Sóng ánh sáng bị ảnh hưởng như thế nào khi truyền trong sợi quang?

Dây cáp quang là loại cáp dài và mỏng, được cấu tạo bằng sợi thủy tinh hoặc nhựa plastics. Đặc tính của cáp quang là truyền các ánh sáng nhìn thấy được và các tia hồng ngoài. Vậy ánh sáng đi qua loại cáp này bị ảnh hưởng như thế nào và khi truyền trong sợi quang, sóng ánh sáng bị chi phối như thế nào? Hãy cùng Cáp Viễn Thông tìm hiểu nhé!

Tán sắc sợi quang biểu thị trạng thái lan truyền của tín hiệu đầu vào trong sợi quang và đề cập đến sự biến dạng của tín hiệu gây ra bởi sự lan truyền của các thành phần tần số khác nhau hoặc các thành phần chế độ khác nhau của sợi quang. Tín hiệu quang ở các tốc độ khác nhau. Nó chủ yếu bao gồm ba trường hợp: chế độ khuếch tán liên, khuếch tán sắc độ và khuếch tán chế độ phân cực. Vậy khi truyền trong sợi quang, sóng ánh sáng bị chi phối như:

Suy giảm (attenuation)

Suy giảm trong sợi quang do hai nguyên nhân chính, là hấp thụ của vật liệu và tán xạ ReyLeng. Hấp thụ vật liệu nhỏ hơn tán xạ ReyLeng nên có thể bỏ qua. Tán xạ ReyLeng do các thăng giáng vi sai trong cấu trúc vật liệu, và giảm khi bước sóng tăng. Đồ thị tổng hợp của các nguyên nhân suy giảm giúp tìm ra ba cửa sổ truyền sóng sử dụng rộng rãi ngày nay (800nm, 1300nm và 1550nm).

Tán sắc (dispersion)

Tán sắc là hiện tượng các thành phần khác nhau của tín hiệu cần truyền truyền đi với các tốc độ khác nhau trong sợi quang. Tán sắc do đó gây ra hiện tượng giãn xung ánh sáng ở đầu ra, gây ra nhiễu chồng phổ và là nguyên nhân chính dẫn đến hạn chế của khoảng cách truyền trong sợi quang ngày nay. Có một số loại tán sắc khác nhau, gồm tán sắc mode (sợi quang đa mode mới có), tán sắc phân cực và tán sắc đơn sắc (gồm tán sắc vật liệu và tán sắc ống dẫn sóng), mỗi loại có một ảnh hưởng khác nhau đến quá trình truyền của tín hiệu. Các loại sợi quang dịch tán sắc hạn chế được một phần vấn đề này nên có khoảng cách truyền xa (longhaul).

Các hiệu ứng phi tuyến

Khi truyền nhiều mode trong sợi quang, hiện tượng phi tuyến gây ra hiện tượng sinh ra các hài từ các mode truyền cơ bản, dẫn đến nhiễu tại đầu thu và giảm công suất tín hiệu truyền.

Ở khoảng cách càng lớn thì các hiện tượng này có ảnh hưởng càng rõ rệt. Tuy nhiên khoảng cách cũng không phải là tham số duy nhất. Chúng ảnh hưởng đến biên độ, tần số, các tham số khác về xung truyền. Vì vậy nó ảnh hưởng tiêu cực đến khả năng nhận dạng của đầu thu.

Hơn nữa, các ảnh hưởng này không giống nhau, ví dụ bộ khuyếch đại có thể dùng để hạn chế vấn đề attenuation. Đồng thời vô hiệu với giãn xung cũng như các bộ tái tạo xung không thể đảm bảo công suất ngưỡng của đầu thu... Từ đó, gây ra nhiều khó khăn trong việc khắc phục.

Có thể bạn quan tâm: Cáp quang Multimode 4 sợi GYXTW 50/125µm

Trong số những ảnh hưởng trên thì tán sắc là nghiêm trọng nhất. Cụ thể, tán sắc mode là đáng kể nhất trong các loại tán sắc. Ví dụ hai mode sóng ở lõi và ở ngoài cùng, khoảng cách về thời gian khi đến đích của chúng quyết định đến khoảng cách truyền.

Thông thường khoảng cách này không được vượt quá 1/2 chu kỳ xung cần truyền để bộ thu có khả năng hồi phục tín hiệu như cũ. Đó là lý do chính để sợi đơn mode (single mode) truyền tốt hơn sợi đa mode (multi mode) trên các tham số kỹ thuật chung. Ngoài ra, còn rất nhiều vấn đề nếu muốn thực sự hiểu được vấn đề mode và phân biệt giữa chúng. Truyền dẫn quang với power budget là bài toán cần phải cẩn thận khi tính toán thiết kế. Ngày nay, công nghệ WDM và các phát hiện mới trong kỹ thuật quang đã và đang hướng thế hệ mạng đến một kỷ nguyên mới, kỷ nguyên của Optical Internet.

>>>Xem thêm: Sợi quang đơn mode hay đa mode tốt hơn?

Cáp Viễn Thông là đơn vị phân phối cáp chính hãng số 1 trên thị trường Việt Nam. Chúng tôi mong muốn mang những giá trị chân thực và cốt lõi của sản phẩm đến với khách hàng. Liên hệ ngay với Cáp Viễn Thông để được tư vấn sản phẩm hoàn toàn miễn phí!