới
 Tổng quan

Hình 1.3
www.ptit.edu.vn


Trang 27

BÀI GIẢNG MÔN

 Dung lượng một số hệ thống cáp quang trên thế giới (2008)

Hình 1.4
www.ptit.edu.vn


Trang 28

BÀI GIẢNG MÔN

 Một số hệ thống cáp quang biển trên thế giới (2008)

Hình 1.5
www.ptit.edu.vn


Trang 29

BÀI GIẢNG MÔN

 Một số hệ thống cáp quang biển giữa Mỹ và châu Âu

Hình 1.6
www.ptit.edu.vn


Trang 30

BÀI GIẢNG MÔN

 Tổng quan
Năm 1992, Việt Nam xây dựng tuyến cáp quang đầu tiên: tuyến trục Bắc
Nam dài hơn 1700km, với dung lượng 34 Mb/s.
Hiện nay, mạng truyền tải thông tin quang đã trở thành mạng truyền tải chủ
đạo của mạng viễn thông Việt Nam. Mạng thông tin quang của Việt Nam đã
rộng khắp trong cả nước từ kết nối mạng quốc tế, đường trục, liên tỉnh,
mạng vùng đến các mạng truy nhập.
Hiện nay, ở Việt Nam có 2 nhà khai thác chính có mạng truyền tải quang với
dung lượng lớn. Đó là:
- Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT),
- Tổng công ty Viễn thông Quân đội (VietTel).
www.ptit.edu.vn


Trang 31

BÀI GIẢNG MÔN

 Một số hệ thống cáp quang của Việt Nam
Mạng truyền dẫn quang của VN được phân thành 3 cấp :
- Cấp quốc tế: hệ thống truyền dẫn quốc tế chủ yếu do công ty
VNPT và Viettel quản lý, vận hành và khai thác.
- Cấp quốc gia (liên tỉnh): bao gồm các tuyến truyền dẫn đường
trục, tuyến truyền dẫn liên tỉnh cấp vùng.
- Cấp nội tỉnh: bao gồm các tuyến truyền dẫn nội tỉnh do các tỉnh,
thành phố quản lý, vận hành và khai thác.

www.ptit.edu.vn


Trang 32

BÀI GIẢNG MÔN

 Một số hệ thống cáp quang của VNPT
 M¹ng truyÒn dÉn quèc tÕ
Tuyến cáp quang biển SEA-ME-WE 3
Tuyến cáp quang biển SEA-ME-WE 3 nối liền Việt nam với hơn 30 nước trên
thế giới trải dài từ Nhật bản tới Châu Âu (hình 6.23) sử dụng công nghệ
ghép bước sóng quang (WDM). Hệ thống SMW-3 hiện đang khai thác 16
bước sóng trên hai đôi sợi với tốc độ truyền dẫn trên mỗi bước sóng là
2.5Gb/s cung cấp dung lượng truyền thông quốc tế chất lượng cao đáp ứng
các yêu cầu khác nhau của các nước.
Hệ thống gồm 35 điểm cập bờ từ Nhật (Okinawa) tới Đức (Norden). Điểm
cập bờ của Việt nam là tại Đà nẵng

www.ptit.edu.vn


Trang 33

BÀI GIẢNG MÔN

Sơ đå hÖ thèng quang biÓn quèc tÕ SE- ME- WE 3

Hình 1.7
www.ptit.edu.vn


Trang 34

BÀI GIẢNG MÔN

Tuyến cáp quang biển TVH
Tuyến cáp biển quốc tế TVH (Thái Lan - Việt Nam - Hồng Kông), với trạm
cập bờ tại Vũng Tàu nối Việt Nam với Hồng Kông và Thái Lan. Tuyến
trung kế Vũng Tàu - TP. Hồ Chí Minh sử dụng vi ba 140 Mb/s 2+1. Tuyến
sử dụng công ngệ PDH, có dung lượng mỗi hướng 560Mb/s và có hệ
thống cập bờ tại Vũng Tàu (khai thác từ tháng 11/1995), với tổng chiều
dài là 3373km, kết nối với Thái Lan và Hồng Kông, có dung lượng
560Mps và kết nối tiếp đi hơn 30 hướng trên thế giới.
TVH đã được đưa vào khai thác và được nối tiếp tới hơn 30 hướng trên
thế giới. Dung lượng danh định Việt Nam có là 128 E1 trên mỗi hướng
Hồng Kông và Thái Lan.
www.ptit.edu.vn


Trang 35

BÀI GIẢNG MÔN

Tuyến cáp quang CSC
Tuyến CSC được đưa vào khai thác năm 2001, kết nối Trung Quốc, VN,
Lào, Thái Lan, Malaysia, Singapore với tốc độ hiện tại 2,5Gbs, khai thác
vào tháng 6/2006. Tỷ lệ dung lượng khai thác trên CSC so với tổng dung
lượng quốc tế đang khai thác của VNPT là 10% và đang được nâng cấp
lên 10Gbs.
Tuyến cáp này cung cấp dung lượng liên lạc quốc tế với các nước trong
khu vực. Ngoài ra tuyến CSC phần Việt nam còn được thiết kế để cung
cấp dung lượng cho liên lạc trong nước và là hệ thống cáp quan trọng
dùng cho khôi phục các hệ thống cáp quang khác như TVH và SMW-3.

www.ptit.edu.vn


Trang 36

BÀI GIẢNG MÔN

Tuyến cáp quang TP. Hồ Chí Minh - Phnompenh (Cam-pu-chia)
Tuyến cáp quang thành phố HCM - Phnompenh, theo thoả thuận
giữa hai nước, đã được xây dựng và đưa vào khai thác từ 1999.
Dung lượng ban đầu là tuyến 155Mb/s.

Tuyến PnomPenh – Thành phố Hồ Chí Minh chủ yếu trao đổi thông
tin giữa các quốc gia láng giềng Lào, Campuchia.

www.ptit.edu.vn


Trang 37

BÀI GIẢNG MÔN

 M¹ng truyÒn dÉn ®-êng trôc B¾c Nam
Hệ thống DWDM đường trục Bắc-Nam 120G của Nortel.
Năm 2004, tuyến này có dung lượng 20G sử dụng thiết bị của
hãng Nortel,
Qua thời gian khai thác tuyến trục này được nâng cấp dung
lượng từ 20G (gồm 08 bước sóng tốc độ 2.5Gb/s) lên 40G (gồm
04 bước sóng tốc độ 10Gb/s) và lên 60G (bổ sung thêm 02
bước sóng tốc độ 10Gb/s),
Hiện nay, tuyến trục này được nâng cấp dung lượng lên 120G.
www.ptit.edu.vn


Trang 38

BÀI GIẢNG MÔN

Hệ thống DWDM đường trục Bắc-Nam 240G của Nortel
Năm 2009, tuyến trục này có dung lượng 80G sử dụng thiết
bị của hãng Nortel (bao gồm 08 bước sóng tốc độ 10Gb/s),
Hiện nay tuyến trục này được nâng cấp lên dung lượng
240G (bao gồm cả bước sóng 10Gb/s và 40Gb/s).

www.ptit.edu.vn


Trang 39

BÀI GIẢNG MÔN

Dự án xây dựng tuyến cáp quang biển Bắc-Nam
Đầu năm 2004, VNPT bắt đầu tiến hành lập dự án xây dựng tuyến cáp quang
biển Bắc-Nam, cùng vận hành với mạng cáp quang trục Bắc Nam.
Tổng chiều dài của tuyến này là 2.034 km cáp quang trên biển nội địa, với 11
điểm cập bờ trải dài từ Hải Phòng đến Sóc Trăng và 197km trên bờ. Dung
lượng lớn nhất của tuyến cáp quang này sẽ lên tới 80Gbps, sử dụng công nghệ
DWDM.
Cáp quang trên biển sẽ cung cấp các dịch vụ thoại, dịch vụ Internet, truyền số
liệu, quảng bá cho kênh truyền hình, truyền dẫn cho các bộ, ngành và đặc biệt
là đảm bảo an toàn cho mạng trục Bắc Nam.
Hiện nay, tuyến cáp này đang được hoàn thiện và trong tương lai sẽ được đưa
vào sử dụng.
www.ptit.edu.vn


Trang 40

BÀI GIẢNG MÔN

 Một số hệ thống cáp quang của Viettel

Hiện nay, Viettel đã có hạ tầng mạng truyền dẫn quang đi quốc tế
tại các cửa ngõ quốc tế trên đất liền, các cửa ngõ quốc tế biển.

Tuyến cửa ngõ quốc tế Móng cái – Quảng ninh:
- Kết nối cáp quang đất liền có dự phòng 1+1 qua Trung Quốc
- Dung lượng kết nối 2.5Gb/s
- Cung cấp các dịch vụ: nx64,E1/T1, E3/T3, STM1, STM4....
- Đối tác kết nối: China Netcom, China Unicom, HGC - HK, PCCW
- HK, NTT -JP.

www.ptit.edu.vn


Trang 41

BÀI GIẢNG MÔN

Cửa ngõ quốc tế Lạng Sơn:
-

Kết nối cáp quang đất liền có vu hồi 1+1 qua Trung quốc

-

Dung lượng kết nối 2.5Gb/s

-

Cung cấp các dịch vụ: nx64,E1/T1, E3/T3, STM1, STM4....

-

Đối tác kết nối: China Telecom-TQ, HGC-HK, Teleglobe....

Cửa ngõ quốc tế Lao Bảo & Cầu treo:
-

Kết nối cáp quang đất liền có vu hồi 1+1 qua Lào

-

Dung lượng kết nối STM-4

-

Cung cấp các dịch vụ: nx64,E1/T1, E3/T3, STM1

-

Đối tác kết nối: Lao Telecom

www.ptit.edu.vn


Trang 42

BÀI GIẢNG MÔN

Cửa ngõ quốc tế An Giang:
- Kết nối cáp quang đất liền có vu hồi 1+1 qua Campuchia
- Dung lượng kết nối STM-4
- Cung cấp các dịch vụ: nx64,E1/T1, E3/T3, STM1
- Đối tác kết nối:Campuchia
Cửa ngõ quốc tế cáp quang biển:
- Kết nối cáp quang biển sang Hong Kong, Thai Lan, Mỹ...
- Dung l-ượng kết nối 5 x STM-16 (5x2.5Gbps)
- Cung cấp các dịch vụ: nx64,E1/T1, E3/T3, STM-1
- Đối tác kết nối: AGG (USA)
www.ptit.edu.vn


Trang 43

BÀI GIẢNG MÔN

 M¹ng truyÒn dÉn ®-êng trôc b¾c Nam
Đường trục 1A
- Dung lượng 5Gb/s
- Chạy trên đường trục 500Kv Bắc Nam
- Cung cấp dịch vụ với các dung lượng: nx64, E1, E3, STM1, STM4....
- Sử dụng công nghệ ghép kênh theo bước sóng-WDM
Đường trục 1B
- Dung lượng 10Gb/s
- Chạy dọc hành lang an toàn đường sắt tuyến Hà Nội – TP Hồ Chí
Minh
- Cung cấp dịch vụ với các dung lượng: nx64, E1, E3, STM1, STM4,
STM-16, GE...
- Sử dụng công nghệ truyền dẫn SDH.
www.ptit.edu.vn


Trang 44

BÀI GIẢNG MÔN

 Kết luận:
Có thể thấy trong số hàng chục ngàn phát minh và nghiên cứu về sợi
quang cũng như các phần tử trong hệ thống thông tin sợi quang thì 5 phát
minh sau đây mang tính bước ngoặt, đó là:
1.Sự phát minh ra LASER vào những năm 60,
2.Nghiên cứu ra sợi quang suy hao thấp vào những năm 70,
3.Sự phát minh ra bộ khuếch đại quang vào những năm 80,
4.Sự ra đời của cách tử Bragg sợi quang vào những năm 90,
5.Kỹ thuật ghép kênh quang theo bước sóng WDM ra đời và được thương
mại lần đầu năm 1995.

Kể từ đó đến nay, công nghệ WDM đã trở thành công nghệ then chốt trong
các mạng truyền dẫn.
www.ptit.edu.vn


Trang 45

BÀI GIẢNG MÔN


 Sơ đồ khối cơ bản của hệ thống thông tin quang
 Các thành phần cơ bản của hệ thống thông tin quang

 Ưu nhược điểm của hệ thống thông tin quang

www.ptit.edu.vn


Trang 46

BÀI GIẢNG MÔN


1.2. MÔ HÌNH CHUNG CỦA HT TTQ
 Mô hình tổng quát

iD(t)

Bé ph¸t
quang

Pp(t)

M«i tr-êng
truyÒn dÉn
quang

PT(t)

ur(t)

Bé thu
quang

Hình 1.8

Trong ®ã:

ID (t): tÝn hiÖu vµo (tÝn hiÖu ®iÖn)
PP (t) : C«ng suÊt ¸nh s¸ng bøc x¹ cña bé ph¸t quang
PT (t): C«ng suÊt ¸n s¸ng truyÒn ®Õn ®Çu vµo bé thu

quang
ur (t): TÝn hiÖu ra bé thu quang (tÝn hiÖu ®iÖn).
www.ptit.edu.vn


Trang 47

BÀI GIẢNG MÔN


 Chức năng các khối
iD(t)

Pp(t)

PT(t)

Bé ph¸t
quang

Pp(t)

M«i tr-êng
truyÒn dÉn
quang

PT(t)

Bé thu
quang

www.ptit.edu.vn

iT(t)

BiÕn ®æi tÝn hiÖu điện iD(t) thµnh tÝn
hiÖu ¸nh s¸ng Pp(t) ®Ó ghÐp vµo sîi
quang.
TruyÒn dÉn ¸nh s¸ng Pp(t) tõ ®Çu ph¸t
®Õn ®Çu thu PT(t)
Biến đổi ánh sáng tới PT(t) trở thành
tín hiệu điện iT(t) có dạng giống như
tín hiệu truyền dẫn ban đầu.


Trang 48

BÀI GIẢNG MÔN


 Sơ đồ khối cơ bản của hệ thống thông tin quang đơn kênh
1
2
n

Bé ghÐp
kªnh

iD(t)

Sîi quang
Bé ph¸t
quang

Sîi quang

Pp(t)
Bé khuÕch ®¹i quang

1
2
n

Bé t¸ch
kªnh

Trong ®ã:

Hình 1.9
quang
www.ptit.edu.vn

ur(t)

Sîi quang
Bé thu
quang

ThiÕt bÞ
lÆp

Sîi quang

PT(t)

ID (t): tÝn hiÖu vµo (tÝn hiÖu ®iÖn)
PP (t) : C«ng suÊt ¸nh s¸ng bøc x¹ cña bé ph¸t quang
PT (t): C«ng suÊt ¸n s¸ng truyÒn ®Õn ®Çu vµo bé thu
ur (t): TÝn hiÖu ra bé thu quang (tÝn hiÖu ®iÖn).

Trang 49

BÀI GIẢNG MÔN


 Sơ đồ khối cơ bản của hệ thống thông tin quang WDM
OLTE TX

OA

OA

Trong ®ã:
Hình 1.10

www.ptit.edu.vn

MUX
DEMUX
TX, RX
OLTE

OA

DEMUX

MUX

RX OLTE

: Bộ ghÐp kªnh b-íc sãng quang
: Bộ chuyÓn ®æi b-íc sãng quang
: ThiÕt bÞ ®Çu cuèi quang.


Trang 50

BÀI GIẢNG MÔN


 C¸c thµnh phÇn c¬ b¶n cña hÖ thèng th«ng tin quang
 Bé ghÐp kªnh ®iÖn
1
2

Bé
ghÐp
kªnh
điện

iD(t)

n
Hình 1.11. Sơ đồ bộ ghép kênh điện
Chøc n¨ng:

GhÐp c¸c kªnh tÝn hiÖu ®iÖn (1 n) cã tèc ®é thÊp thµnh tÝn hiÖu ®iÖn cã
tèc ®é cao (PDH/SDH) ®Ó ®-a vµo ®iÒu chÕ quang.
www.ptit.edu.vn


Trang 51

BÀI GIẢNG MÔN


 Bé ph¸t quang
Sơ đồ khối
iD(t)

Bé ph¸t
quang

Pp(t)

Hình 1.12. Sơ đồ bộ phát quang

Chøc n¨ng:
BiÕn ®æi tÝn hiÖu điện từ bộ ghÐp kªnh ®iÖn iD (t) thµnh tÝn hiÖu ¸nh
s¸ng Pp (t) ®Ó ghÐp vµo sîi quang.
Qu¸ tr×nh nµy gäi lµ ®iÒu biÕn quang hay ®iÒu chÕ quang.
www.ptit.edu.vn


Trang 52

BÀI GIẢNG MÔN

 Bé ph¸t quang
Mét sè yªu cÇu ®èi víi c¸c bé ph¸t quang sö dông trong kü thuËt
th«ng tin quang:
- ¸nh s¸ng ®-îc bøc x¹ ra ph¶i cã ®é réng phæ hÑp,
- C«ng suÊt ¸nh s¸ng ph¸t x¹ lín,

- Cã kh¶ n¨ng ®iÒu chÕ trùc tiÕp,
- HÖ sè biÕn ®æi ®iÖn-quang cao,
- Cã kh¶ n¨ng ®iÒu chÕ víi tÝn hiÖu tèc ®é cao (b¨ng tÇn réng),
- §iÒu kiÖn ghÐp víi sîi quang thuËn tiÖn, hiÖu suÊt ghÐp ¸nh s¸ng
vµo sîi quang cao.
www.ptit.edu.vn


Trang 53

BÀI GIẢNG MÔN


 Bé ph¸t quang
Çc phÇn tö ph¸t quang sö dông trong kü thuËt th«ng tin quang:
§Ó ®¸p øng çc yªu cÇu trªn, trong kü thuËt th«ng tin quang, ng-êi ta
th-êng sö dông çc phÇn tö biÕn ®æi ®iÖn-quang lµ çc phÇn tö ph¸t
quang b¸n dÉn:
- LED (Light Emitting Diode): sù ph¸t x¹ ¸nh s¸ng lµ ph¸t x¹ tù
nhiªn
- LD (Laser Diode): sù ph¸t x¹ ¸nh s¸ng lµ ph¸t x¹ kÝch thÝch (cã
khuÕch ®¹i ¸nh s¸ng).

www.ptit.edu.vn


Trang 54

BÀI GIẢNG MÔN

 Sîi quang
 CÊu tróc c¬ b¶n cña sîi quang

Hình 1.13
-

Líp lâi (core): cã cÊu tróc d¹ng h×nh trô, cã t¸c dông truyÒn ¸nh s¸ng
däc theo trôc cña sîi
Líp vá (Cladding): cã cÊu tróc h×nh trô ®ång t©m vµ bao quanh líp lâi,
cã t¸c dông giam gi÷ ¸nh s¸ng trong líp lâi
Líp vá bäc (Buffer coating): cã t¸c dông b¶o vÖ lâi vµ gia c-êng thªm
®é bÒn cña sîi

www.ptit.edu.vn


Trang 55

BÀI GIẢNG MÔN

 Sîi quang
 Chøc n¨ng: truyÒn dÉn ¸nh s¸ng tõ ®Çu ph¸t ®Õn ®Çu thu


Mét sè yªu cÇu ®èi sîi quang sö dông trong kü thuËt th«ng tin
quang:

-

Giam gi÷ vµ truyÒn lan ¸nh s¸ng theo h-íng song song víi
trôc cña nã,

-

Ýt g©y ra suy hao tÝn hiÖu truyÒn dÉn,

-

Ýt g©y mÐo tÝn hiÖu.

www.ptit.edu.vn


Trang 56

BÀI GIẢNG MÔN

 Sîi quang
 VËt liÖu chÕ t¹o:
-

Líp lâi th-êng lµm b»ng vËt liÖu thñy tinh cã chØ sè chiÕt suÊt
lín (n1).

-

Líp vá ph¶n x¹ th-êng lµm b»ng thuû tinh hay b»ng nhùa víi chiÕt
suÊt n2 n1.

-

Líp vá b¶o vÖ b»ng nhùa hay sîi tæng hîp.

www.ptit.edu.vn


Trang 57

BÀI GIẢNG MÔN

 Sîi quang
C¸c lo¹i sîi quang sö dông trong kü thuËt th«ng tin quang:
Bảng 1-1

Ph©n lo¹i sîi theo chØ sè chiÕt
suÊt
Ph©n lo¹i theo mode truyÒn dÉn

Sîi cã chØ sè chiÕt suÊt ph©n bËc
Sîi cã chØ sè chiÕt suÊt Gradien

Sîi ®¬n mode
Sîi ®a mode
Sîi lâi thñy tinh, vá thuû tinh

Ph©n lo¹i theo cÊu tróc vËt liÖu

Sîi lâi thñy tinh, vá chÊt dÎo
Sîi lâi chÊt dÎo, vá chÊt dÎo

www.ptit.edu.vn


Trang 58

BÀI GIẢNG MÔN

 Bé thu quang
Sơ đồ khối

Chøc n¨ng:

PT(t)

iT(t)
Bé thu
quang

Hình 1.14. Sơ đồ bộ thu quang

-

Biến đổi ánh sáng tới PT(t) trở thành tín hiệu điện iT(t) có dạng giống như
tín hiệu truyền dẫn ban đầu.

-

Trong tín hiệu ra iT(t) có thể có tạp âm và méo kèm theo (đối với truyền dẫn
analog) hoặc lỗi bít (đối với truyền dẫn số).

-

Qu¸ tr×nh nµy gäi lµ giải ®iÒu biÕn hay giải ®iÒu chÕ quang.

www.ptit.edu.vn


Trang 59

BÀI GIẢNG MÔN

 Bộ thu quang
Mét sè yªu cÇu ®èi víi c¸c bé thu quang sö dông trong kü thuËt
th«ng tin quang:
- Thời gian đáp ứng nhanh,
- Độ nhạy và hiệu suất biến đổi quang điện cao,
- Tạp âm thấp,
- Điều kiện ghép với sợi quang thuận tiện,
- Kích thước nhỏ.

www.ptit.edu.vn


Trang 60

BÀI GIẢNG MÔN

 Bé thu quang
 Çc phÇn tö thu quang sö dông trong kü thuËt th«ng tin
quang:
§Ó ®¸p øng çc yªu cÇu trªn, trong kü thuËt th«ng tin quang,
ng-êi ta th-êng sö dông çc phÇn tö thu quang lµ çc phÇn tö
thu quang b¸n dÉn:
- PIN-Photodiode: không khuếch đại dòng ra,
- Diode quang thác APD: có khuếch đại dòng ra.

www.ptit.edu.vn


Trang 61

BÀI GIẢNG MÔN


 Bé t¸ch kªnh ®iÖn
Sơ đồ khối

Bé
t¸ch
kªnh
điện

1
2

n
Hình 1.15. Sơ đồ bộ tách kênh điện

Chøc n¨ng:

T¸ch tÝn hiÖu ®iÖn cã tèc ®é cao (PDH/SDH) tõ bé gi¶i ®iÒu chÕ
quang thµnh c¸c kªnh tÝn hiÖu ®iÖn (1 n) cã tèc ®é thÊp.
www.ptit.edu.vn


Trang 62

BÀI GIẢNG MÔN

 Bộ ghép và tách kênh quang trong hệ thống thông tin quang WDM
Sơ đồ hệ thống thông tin quang WDM
OLTE TX

OA

Trong ®ã:
Hình 1.16

www.ptit.edu.vn

OA

MUX
DEMUX
TX, RX
OLTE

OA

DEMUX

MUX

RX OLTE

: Bộ chuyÓn ®æi b-íc sãng quang
: ThiÕt bÞ ®Çu cuèi quang.


Trang 63

BÀI GIẢNG MÔN

 Bộ ghép và tách kênh quang trong hệ thống thông tin quang WDM

 Bé ghÐp kªnh quang theo b-íc sãng
Sơ đồ khối

1

2

3

Bé
ghÐ
p
kªnh
b-íc
sãng

1,

2,

3,…,

n

n

Hình 1.17. Sơ đồ bộ ghép kênh quang theo bước sóng

Chøc n¨ng: GhÐp c¸c tÝn quang tõ c¸c thiÕt bÞ ®Çu cuèi quang kh¸c
nhau (1 n) thµnh tÝn hiÖu quang tæng ®Ó ghÐp vµo sîi
quang.

www.ptit.edu.vn


Trang 64

BÀI GIẢNG MÔN

 Bộ ghép và tách kênh quang trong hệ thống thông tin
quang WDM
 Bé t¸ch kªnh quang theo b-íc sãng

1

Sơ đồ khối
1,

2,

3,…,

n

Bé
t¸ch
kªnh
b-íc
sãng

2

3

n

Hình 1.18. Sơ đồ bộ tách kênh quang theo bước sóng

Chøc n¨ng: T¸ch tÝn hiÖu quang tæng tõ sîi quang ®-a tíi thµnh çc tÝn
quang cã çc b-íc sãng kh¸c nhau ( 1
n) ®Ó ®-a tíi çc
thiÕt bÞ ®Çu cuèi quang kh¸c nhau.
www.ptit.edu.vn


Trang 65

BÀI GIẢNG MÔN

 Bé khuÕch ®¹i quang
 Chøc n¨ng:
Trong qu¸ tr×nh truyÒn ¸nh s¸ng trong sîi quang, ¸nh s¸ng bÞ suy
hao. Cù ly truyÒn dÉn cµng dµi th× ¸nh s¸ng truyÒn dÉn cµng bÞ
suy. Suy hao cña sîi quang g©y nªn suy gi¶m tÝn hiÖu truyÒn dÉn.

Víi c¸c tuyÕn truyÒn dÉn dµi, th× ¸nh s¸ng truyÒn ®Õn ®Çu thu PT
(t) bÞ suy gi¶m lín nªn kh«ng ®¶m b¶o ®Ó bé thu kh«i phôc l¹i tÝn
hiÖu truyÒn dÉn ban ®Çu.
Do ®ã, ®Ó bï l¹i suy hao cña sîi quang, trªn tuyÕn truyÒn dÉn ng-êi
ta cã thÓ sö dông c¸c bé khuÕch ®¹i quang.

www.ptit.edu.vn


Trang 66

BÀI GIẢNG MÔN

 Bé khuÕch ®¹i quang
 Mét sè bé khuÕch ®¹i quang sö dông trong kü thuËt
th«ng tin quang:
-

Bé khÕch ®¹i quang b¸n dÉn,

-

www.ptit.edu.vn

Bé khuÕch ®¹i quang sîi,

Bé khuÕch ®¹i Raman.


Trang 67

BÀI GIẢNG MÔN

 Bé bï t¸n s¾c
 Chøc n¨ng:
-

Trong qu¸ tr×nh truyÒn ¸nh s¸ng trong sîi quang, ¸nh s¸ng bÞ t¸n
s¾c. Cù ly truyÒn dÉn cµng dµi th× ¸nh s¸ng cµng bÞ t¸n s¾c. T¸n
s¾c cña sîi quang lµm gi·n xung tÝn hiÖu vµ do ®ã g©y nªn mÐo
tÝn hiÖu.

-

Víi c¸c tuyÕn truyÒn dÉn dµi, th× ¸nh s¸ng truyÒn ®Õn ®Çu thu
PT (t) kh«ng chØ bÞ suy hao lín mµ cßn bÞ t¸n s¾c lín => nªn
kh«ng ®¶m b¶o ®Ó bé thu kh«i phôc l¹i tÝn hiÖu truyÒn dÉn ban
®Çu.

-

Do ®ã, ®Ó h¹n chÕ sù gi·n xung do t¸n s¾c, trªn tuyÕn truyÒn
dÉn ng-êi ta cã thÓ sö dông c¸c bé bï t¸n s¾c/t¸n s¾c ©m.

www.ptit.edu.vn


Trang 68

BÀI GIẢNG MÔN

 Bé bï t¸n s¾c
 Mét sè kü thuËt bï t¸n s¾c sö dông trong kü thuËt th«ng
tin quang:
-

Kü thuËt bï tr-íc,

-

Sö dông sîi cã t¸n s¾c ©m,

-

Bï b»ng bé läc c©n b»ng quang,

-

Bï b»ng c¸ch tö Bragg,

-

KÕt hîp pha quang, ...

www.ptit.edu.vn


Trang 69

BÀI GIẢNG MÔN

 Bé lÆp quang
 CÊu tróc c¬ b¶n cña bé lÆp quang:

O/E

E/O
Hình 1.19.

Trong ®ã:
O/E : bé biÕn ®æi quang - ®iÖn
: bộ sửa xung
E/O : bé biÕn ®æi điện - quang
www.ptit.edu.vn


Trang 70

BÀI GIẢNG MÔN

 Ưu ®iÓm của HT TTQ:
HÖ thèng truyÒn dÉn th«ng tin quang cã cã mét sè -u ®iÓm c¬ b¶n so
víi çc hÖ thèng truyÒn dÉn sö dông çp ®ång cæ ®iÓn, do sö dông çc
®Æc tÝnh cña sîi quang vµ çc linh kiÖn thu, ph¸t quang.
* Sîi quang cã çc -u ®iÓm chñ yÕu sau:

-

Suy hao truyÒn dÉn rÊt nhá
B¨ng tÇn truyÒn dÉn rÊt lín
Cã tÝnh çch ®iÖn tèt
Kh«ng bÞ ¶nh h-ëng cña nhiÔu ®iÖn tõ ngoµi.
Cã kÝch th-íc nhá vµ träng l-îng nhÑ
Sîi ®-îc chÕ t¹o tõ vËt liÖu cã s½n, dåi dµo vµ hiÖu qu¶.

www.ptit.edu.vn


Trang 71

BÀI GIẢNG MÔN

 Ưu ®iÓm của HT TTQ:
* Çc linh kiÖn thu, ph¸t quang cã çc -u ®iÓm:

-

Cã kh¶ n¨ng ®iÒu chÕ tèc ®é cao

-

KÝch th-íc nhá

-

HiÖu suÊt biÕn ®æi quang - ®iÖn cao

* HÖ thèng th«ng tin quang
-

Kho¶ng çch tr¹m lÆp dµi

-

Dung l-îng lín

-

Cã kh¶ n¨ng truyÒn ®-îc t/h b¨ng réng

-

TÝnh më réng cao

-

DÔ dµng l¾p ®Æt

www.ptit.edu.vn


Trang 72

BÀI GIẢNG MÔN


 Nh-îc ®iÓm của HT TTQ:
- Khã kh¨n trong ghÐp nèi
- Kh«ng sö dông t¹i vïng bÞ chiÕu x¹

www.ptit.edu.vn


Trang 73

BÀI GIẢNG MÔN


1.3. Một số vấn đề vật lý cơ bản trong kỹ thuật
thông tin quang
 Một số vấn đề cơ bản về ánh sáng
 Một số vấn đề cơ bản trong vật lý bán dẫn

 Các hiệu ứng cơ bản của vật liệu quang

www.ptit.edu.vn


Trang 74

BÀI GIẢNG MÔN


1.3. Một số vấn đề vật lý cơ bản trong kỹ thuật TTQ
 Mét sè vÊn ®Ò c¬ b¶n vÒ ¸nh s¸ng
 B¶n chÊt cña ¸nh s¸ng
¸nh s¸ng cã tÝnh sãng, h¹t.
 VÒ b¶n chÊt h¹t:
N¨ng l-îng ¸nh s¸ng lu«n lu«n bøc x¹ hoÆc bÞ hÊp thô trong c¸c ®¬n vÞ
rêi r¹c ®-îc gäi lµ photon. N¨ng l-îng cña Photon chØ phô thuéc vµo tÇn
sè . Mèi quan hÖ gi÷a n¨ng l-îng E vµ tÇn sè cña photon lµ:
E=h

(1-1)

Trong ®ã: h = 6,625 x 10-34 J.s lµ h»ng sè Pl¨ng.
§Æc ®iÓm: Khi photon va ch¹m vµo c¸c nguyªn tö, nã cã thÓ thùc hiÖn
chuyÓn n¨ng l-îng cña nã cho mét ®iÖn tö ë trong nguyªn tö nµy vµ
kÝch thÝch nã nh¶y lªn mét møc n¨ng l-îng cao h¬n.
www.ptit.edu.vn


Trang 75

BÀI GIẢNG MÔN

 B¶n chÊt sãng cña ¸nh s¸ng
¸nh s¸ng lµ mét sãng ®iÖn tõ ph¼ng, ph©n cùc tuyÕn tÝnh;
ph-¬ng tr×nh truyÒn sãng cã d¹ng:

A(X,t) = eiAo exp[j( t - K.X)]

( 1-2)

Trong ®ã:
X = xex + yey + zez

biÓu thÞ mét vector vÞ trÝ

K = kxex + kyey + kzez biÓu thÞ mét vector truyÒn sãng, cã ®é
lín lµ k = 2 / vµ ®-îc gäi lµ h»ng sè truyÒn dÉn sãng
Ao lµ biªn ®é lín nhÊt cña sãng;
=2

víi

lµ tÇn sè cña ¸nh s¸ng,

lµ b-íc sãng ¸nh s¸ng.
ei lµ vector ®¬n vÞ n»m song song víi trôc cã tªn lµ i.
www.ptit.edu.vn


Trang 76

BÀI GIẢNG MÔN


 B¶n chÊt sãng cña ¸nh s¸ng
Sù ph©n bè tr-êng ®iÖn vµ tr-êng tõ trong c¸c sãng ®iÖn tõ ph¼ng ®-îc
chØ ra ë h×nh sau:
y

H

x
E
k

H

E

k

Hình 1.20.
E

H

k
z

www.ptit.edu.vn


Trang 77

BÀI GIẢNG MÔN


 Ph©n bæ sãng ®iÖn tõ cho kü thuËt th«ng tin quang
Bước
sãng

100km 10km 1km 100m 10m

1m

10cm 1cm

TÇn sè TÇn sè T/s trung TÇn sè TÇn sè TÇn sè TÇn sè
Sãng
¢m thanh rÊt thÊp thÊp
b×nh
cao
rÊt cao cùc cao siªu cao
milimet
(VLF)
(VLF)
(VLF)
(VLF)
(VLF)
(VLF)
(VLF)

M«i tr-êng
truyÒn dÉn

C¸p ®ång
trôc

C¸p ®èi
xøng
Sãng dµi

TÇn sè

Sãng
ng¾n

èng dÉn
sãng
Viba

1kHz

10kHz 100kHz 1MHz 10MHz 100MHz 1GHz
10GHz 100GHz

www.ptit.edu.vn


10-6m
Hång
ngoai

Nh×n
thÊy

Cùc tÝm

Sîi
quang
800 m
1014Hz

2.55 m
1015Hz

Hình 1.21.
Trang 78

BÀI GIẢNG MÔN


 Mét sè ®Æc tÝnh c¬ b¶n cña ¸nh s¸ng
 Khi truyÒn trong m«i tr-êng ®ång nhÊt, th× ¸nh s¸ng truyÒn th¼ng.
Cßn khi ¸nh s¸ng ®i qua mÆt ph©n c¸ch gi÷a 2 m«i tr-êng sÏ xuÊt
hiÖn hiÖn t-îng khóc x¹ vµ ph¶n x¹ ¸nh s¸ng.
 VËn tèc cña ¸nh s¸ng lµ c =
víi lµ tÇn sè ¸nh s¸ng vµ lµ b-íc
sãng. Trong kh«ng gian tù do th× c = 3.108 m/s, cßn trong c¸c m«i
tr-êng trong suèt kh¸c th× vËn tèc ¸nh s¸ng lµ v (nhá h¬n c) vµ ®-îc
x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

v = c/n

(1-3)

Trong ®ã, n lµ chiÕt suÊt cña m«i tr-êng. n cña kh«ng khÝ lµ 1,00 ;
cña n-íc lµ 1,33 ; cña thñy tinh lµ 1,50 vµ ë kim c-¬ng lµ 2,42.
www.ptit.edu.vn


Trang 79

BÀI GIẢNG MÔN



 HiÖn t-îng khóc x¹ vµ ph¶n x¹:
Khi ¸nh s¸ng ®i qua mÆt ph©n çch cña hai m«i tr-êng cã chØ sè
chiÕt suÊt kh¸c nhau sÏ xuÊt hiÖn hiÖn t-îng ph¶n x¹ vµ khóc x¹ ¸nh
s¸ng.

HiÖn t-îng khóc x¹: Çc tia s¸ng ®i tõ m«i tr-êng thø nhÊt (cã chØ sè
chiÕt suÊt lín h¬n) vµo m«i tr-êng thø 2 (cã chØ sè chiÕt suÊt nhá
h¬n) vµ bÞ thay ®æi h-íng truyÒn cña chóng t¹i ranh giíi ph©n çch
gi÷a hai m«i tr-êng. Çc tia s¸ng nµy gäi lµ tia khóc x¹
HiÖn t-îng ph¶n x¹: Çc tia s¸ng khi ®i tíi mÆt ph©n çch cña hai m«i
tr-êng cã chiÕt suÊt kh¸c nhau bÞ ph¶n x¹ trë l¹i m«i tr-êng ban ®Çu.
Çc tia s¸ng quay trë l¹i m«i tr-êng ban ®Çu gäi lµ tia ph¶n x¹.
www.ptit.edu.vn


Trang 80

BÀI GIẢNG MÔN



Ph¸p tuyÕn
Tia khóc x¹

n2
n2 < n 1

2
2
1

n1

1

Tia tíi
www.ptit.edu.vn

Tia ph¶n x¹


Hình 1.22.
Trang 81

BÀI GIẢNG MÔN


Theo ®Þnh luËt Snell ta cã:
n1 sin 1 = n2 sin

2

(1-4)

Trong ®ã:

-

1

-

2

lµ gãc tíi - gãc hîp gi÷a ph¸p tuyÕn cña mÆt ph©n c¸ch hai
m«i tr-êng víi tia tíi.
lµ gãc khóc x¹ - gãc t¹o bëi ph¸p tuyÕn cña mÆt ph©n c¸ch
hai m«i trõ¬ng víi tia khóc x¹.
Tõ ph-¬ng tr×nh (1-4) vµ h×nh 1.16 ta cã thÓ viÕt t-¬ng tù nh- sau:
n1 cos 1 = n2 cos 2
(1-5)
www.ptit.edu.vn


Trang 82

BÀI GIẢNG MÔN


 HiÖn t-îng x¹ vµ ph¶n x¹:
Quá trình xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần .
NÕu gãc tíi 1 lín dÇn lªn (gãc 1 nhá ®i ) tíi mét gi¸ trÞ gãc c t¹o ra tia
khóc x¹ n»m song song víi ranh giíi ph©n c¸ch hai m«i tr-êng th× lóc Êy
c ®-îc gäi lµ gãc tíi h¹n). Khi ®ã, sÏ kh«ng tån t¹i tia khóc x¹ ë m«i
tr-êng thø hai.
Ph¸p tuyÕn

Ph¸p tuyÕn
Tia khóc n
x¹

n2

2

2

n2 < n 1

n2 < n 1
1

c

n1

1

Tia tíi
Tia tíi
www.ptit.edu.vn

(a)

Hình 1.23.

1>

c

cc

Tia ph¶n x¹

n1

(b)


Trang 83

BÀI GIẢNG MÔN


 HiÖn t-îng ph¶n x¹ toµn phÇn:
§iÒu kiÖn ph¶n x¹ toµn phÇn:
Khi mét tia s¸ng tíi cã gãc 1 lín h¬n gãc tíi h¹n c th× ®Òu bÞ ph¶n x¹
trë l¹i (h×nh 1.24). HiÖn t-îng çc tia s¸ng khi ®i tíi mÆt ph©n çch cña
hai m«i tr-êng cã chiÕt suÊt kh¸c nhau bÞ ph¶n x¹ trë l¹i m«i tr-êng ban
®Çu t¹i mÆt ph©n çch hai m«i tr-êng gäi lµ ph¶n x¹ toµn phÇn (ph¶n
x¹ toµn phÇn).
Ph¸p tuyÕn

n2
n2 < n 1

Hình 1.24.
Tia tíi
www.ptit.edu.vn

Tia ph¶n x¹

n1


Trang 84

BÀI GIẢNG MÔN


 HiÖn t-îng ph¶n x¹ toµn phÇn:
§iÒu kiÖn ph¶n x¹ toµn phÇn:
øng víi gãc tíi h¹n

c

th× gãc khóc x¹

sin

c

n2
n1

2

= 900, khi ®ã:
(1-6)

Nh- vËy, ®iÒu kiÖn ®Ó x¶y ra ph¶n x¹ toµn phÇn lµ: C¸c tia s¸ng ph¶i
®i tõ m«i tr-êng chiÕt quang h¬n (cã chØ sè chiÕt suÊt lín h¬n) sang
m«i tr-êng kÐm chiÕt quang h¬n (cã chØ sè chiÕt suÊt nhá h¬n).
Gãc tíi cña tia s¸ng ph¶i lín h¬n gãc tíi h¹n.
Trong sîi dÉn quang, c¸c tÝn hiÖu ¸nh s¸ng ®-îc truyÒn dùa vµo hiÖn
t-îng ph¶n x¹ toµn phÇn.
www.ptit.edu.vn


Trang 85

BÀI GIẢNG MÔN


 Lý thuyÕt vïng n¨ng l-îng
 Çc vïng n¨ng l-îng:
Theo lý thuyÕt vïng n¨ng l-îng, çc
chÊt cã 3 vïng n¨ng l-îng:

Vïng dÉn

Vïng cÊm

∆E

- Vïng dÉn,
- Vïng cÊm cÊm,
- Vïng ho¸ trÞ,

E : §é réng gi¶i cÊm.

www.ptit.edu.vn

Vïng hãa trÞ

H×nh 1.25. Çc vïng n¨ng l-îng
cña çc chÊt


Trang 86

BÀI GIẢNG MÔN

 Ph©n lo¹i çc chÊt:
Trªn c¬ së lý thuyÕt vïng n¨ng l-îng vµ quan ®iÓm ph©n lo¹i theo
kh¶ n¨ng dÉn ®iÖn, çc chÊt ®-îc ph©n thµnh 3 lo¹i sau:
- ChÊt dÉn ®iÖn : E ChÊt dÉn ®iÖn
- ChÊt b¸n dÉn

: E ChÊt b¸n dÉn

- ChÊt çch ®iÖn : E ChÊt ®iÖn m«i

www.ptit.edu.vn

0,
> 0,
>> E ChÊt b¸n dÉn .


Trang 87

BÀI GIẢNG MÔN

Gi¶n ®å n¨ng l-îng cña c¸c chÊt:
Vïng dÉn
Vïng dÉn

Vïng dÉn
Vïng cÊm ∆E

Vïng cÊm

∆E

Vïng hãa trÞ
Vïng hãa trÞ
Vïng hãa trÞ

a) ChÊt dÉn ®iÖn

c) ChÊt ®iÖn
m«i
H×nh 1.26. Ph©n lo¹i c¸c chÊt theo gi¶n ®å n¨ng l-îng

www.ptit.edu.vn

b) ChÊt b¸n dÉn


Trang 88

BÀI GIẢNG MÔN

Gi¶n ®å n¨ng l-îng vµ ph©n bè ®iÖn tö vµ lç trèng cña chÊt b¸n dÉn:
Vïng dÉn
(§iÖn tö)

Ec
E =Ec-Ev

Vïng cÊm

(Lç trèng)
Vïng hãa trÞ

Ev

H×nh 1.27.Gi¶n ®å n¨ng l-îng vµ ph©n bè ®iÖn tö, lç trèng trong chÊt b¸n dÉn
www.ptit.edu.vn


Trang 89

BÀI GIẢNG MÔN


Nguyªn lý dÉn ®iÖn trong chÊt b¸n dÉn:
Khi kh«ng cã kÝch thÝch: Vïng dÉn kh«ng cã ®iÖn tö => B¸n
dÉn lµ mét vËt liÖu c¸ch ®iÖn.
Khi cã kÝch thÝch (vÝ dô: khi t¨ng nhiÖt ®é): C¸c ®iÖn tö vïng
ho¸ nhËn ®-îc n¨ng l-îng lín h¬n ®é réng gi¶i cÊm, nh¶y lªn vïng
dÉn. Khi ®ã, ë vïng dÉn cã ®iÖn tö.
Khi cã ®iÖn tr-êng ngoµi t¸c ®éng, b¸n dÉn sÏ dÉn ®iÖn. Khi ®ã,
b¸n dÉn lµ mét vËt liÖu dÉn ®iÖn.
www.ptit.edu.vn


Trang 90

BÀI GIẢNG MÔN


Çc lo¹i b¸n dÉn:
§Ó t¨ng tÝnh dÉn ®iÖn, ng-êi ta pha t¹p thªm mét l-îng nhá çc
nguyªn tè thuéc nhãm III hay nhãm V vµo çc chÊt b¸n dÉn.

Tuú theo vµo chÊt ®Ó pha t¹p (çc chÊt thuéc nhãm III hay
nhãm V), ng-êi ta cã 2 lo¹i chÊt b¸n dÉn:
- B¸n dÉn lo¹i n (h¹t dÉn ®iÖn chñ yÕu lµ ®iÖn tö)

- B¸n dÉn lo¹i p (h¹t dÉn ®iÖn chñ yÕu lµ lç trèng)
www.ptit.edu.vn


Trang 91

BÀI GIẢNG MÔN


 B¸n dÉn lo¹i n:
§Ó t¨ng tÝnh dÉn ®iÖn, ng-êi ta pha t¹p thªm mét l-îng nhá c¸c nguyªn tè
thuéc nhãm V (P, As,...) cã 5 ®iÖn tö ë líp ngoµi cïng.
Khi liªn kÕt trong m¹ng tinh thÓ Si hay Ge, 4 ®iÖn tö cña nguyªn tè pha t¹p
thùc hiÖn liªn kÕt ®ång ho¸ trÞ (liªn kÕt chÆt), cßn 1 ®iÖn tö cã liªn kÕt
láng, s½n sµng tham gia vµo dÉn ®iÖn.
Qu¸ tr×nh nµy t¹o ra sù t¨ng møc chiÕm võa ®ñ thÊp, n»m ngay d-íi vïng
dÉn, gäi lµ møc cho. Khi ®ã t¹p chÊt pha thªm gäi lµ t¹p chÊt cho.
B¸n dÉn ®-îc pha t¹p c¸c nguyªn tè thuéc nhãm nµy gäi lµ b¸n dÉn lo¹i n.
www.ptit.edu.vn


Trang 92

BÀI GIẢNG MÔN

 B¸n dÉn lo¹i n:
Gi¶n ®å n¨ng l-îng vµ
ph©n bè ®iÖn tö vµ lç
trèng trong chÊt b¸n dÉn
lo¹i n:

Vïng dÉn
(§iÖn tö)
Møc cho

Ec
E =Ec- Ev

Vïng cÊm

(Lç trèng)
Vïng hãa trÞ

Ev

H×nh 1.28. Gi¶n ®å n¨ng l-îng vµ ph©n bè ®iÖn tö vµ lç trèng trong
chÊt b¸n dÉn lo¹i n
www.ptit.edu.vn


Trang 93

BÀI GIẢNG MÔN


 B¸n dÉn lo¹i p:
§Ó t¨ng tÝnh dÉn ®iÖn, ng-êi ta cßn pha t¹p thªm mét l-îng nhá c¸c nguyªn
tè thuéc nhãm III cã 3 ®iÖn tö ë líp ngoµi cïng.
Khi liªn kÕt trong m¹ng tinh thÓ Si hay Ge, 3 ®iÖn tö tö cña nguyªn tè pha
t¹p thùc hiÖn liªn kÕt ®ång ho¸ trÞ (liªn kÕt chÆt) vµ lµm xuËt hiÖn 1 lç
trèng (do thiÕu ®iÖn tö liªn kÕt) s½n sµng nhËn ®iÖn tö ë vïng ho¸.
Qu¸ tr×nh nµy t¹o ra sù t¨ng møc nhËn võa ®ñ lín, n»m ngay trªn vïng ho¸,
gäi lµ møc nhËn. Khi ®ã t¹p chÊt pha thªm gäi lµ t¹p chÊt nhËn.
B¸n dÉn ®-îc pha t¹p c¸c nguyªn tè thuéc nhãm nµy gäi lµ b¸n dÉn lo¹i p.
www.ptit.edu.vn


Trang 94

BÀI GIẢNG MÔN


 B¸n dÉn lo¹i p:

Vïng dÉn
(§iÖn tö)

Gi¶n ®å n¨ng l-îng vµ ph©n
bè ®iÖn tö vµ lç trèng trong
chÊt b¸n dÉn lo¹i p:

Vïng cÊm

Ec
E =Ec-Ev

Møc cho

(Lç trèng)
Vïng hãa trÞ

Ev

H×nh 1.29. Gi¶n ®å n¨ng l-îng vµ ph©n bè ®iÖn tö vµ lç trèng
trong chÊt b¸n dÉn lo¹i p
www.ptit.edu.vn


Trang 95

BÀI GIẢNG MÔN

B¸n dÉn n

TiÕp gi¸p p-n:

Vïng ®iÖn tÝch
B¸n dÉn p
kh«ng gian

C¸c phÇn
tö ®a sè:
e

Ec

E

H×nh 1.30. TiÕp gi¸p pn vµ
gi¶n ®å n¨ng l-îng khi
kh«ng cã ®iÖn ¸p ngoµi t¸c
®éng

www.ptit.edu.vn

C¸c phÇn
tö ®a sè:
p

Ef
EV
E


Trang 96

BÀI GIẢNG MÔN


 TiÕp gi¸p p-n:
Khi một tiếp giáp p-n được tạo ra, các hạt tải đa số sẽ khuếch tán qua nó,
tức là các điện tử trong lớp bán dẫn n được khuếch tán qua tiếp giáp và
lấp đầy các lỗ trống trong lớp bán dẫn p và do vậy sẽ để lại lỗ trống trong
lớp bán dẫn n của tiếp giáp.
Kết quả là một điện trường tiếp xúc hay một điện thế tiếp xúc sẽ xuất hiện
tại vùng tiếp giáp. Điện trường này sẽ ngăn cản việc chuyển động tự do
của các hạt tải cho đến khi cân bằng được thiết lập.
Tại vùng tiếp giáp lúc này sẽ không còn hạt mang điện tự do, do các điện
tử và lỗ trống đã bị giữ lại trong các liên kết đồng hóa trị. Khi đó, vùng tiếp
giáp được gọi là vùng nghèo hoặc vùng không có điện tử tự do.
www.ptit.edu.vn


Trang 97

BÀI GIẢNG MÔN

Khi một điện thế ngoài được đưa vào tiếp giáp p-n, nếu cực dương của
nguồn nối với bán dẫn n và cực âm nối với bán dẫn p thì tiếp giáp khi đó
được phân cực ngược.

Dưới tác dụng của điện áp phân cực ngược, độ rộng lớp nghèo sẽ mở rộng
ra ở cả hai phía lớp p và lớp n hay điện trường lớp tiếp giáp được tăng
cường.
Điện trường tiếp giáp tiếp tục ngăn cản chuyển động của các hạt tải đa số
nhưng lại trở thành điện trường thuận với các hạt tải thiểu số khi đi qua lớp
tiếp giáp. Dòng của các hạt tải thiểu số tạo ra được gọi là dòng dò.
www.ptit.edu.vn


Trang 98

BÀI GIẢNG MÔN


Trong trường hợp cực dương của nguồn nối với bán dẫn p và cực âm
nối với bán dẫn n thì tiếp giáp khi đó phân cực thuận.
Lúc này, điện trường tiếp giáp và điện trường ngoài sẽ ngược chiều
nhau, nếu điện trường ngoài đủ lớn, sẽ phá vỡ liên kết cộng hóa trị tại
lớp tiếp giáp và các hạt mang điện đa số sẽ được khuếch tán ồ ạt qua
lớp tiếp giáp.

Đồng thời, các hạt tải đa số tái hợp với nhau và phát xạ ra ánh sáng.

www.ptit.edu.vn


Trang 99

BÀI GIẢNG MÔN

Các hiện tượng vừa trình bày trên đây xảy ra với tiếp giáp giữa hai miền vật
liệu p và n còn được gọi là tiếp giáp đơn.
Trong tiếp giáp đơn có hiện tượng tái hợp điện tử và lỗ trống xảy ra trong
vùng nghèo khá rộng (~ 1–10 µm) do phụ thuộc vào chiều dài khuếch tán
của điện tử và lỗ trống. Nên các hạt tải không tập trung hết vào quanh lớp
tiếp giáp nên không tạo ra được khả năng phát xạ lớn.
Giải quyết vấn đề này bằng cách đưa vào giữa hai lớp p và lớp n một lớp
bán dẫn có năng lượng giải cấm nhỏ hơn năng lượng giải cấm của lớp p và
lớp n hai bên. Lớp bán dẫn ở giữa có thể là bán dẫn không pha tạp hoặc có
pha tạp ít tùy theo thiết kế, và nó đóng vai trò giam giữ các hạt tải trong
trường hợp phân cực thuận.
Cấu trúc ba lớp như vậy được gọi là cấu trúc dị thể kép.
www.ptit.edu.vn


Trang 100

BÀI GIẢNG MÔN

 C¬ chÕ ph¸t x¹ ¸nh s¸ng

Mét ®iÖn tö ë tr¹ng th¸i n¨ng l-îng E1 ®-îc kÝch thÝch bëi mét nguån n¨ng l-îng
(vÝ dô: dßng ®iÖn, ¸nh s¸ng,...) sÏ nh¶y lªn møc n¨ng l-îng cao h¬n (E2). Trong
qu¸ tr×nh trë vÒ tr¹ng th¸i ban ®Çu nã sÏ gi¶i phãng ra mét n¨ng l-îng ¸nh s¸ng
d-íi d¹ng sãng ®iÖn tõ ®óng b»ng n¨ng l-îng mµ nã ®· hÊp thô.
E

E2

N¨ng l-îng
kÝch thÝch
Qu¸ tr×nh
hÊp thô

E1

§iÖn tö

www.ptit.edu.vn

Qu¸ tr×nh
ph¸t x¹

¸nh s¸ng
ph¸t ra

H×nh 1. 31. Qóa tr×nh ph¸t x¹ ¸nh s¸ng


Trang 101

BÀI GIẢNG MÔN

 C¬ chÕ ph¸t x¹ ¸nh s¸ng

N¨ng l-îng ¸nh s¸ng ph¸t x¹ E PX ®-îc x¸c ®Þnh bëi c«ng thøc:
E PX = E2 - E1 = h.
Trong ®ã:

(1-7)

h lµ h»ng sè Planck (b»ng 6,625.10-34 J.s)
lµ tÇn sè ¸nh s¸ng ph¸t ra.

B-íc sãng cña ¸nh s¸ng ph¸t ra ®-îc x¸c ®Þnh theo:
BX

= c/

= h.c. / (E2 - E1)

(1-8)

Trong ®ã: c lµ vËn tèc ¸nh trong kh«ng gian tù do ( b»ng 3.108 m/s)

www.ptit.edu.vn


Trang 102

BÀI GIẢNG MÔN

 Ph¸t x¹ tù ph¸t

Mét ®iÖn tö ë tr¹ng th¸i n¨ng l-îng E1 ®-îc kÝch thÝch bëi mét
nguån n¨ng l-îng (vÝ dô: dßng ®iÖn, ¸nh s¸ng,...) sÏ nh¶y lªn møc
n¨ng l-îng cao h¬n E2.
Trong qu¸ tr×nh trë vÒ tr¹ng th¸i E1, nã sÏ gi¶i phãng ra mét n¨ng
l-îng ¸nh s¸ng d-íi d¹ng sãng ®iÖn tõ cã ®é lín b»ng E2- E1.
HiÖn t-îng ph¸t x¹ nµy gäi lµ ph¸t x¹ tù ph¸t vµ ¸nh s¸ng ®-îc gi¶i

phãng ra trong tr-êng hîp nµy gäi lµ ¸nh s¸ng ph¸t x¹ tù ph¸t.

www.ptit.edu.vn


Trang 103

BÀI GIẢNG MÔN

 Ph¸t x¹ tù ph¸t
E

E2
N¨ng l-îng
kÝch thÝch
Qu¸ tr×nh
hÊp thô

E1

¸nh s¸ng
ph¸t ra
Qu¸ tr×nh
ph¸t x¹

§iÖn tö

H×nh 1.32. Qóa tr×nh ph¸t x¹ tù ph¸t
www.ptit.edu.vn


Trang 104

BÀI GIẢNG MÔN

 Ph¸t x¹ kÝch thÝch
Khi ¸nh s¸ng ph¸t ra trong qu¸ tr×nh ®iÖn tö trë vÒ tr¹ng th¸i E1 víi n¨ng l-îng
E2- E1 tiÕp tôc kÝch thÝch mét ®iÖn tö kh¸c ®ang ë tr¹ng th¸i kÝch thÝch.
§iÖn tö nµy hÊp thô n¨ng l-îng ¸nh s¸ng tíi vµ trong qu¸ tr×nh ®iÖn tö nµy
trë vÒ tr¹ng th¸i E1 nã sÏ gi¶i phãng ra mét n¨ng l-îng sãng ®iÖn tõ d-íi d¹ng
¸nh s¸ng.
Khi ®ã, c«ng suÊt ¸nh s¸ng bøc x¹ sÏ lín h¬n nhiÒu ®é lín E2- E1 (n¨ng l-îng
ph¸t x¹ tù ph¸t).
HiÖn t-îng ph¸t x¹ nµy gäi lµ ph¸t x¹ kÝch thÝch hay ph¸t x¹ c-ìng bøc vµ ¸nh
s¸ng ®-îc gi¶i phãng ra trong tr-êng hîp nµy gäi lµ ¸nh s¸ng ph¸t x¹ kÝch
thÝch.
www.ptit.edu.vn


Trang 105

BÀI GIẢNG MÔN

 Ph¸t x¹ kÝch thÝch
E

E2
N¨ng l-îng
kÝch thÝch
Qu¸ tr×nh
hÊp thô

E1

Qu¸ tr×nh
ph¸t x¹

Qu¸ tr×nh ph¸t x¹
kÝch thÝch

¸nh s¸ng
ph¸t ra

§iÖn tö

H×nh 1.33. Qóa tr×nh ph¸t x¹ kÝch thÝch
www.ptit.edu.vn


Trang 106

BÀI GIẢNG MÔN

 Nguyªn lý ph¸t x¹ ¸nh s¸ng cña tiÕp gi¸p p-n
Cã mét tiÕp gi¸p p-n.

Khi cã ®iÖn tr-êng ngoµi t¸c
®éng, c¸c ®iÖn tö dÞch
chuyÓn tõ b¸n dÉn n sang p
vµ ng-îc l¹i lç trèng dÞch
chuyÓn tõ p sang n.
Trong qu¸ tr×nh dÞch
chuyÓn, lç trèng vµ ®iÖn tö
t¸i hîp víi nhau vµ gi¶i phãng
ra n¨ng l-îng ¸nh s¸ng d-íi
d¹ng sãng ®iÖn tõ
www.ptit.edu.vn

Ec
E

a/s ph¸t
Ef
x¹
Ev

E

B¸n dÉn n

Vïng ®iÖn
tÝch kh«ng
gian

B¸n dÉn p

H×nh 1.34. TiÕp gi¸p p-n vµ qu¸ tr×nh ph¸t
x¹ a/s khi cã ®iÖn tr-êng ngoµi t¸c ®éng


Trang 107

BÀI GIẢNG MÔN


 Tæng quan vÒ c¸c c«ng nghÖ trong th«ng tin quang:

Các công nghệ
trong kỹ thuật
TTQ

Công nghệ truyền dẫn
quang

Công nghệ chuyển
mạch quang

Hình 1.35. Một số công nghệ trong kỹ thuật thông tin quang

www.ptit.edu.vn


Trang 108

BÀI GIẢNG MÔN


 Công nghệ truyền dẫn quang
Các công nghệ cơ bản

Các công nghệ truyền
dẫn trong kỹ thuật TTQ

Các công nghệ tích hợp
IP trên quang
Công nghệ điều khiển và
giám sát tài nguyên mạng

Hình 1.36. Các công nghệ truyền dẫn trong kỹ thuật thông tin quang
www.ptit.edu.vn


Trang 109

BÀI GIẢNG MÔN

Công nghệ truyền dẫn cơ bản
Băng thông của sợi quang là rất lớn => sử dụng các hệ thống thông tin nhiều kênh.
Cấu trúc cơ bản của một hệ thống truyền dẫn thông tin quang nhiều kênh

Ghép kênh
điện theo
thời gian
(TDM)

Ghép kênh
quang theo
bước sóng
(WDM)

Sợi quang

Chia kênh
quang
theo bước
sóng
(WDM)

Chia kênh
điện theo
thời gian
(TDM)

Hình 1.37. Cấu trúc cơ bản của một hệ thống truyền dẫn thông tin quang nhiều kênh
www.ptit.edu.vn


Trang 110

BÀI GIẢNG MÔN

Công nghệ truyền dẫn cơ bản
Các công nghệ truyền dẫn cơ bản trong kỹ thông tin quang nhiều kênh :
PDH
Ghép kênh theo thời
gian (TDM)
Các công nghệ
truyền dẫn cơ
bản trong kỹ
thuật TTQ

Ghép kênh theo mã
(OCDMA)

SDH
NGSDH
WDM

Ghép kênh theo
bước sóng (WDM)

DWDM

Hình 1.38. Các công nghệ truyền dẫn cơ bản trong kỹ thuật thông tin quang
www.ptit.edu.vn


Trang 111

BÀI GIẢNG MÔN

 Công nghệ ghép kênh theo thời gian
- Công nghệ PDH
PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) hay phân cấp số cận đồng bộ là công
nghệ truyền dẫn tín hiệu số.
Tín hiệu truyền dẫn được ghép từ các luồng số có tốc độ thấp thành các luồng
số có tốc độ cao hơn.
Phương pháp chèn được sử dụng để hiệu chỉnh tốc độ bit của các luồng bậc
thấp sao cho chúng hoàn toàn bằng nhau nhưng không đòi hỏi pha của các
luồng phải giống nhau, nói cách khác các luồng chỉ đồng bộ về tốc độ bit nhưng
không đồng bộ về pha khi ghép, do đó được gọi là ghép kênh cận đồng bộ.
So với hệ thống truyền dẫn tín hiệu tương tự, hệ thống truyền dẫn sử dụng công
nghệ PDH đã có những thay đổi vượt bậc về tốc độ truyền dẫn cũng như chất
lượng.
Tuy nhiên, công nghệ này đã bộc lộ những mặt hạn chế trong môi trường viễn
thông đang phát triển mạnh.
www.ptit.edu.vn


Trang 112

BÀI GIẢNG MÔN

- Công nghệ PDH
Sơ đồ khối của hệ thống truyền dẫn quang PDH

Bé
ghÐp
kªnh
PDH

Bé ph¸t
quang

Sîi quang
Bộ thu
quang

Bé t¸ch
kªnh
PDH

Hình 1.39. Sơ đồ khối của hệ thống truyền dẫn quang PDH
www.ptit.edu.vn


Trang 113

BÀI GIẢNG MÔN


- Công nghệ PDH
Sơ đồ ghép kênh của hệ thống truyền dẫn quang PDH
K1
K2

M
U

K30

X

2M
M

8M

U
X

M
U
X

34M
M

140M

U
X

Hình 1.40. Sơ đồ ghép kênh của hệ thống truyền dẫn quang PDH
www.ptit.edu.vn


Trang 114

BÀI GIẢNG MÔN

- Công nghệ PDH
Sơ đồ khối của phát, thu quang PDH

Bộ mã
nBmB

a)

Bộ giải mã
nBmB

b)

Bộ tạo t/h
giả ngẫu
nhiên
Bộ giải t/h
giả ngẫu
nhiên

Bộ phát
quang

Bộ thu
quang

Hình 1.41. Sơ đồ khối của phát quang PDH (a) và thu quang PDH (b)
www.ptit.edu.vn


Trang 115

BÀI GIẢNG MÔN

- Công nghệ SDH
* Sự ra đời của công nghệ SDH
PDH tån t¹i những nh-îc ®iÓm sau:
1. Qu¸ tr×nh ghÐp/ t¸ch çc luång sè phøc t¹p.
2. Dung l-îng çc byte dµnh cho qu¶n lý vµ b¶o d-ìng nhá cho nªn viÖc qu¶n lý
m¹ng kh«ng ®¶m b¶o, ®é tin cËy thÊp.
3. M· ®-êng ®iÖn vµ m· ®-êng quang kh¸c nhau nªn thiÕt bÞ ghÐp kªnh vµ
thiÕt bÞ truyÒn dÉn quang lµ kh¸c nhau dÉn ®Õn viÖc qu¶n lý cång kÒnh,
chiÕm diÖn tÝch lín.
4. Mạng PDH kh«ng linh hoạt trong việc kết nối çc luồng tÝn hiệu.
5. Vấn đề điều khiển trong mạng phức tạp.
6. Hệ thống PDH thiếu phương tiện gi¸m s¸t, đo thử từ xa, mµ chỉ cã thể tiến
hµnh tại chỗ.
www.ptit.edu.vn


Trang 116

BÀI GIẢNG MÔN

- Công nghệ SDH
* Sự ra đời của công nghệ SDH
Ưu điểm của công nghệ SDH thể hiện ở những điểm sau:
1. Đơn giản hoá các kỹ thuật ghép/tách kênh.
2. Mã đường truyền cho tín hiệu quang được tiêu chuẩn hoá tương thích với
nhiều loại thiết bị do nhiều nhà sản xuất cung cấp.
3. Truy nhập được tới các luồng nhánh tốc độ thấp mà không cần đến các quá
trình ghép/tách từ tín hiệu nhánh tốc độ cao đến tín hiệu tốc độ thấp hơn.
4. Các kênh quản lý mạng cung cấp các khả năng vận hành, quản lý và bảo
dưỡng, cho phép mạng được quản lý hiệu quả hơn.

5. Dễ dàng phát triển đến các mức ghép kênh cao hơn.
6. Cho phép truyền tải các tín hiệu số ở các tốc độ bit cao. Điều này cho phép
triển khai trực tiếp thiết bị SDH trên mạng và phạm vi dịch vụ được mở rộng.
www.ptit.edu.vn


Trang 117

BÀI GIẢNG MÔN

- Công nghệ SDH
* Sơ đồ khối của hệ thống truyền dẫn quang SDH

Bé
ghÐp
kªnh
SDH

Bé ph¸t
quang

Sîi quang
Bộ thu
quang

Bé t¸ch
kªnh
SDH

Hình 1.42. Sơ đồ khối của hệ thống truyền dẫn quang SDH
www.ptit.edu.vn


Trang 118

BÀI GIẢNG MÔN

- Công nghệ SDH
Sơ đồ ghép kênh của hệ thống truyền dẫn quang SDH
xN
STM-N

x1
AUG

AU-4

C-4

139264
kbit/s

C-3

44736 kbit/s
34368 kbit/s

VC-2

C-2

6312
kbit/s

TU-12

VC-12

C-12

2048
kbit/s

TU-11

VC-11

C-11

1544
kbit/s

VC-4

x3

x3

x1
TU-3

TUG-3
AU-3

VC-3

VC-3

x7
x7

x1
TUG-2

TU-2

x3
Xö lý con trá
S p xÕ
¾
p
§ ång chØ
nh
GhÐ kªnh
p

x4

Hình 1.43. Sơ đồ ghép kênh của hệ thống truyền dẫn quang SDH
www.ptit.edu.vn


Trang 119

BÀI GIẢNG MÔN


- Công nghệ SDH
Sơ đồ khối của phát, thu quang SDH
a)

b)
Hình 1.44. Sơ đồ khối của
phát quang SDH (a) . Sơ đồ
khối của thu quang SDH (b)
www.ptit.edu.vn


Bộ phát
quang

Bộ thu
quang

Tách byte
đồng bộ
Trang 120

BÀI GIẢNG MÔN

- Công nghệ NG-SDH
* Sự ra đời của công nghệ NG-SDH
Hạn chế của công nghệ truyền dẫn SONET/SDH truyền thống
SONET/SDH truyền thống là công nghệ TDM đã được tối ưu hóa để truyền tải các
lưu lượng dịch vụ thoại. Khi truyền tải các lưu lượng dựa trên dịch vụ IP, các
mạng sử dụng công nghệ SONET/SDH truyền thống gặp phải một số hạn chế
sau:
1. Liên kết cứng dẫn tới không sử dụng hiệu quả băng thông của mạng.

2. Lãng phí băng thông khi sử dụng cấu hình mesh
3. Lãng phí băng thông khi truyền các lưu lượng truyền dữ liệu quảng bá.
4. Lãng phí băng thông cho việc bảo vệ mạng.
5. Giảm hiệu quả sử dụng băng thông của mạng lưới khi truyền data.
www.ptit.edu.vn


Trang 121

BÀI GIẢNG MÔN

* Cấu trúc điển hình của một hệ thống NG-SDH
PDH
PDH
Ethernet
Ethernet

NG-SDH
VPN

VPN
DVN
DVN
SAN
SAN
Sắp xếp trong khung
GFP

Truyền contener ảo

VCAT

Quản lý băng thông

LCAS
SDH

Khách hàng

NG-SDH

GFP
VCAT
LCAS

Đường dẫn

Đường dẫn
SDH

SDH

SDH sẵn có

SDH

NG-SDH

Khách hàng

Hình 1.45. Mô hình cấu trúc của NG-SDH
www.ptit.edu.vn


Trang 122

BÀI GIẢNG MÔN

* Đặc tính kỹ thuật của NG-SDH


-

-






Khả năng mở rộng:
POS cung cấp kết nối hoàn toàn song công điểm-điểm giữa hai giao diện bộ
định tuyến, sử dụng khung SDH, tạo ra khả năng mở rộng liên kết rất tốt giữa
hệ thống SDH và WDM và không có giới hạn thuộc bản chất về số lượng nút.
GFP có khả năng xử lý tín hiệu ở cả lớp 1 (Fiber Channel) và lớp 2 (PPP,
MPLS,...). Tốc độ có thể mở rộng từ 1 Gbit/s cho đến 40 Gbit/s dựa trên giao
diện của SONET/SDH đã được chuẩn hoá.
Hỗ trợ VPN và QoS
Bảo vệ và Khôi phục: Khôi phục có thể thực hiện tại các lớp IP, SDH hoặc là
quang.
Duy trì đa lớp: Duy trì trên các lớp từ IP - WDM

www.ptit.edu.vn


Trang 123

BÀI GIẢNG MÔN

* Các giai đoạn phát triển
Thế hệ thứ 3

NG-SDH

Thế hệ thứ 2

SDH

Thế hệ thứ 1

PDH

Hình 1.46. Các giai đoạn phát
triển của công nghệ ghép
kênh TDM
www.ptit.edu.vn

NG-SDH là công nghệ truyền dẫn được phát triển trên nền
SDH để tuyền tải lưu lượng IP, nhưng nó vẫn tận dụng được
cơ sở hạ tầng mạng hiện có sử dụng SDH. Đồng thời, nó
khắc phục được những hạn chế của SDH cũ: SDH là công
nghệ TDM đã được tối ưu hóa để truyền các lưu lượng thoại.
SDH sử dụng kỹ thuật ghép kênh đồng bộ linh hoạt và kinh tế
hơn công nghệ PDH. SDH sử dụng bộ giao thức toàn cầu
thống nhất có thể trợ giúp cho tất cả các phân cấp số. Tín hiệu
truyền dẫn dựa trên các khung SDH, tín hiệu nhánh có kích
cỡ tiêu chuẩn và gắn vào một vị trí trong khung. Cấu trúc
khung cũng cung cấp các kênh cho việc quản lý.
PDH là công nghệ truyền dẫn tín hiệu số. So với hệ thống
truyền dẫn tín hiệu tương tự, PDH đã có những thay đổi vượt
bậc về tốc độ truyền dẫn cũng như chất lượng. Tuy nhiên,
công nghệ này đã bộc lộ những mặt hạn chế:Chủ yếu đáp
ứng các dịch vụ điện thoại, hông linh hoạt trong việc kết nối
các luồng tín hiệu; Vấn đề điều khiển trong mạng phức tạp,
không có điều kiện tổ chức thành mạng quản lý viễn thông .


Trang 124

BÀI GIẢNG MÔN

 Công nghệ ghép kênh theo bước sóng
* Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật ghép bước sóng quang
1

M¸y ph¸t
quang

N

M¸y ph¸t
quang

1

M¸y ph¸t
quang

N

M¸y ph¸t
quang

λ1

λN

Bé
ghÐp
kªnh

Bé
khuyÕch
®¹i quang

Bé
t¸ch
kªnh

λ1

λN

λ1, λ2,…, λN
λ1

λN

Bé
t¸ch
kªnh

Bé
khuyÕch
®¹i quang

Bé
ghÐp
kªnh

λ1

λN

λ1, λ2,…, λN

M¸y thu
quang

1

M¸y thu
quang

N

M¸y thu
quang

1

M¸y thu
quang

N

Hình 1.47. Hệ thống ghép bước sóng theo một hướng
www.ptit.edu.vn


Trang 125

BÀI GIẢNG MÔN

* Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật ghép bước sóng quang

1

N

1

N

M¸y ph¸t
quang

M¸y ph¸t
quang
M¸y ph¸t
quang
M¸y ph¸t
quang

λ1

λN

λ’1

Bé
ghÐp
vµ
t¸ch
b-íc
sãng

λ’N

λ1

λ1, λ2,…, λN

Bé
khuyÕch
®¹i quang
λ’1, λ’2,..., λ’N

Bé
t¸ch
vµ
ghÐp
b-íc
sãng

λN

λ’1

λ’N

M¸y thu
quang

1

M¸y thu
quang

N

M¸y thu
quang

1

M¸y thu
quang

N

Hình 1.48. Hệ thống ghép bước sóng theo hai hướng
www.ptit.edu.vn


Trang 126

BÀI GIẢNG MÔN

* Các phần tử cơ bản của hệ thống WDM
- Hệ thống ghép bước sóng (một hướng và hai hướng) thường gồm các phần tử:
máy phát quang, máy thu quang, sợi quang, bộ ghép kênh/tách kênh, bộ khuếch
đại quang sợi.
- Máy phát quang có nhiệm vụ chuyển tín hiệu điện thành tín hiệu quang.
- Bộ ghép kênh có nhiệm vụ ghép các bước sóng từ các máy phát quang khác
nhau tạo thành tín hiệu quang tổng.
- Sợi quang có nhiệm vụ truyền tín hiệu quang tổng từ đầu phát tới đầu thu.
- Bộ khuếch đại quang sợi có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu quang tổng để bù suy
hao.
- Bộ tách kênh có nhiệm vụ tách các bước sóng từ luồng quang tổng, đưa đến các
máy thu quang tương ứng.
- Máy thu quang có nhiệm vụ biến đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện.
www.ptit.edu.vn


Trang 127

BÀI GIẢNG MÔN

* Các giai đoạn phát triển
Thế hệ thứ 3

MP-DWDM

MP-DWDM: Ghép kênh quang theo bước sóng ghép với mật
độ cao kết hợp với điều chế phase trên một bước sóng =>
Số lượng kênh quang rất cao.Khả năng truyền tải tín hiệu trên
một bước sóng cao, khoảng 40-100GB/s, khả năng chế tạo
các linh kiện điện tử thuận lợi

Thế hệ thứ 2

DWDM

DWDMM: Ghép kênh quang theo bước sóng ghép với mật độ
cao => Khoảng cách tần số giữa các kênh quang ≥ 200 GHz.
Khả năng truyền tải tín hiệu trên một bước sóng không cao,
khoảng 10GB/s - 40GB/s (phổ biến là 10GB/s vì do khả năng
chế tạo các linh kiện điện tử bị hạn chế

Thế hệ thứ 1

WDM

Hình 1.49. Các giai đoạn phát
triển của công nghệ ghép
bước sóng
www.ptit.edu.vn

WDM: Ghép kênh quang theo bước sóng ghép với mật độ
cao => Khoảng cách tần số giữa các kênh quang < 200 GHz.

Khả năng truyền tải tín hiệu trên một bước sóng không cao,
khoảng 10GB/s - 40GB/s (phổ biến là 10GB/s vì do khả năng
chế tạo các linh kiện điện tử bị hạn chế.


Trang 128

BÀI GIẢNG MÔN

 Công nghệ tích hợp IP trên quang
* Sự ra đời của công nghệ tích hợp IP trên quang
Ngày nay, sự phát triển bùng nổ của lưu lượng IP cùng sự phát triển mạnh mẽ công
nghệ truyền tải IP với tốc độ cao có đủ khả năng truyền tải tất cả các dịch vụ truyền
thông hay dữ liệu làm cho truyền tải IP đang trở thành phương thức truyền tải chính
trên cơ sở hạ tầng truyền tải thông tin hiện nay cũng như trong tương lai. Nó đã làm
thay đổ hoàn toàn quan điểm thiết kế các mạng truyền thông.
Đồng thời, với sự ra đời của công nghệ truyền dẫn quang WDM, mà giai đoạn tiếp
theo của nó là DWDM với những ưu điểm vượt trội về băng thông rộng/tốc độ lớn
(tới hàng ngàn Terabit) và chất lượng truyền dẫn cao đã tạo nên một cuộc cách
mạng trong mạng truyền tải của các mạng truyền thông.
Kết hợp hai công nghệ mạng này trên cùng một cơ sở hạ tầng mạng tạo thành một
giải pháp tích hợp truyền tải IP trên quang tạo nên nhân tố then chốt xây dựng nên
một mạng viễn thông thế hệ mới
www.ptit.edu.vn


Trang 129

BÀI GIẢNG MÔN

* Các phương thức tích hợp IP trên quang
Cho đến nay người ta đã tạo ra được nhiều giải pháp liên quan đến vấn đề
làm thế nào truyền tải các gói IP qua môi trường sợi quang. Và nội dung của
chúng đều tập trung vào việc giảm kích thước mào đầu trong khi vẫn phải
đảm bảo cung cấp dịch vụ chất lượng khác biệt (nhiều cấp độ dịch vụ), độ khả
dụng và bảo mật cao.
Tuỳ từng giải pháp tích hợp truyền tải IP trên quang các tín hiệu dịch vụ được
đóng gói qua các tầng khác nhau.
Các phương thức tích hợp IP trên quang cơ bản bao gồm:
1. IP/ATM/SDH/WDM.
2. IP/SDH/WDM.

3. IP/WDM
IP/GE/WDM.

IP/NG-SDH/WDM.

IP/MPLS/WDM.

IP/MPLS/SDH/WDM.

IP/GMPLS/WDM.

IP/MPLS/NG-SDH/WDM.
www.ptit.edu.vn


Trang 130

BÀI GIẢNG MÔN

* Chức năng và nhiệm vụ của một số tầng cơ bản của IP trên quang

Tầng IP
1. Tầng IP có chức năng cung cấp dịch vụ cho các tầng dưới.
2. Tầng này sử dụng giao thức chính là giao thức IP. Tại đây thực hiện việc
đóng gói dữ liệu, thoại và video thành các IP datagram, sau đó định hướng
nó truyền qua mạng theo từng bước một.
3. Tầng IP cung cấp các liên kết any-to-any, chức năng liên kết mạng phi kết
nối.
4. Nó cũng có khả năng tự sửa lỗi, nghĩa là các gói IP có thể được định tuyến
động khi mạng, node hay liên kết xảy ra lỗi.

www.ptit.edu.vn


Trang 131

BÀI GIẢNG MÔN


Tầng ATM (6 điểm)
1. Tầng ATM nằm ngay trên tầng SDH, hỗ trợ một vài chức năng mạnh cho
mạng.
2. Đây là kỹ thuật kết nối có định hướng yêu cầu thiết lập một kênh ảo VC
giữa nguồn và đích trước khi thông tin được trao đổi.
3. VC có thể được thiết lập thông qua tiến trình xử lý động một cách tự động
hoặc bằng lệnh. Tiến trình này có sử dụng báo hiệu của ATM và các giao
thức định tuyến.
4. ATM có lớp đa dịch vụ cho phép nhà cung cấp thực hiện ghép kênh và
truyền tải lưu lượng dữ liệu, thoại và video với tính năng có thể dự đoán
trước lưu lượng để thực hiện ghép kênh thống kê.
www.ptit.edu.vn


Trang 132

BÀI GIẢNG MÔN


Tầng ATM
5. Ngoài việc định nghĩa kênh ảo VC trên một đường truyền xác định giữa hai
điểm trên mạng, nhà cung cấp còn có thể sử dụng ATM để thực hiện kỹ
thuật lưu lượng TE.

6. Tại tầng ATM có thể thực hiện chức năng chuyển mạch gói theo từng tế
bào ATM. Việc này được thực hiện tại các tổng đài ATM. Tại đây, chỉ thị
kênh ảo VCI và chỉ thị đường ảo VPI được biên dịch để các tế bào ATM
đến được đầu ra tương ứng. Đây là xử lý chuyển mạch gói tại miền điện.

www.ptit.edu.vn


Trang 133

BÀI GIẢNG MÔN


Tầng SDH (4 điểm)
1. Tầng SDH có tốc độ thấp, các mạch đường dây TDM nối với các thiết bị
client (như chuyển mạch ATM), sắp xếp chúng vào khuôn dạng của các
khung đồng bộ để truyền tải qua mạng truyền tải tốc độ cao. Điển hình cho
chức năng này là hoạt động của bộ ghép kênh xen/rẽ ADM SDH. Nói
chung ADM được thiết kế để sử dụng trong cấu hình mạng ring quang, và
mạng SDH được tạo bởi hai hay nhiều mạng ring kết nối vào nhau thông
qua việc sử dụng các thiết bị kết nối chéo số DXC.
2. Mạng SDH cung cấp tất cả các chức năng vận hành, quản lý, bảo dưỡng
và giám sát (OAM&P). Các chức năng này được dùng để thiết lập và quản
lý các mạch kết nối qua mạng.
www.ptit.edu.vn


Trang 134

BÀI GIẢNG MÔN


Tầng SDH
3. Để bảo vệ thông tin khi sợi quang bị đứt hay bị các sự cố khác, mạng SDH
có chức năng chuyển mạch bảo vệ tự động (APS). APS cho phép thiết lập
và chuyển mạch sang các đường bảo vệ vật lý dự phòng trong trường hợp
lỗi xảy ra trên đường hoạt động.
4. Dịch vụ được khôi phục nhanh chóng (trong khoảng thời gian xấp xỉ 50
ms), nhưng khi đó ta phải có băng thông rộng hơn và phải có chi phí thêm
cho các thiết bị được lắp đặt trên đường truyền dự phòng.

www.ptit.edu.vn


Trang 135

BÀI GIẢNG MÔN


Tầng WDM
Tầng WDM là lớp mạng truyền tải quang, nó bao gồm các lớp sau:
1. Lớp kênh quang (Och)
2. Lớp ghép kênh quang (OMS)
3. Lớp truyền dẫn quang (OTS)

www.ptit.edu.vn


Trang 136

BÀI GIẢNG MÔN


Tầng WDM
Chức năng nhiệm vụ của các lớp:

Lớp kênh quang (Och):
1. Định nghĩa một kết nối quang giữa hai thực thể client quang. Lớp kênh
quang là sự truyền dẫn trong suốt các tin tức dịch vụ từ đầu cuối đến đầu
cuối.

2. Nó thực hiện các chức năng sau: định tuyến tin tức của thuê bao khách
hàng, phân phối bước sóng, sắp xếp kênh tín hiệu quang để mạng kết nối
linh hoạt, xử lý các thông tin phụ của kênh tín hiệu quang, đo kiểm lớp kênh
tín hiệu quang và thực hiện chức năng quản lý.
3. Khi phát sinh sự cố, thực hiện đấu chuyển bảo vệ và khôi phục mạng.
www.ptit.edu.vn


Trang 137

BÀI GIẢNG MÔN


Tầng WDM
Lớp đoạn ghép kênh quang (OMS):
1. Định nghĩa việc kết nối và xử lý trong nội bộ ghép kênh hay một nhóm các
kết nối quang ở mức kênh quang Och.
2. Nó đảm bảo truyền dẫn tín hiệu quang ghép kênh nhiều bước sóng giữa hai
thiết bị truyền dẫn lân cận.
3. OMS có các tính năng như: cấu hình lại đoạn ghép kênh quang để đảm bảo
mạng định tuyến nhiều bước sóng linh hoạt, đảm bảo xử lý hoàn chỉnh tin
tức phối hợp của đoạn ghép kênh quang nhiều bước sóng và tcung cấp
chức năng đo kiểm và quản lý của đoạn ghép kênh quang để vận hành và
bảo dưỡng mạng.
www.ptit.edu.vn


Trang 138

BÀI GIẢNG MÔN


Tầng WDM
Lớp đoạn truyền dẫn quang (OTS):
1. Định nghĩa cách truyền tín hiệu quang trên các phương tiện quang đồng thời
thực hiện tính năng đo kiểm và điều khiển đối với bộ khuếch đại quang và
bộ lặp.
2. Lớp này thực hiện các vấn đề sau: cân bằng công suất, điều khiển tăng ích
của EDFA, tích luỹ và bù tán sắc.

www.ptit.edu.vn


Trang 139

Chuong 1in sv

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Chuong 1in sv

Similar to Chuong 1in sv (20)

Chuong 1in sv