CÁP QUANG CHO INTERNET

Thảo luận trong 'Khoa học và Công nghệ' bắt đầu bởi Dinh Trong Phuc, 17/2/15.

  1. Dinh Trong Phuc Moderator

    Ngày tham gia:
    12/8/10
    Số bài viết:
    151
    Địa điểm:
    san jose CA
    CÁP QUANG CHO INTERNET


    trong youtube này chúng ta sẽ thấy tại sao ánh sáng truyền được trong môi trường khác chân không , trong chân không ánh sáng truyền theo đường thẳng . Qua thí nghiệm này lợi dụng ánh sáng đi từ đằng này đến đằng kia , các nhà khoa học từ lâu đã nghĩ ra cách truyền tín hiệu không qua kim loại đó là sợi quang và sau này là cáp quang ...lợi dụng hai đặc tính phản xạ và khúc xạ với hai môi trường không khí và thủy tinh chất khác thủy tinh thuờng , một nguồn tia laser nó sẽ đi một đoạn rất xa trong sợi cáp quang ...

    [lưu ý: xin BẤM VÀO cc Ở YOUTUBE ĐỂ ĐỌC ĐƯỢC CAPTION (phụ đề Anh ngữ)]


    CÁP QUANG LÀ GÌ ? HOẠT ĐỘNG RA SAO ?
    [IMG]

    Thi gian gn đây chúng ta hay nghe danh t SI CÁP QUANG (fiber optic calbes--FIOS) ng dng vào mng đin thoi, h thng TV Cable, và Internet . Đây là ng dng đc dng nht trong thi đng k thut s hin nay . Nghĩ v s kéo dài nhng si thy tinh trong sut đến mt đ nh như si tóc li mang vô s tín hiu thông tin vượt bao ngàn trùng thì tht là s thuyết phc quá thú v cho chúng ta . Làm sao nhng si này truyn ánh sáng đi qua bao khong xa , và sao cáp quang li truyn thông tin đi được , nó có li hơn nhng dây kim loi ra sao ? Rõ ràng trong nhà , nhng dây truyn tín hiu ca chúng ta ni kết các computer và cm hay các dng c khác chúng ta còn dùng dây kim loi .


    DÂY CÁP QUANG CHO INTERNET HOT ĐNG RA SAO ?


    fiber optics CABLE
    [IMG]

    VI TC Đ chuyn ti bng tc đ ánh sáng các đường cáp quang xuyên đi tây dương tng ni M và Âu châu , hay xuyên bao đi dương khác giúp ni mng Internet đến tn bao nhiêu gia đình ...nhưng cách thc chuyn ra sao ?

    Hiu mt cách đơn gin , h thông tin cáp quang s chuyn vô vàn tín hiu ánh sáng dưới hình thc nh phân (binary tc là 0 và s 1) t đu này ti đu kia . Đng kia s có các cơ cu h tng dùng gii quyết thành thông tin ri đưa vào h thng .

    Cable và DSL xưa s chuyn ti trong ni đa ,dn hi cũng ng dng cáp quang đ thông tin đi nhanh và trn vn hơn . Ngang đây chúng ta th so sánh gia si đng và cáp quang


    Distance Bandwidth Voice Channels

    Copper 2.5 km 1.5 Mb/s 24

    Fiber 200 KM 2.5+ Gb/s 32,000 +

    chúng ta năng lc chuyn ti ca đng là 1.5 triu bytes /giây trong lúc si cáp quang là trên 2.5 t bite /giây

    ngang đây chúng ta tìm hiu byte là gì ?

    Trong máy tính , byte là mt đơn v tín hiu biu din bng mt dãi 8 con s nh phân (8 binary digits long).Mt byte mang ý nghĩa là mt đơn v tín hiu biu din cho mt s, mt ch , mt biu hiu nào đó , chúng ta ly ví d : g, 5, ? là mt biu hiu . Mt byte có th hiu rng nó là mt chui tín hiu dài hơn đ th hin các phc hp ln hơn các biu hiu đơn thun như trên ví d nh người , phong cnh chng hn ...
    [căn bản chúng ta phân biệt một bit là một tín hiệu đơn một là số O hay là số 1 . trong máy tính chỉ dùng hai bit này là 0 hay 1 thôi
    byte: là một nhóm của 8 bits
    như thế 1 byte có 8 dấu hiệu của 0 và 1
    ví dụ : 0 1 0 1 1 0 1 0
    ]

    Ngoài ra sợi quang còn có thêm những lợi ích như giảm thiểu tác hại của nhiễu sóng điện từ (electromagnetic induction) hay gặp khi truyền thông tin bằng giây kim loại , giảm sức nặng , nhất là mức độ truyền thông xa hơn .





    CH TO SI QUANG NHƯ TH NÀO

    S có lm người hi si quang được chế to ra sao ? d nhiên chúng chúng ta không th ly nguyên liu thy tinh thông thung như kiếng ca s đ chế to ra si quang được . Vn đ cht liu thy tinh bình thung có nhng tp cht làm méo mó, đi màu, cn tr sc truyn ca ánh sáng đi trong nó rt nhiu . Người ta phi liu cách đ làm ra si quang có sc truyèn đi rt xa như hin ti đang dùng .

    SI CÁP QUANG -LÝ TƯỞNG CHO ÁNH SÁNG DN TRUYN

    Nhưđã nói trên, chúng ta cn đ tinh khiết cao nht đ chế to ra si cáp quang có s dn ti ánh sáng tuyt vi nht . Các giai trình chế to đòi hi k lut nghiêm nht , chi ly và tinh tế nht vi 3 quy trình như sau đ làm ra si quang:


    GIAI ĐON TIN CH SI QUANG

    Các ngun thy tinh s được liên tc kéo dài thành nhng si cc nh và mnh hơn sợi tóc con người ; bao gm các bước cơ hc và hóa hc làm cho si quang đt đến tình trng rt tinh khiết nht là đt đúng ch s khúc xạ !


    [IMG]

    Làm sao ánh sáng đi trong si quang ?

    Multi Mode fiber

    Chúng ta th tưởng tượng lung sáng du hành trong si quang, vi góc ti nh hơn 42 đ nó s có góc phn x y ht và tr thành góc ti cho phía đi din cũng nh hơn 42 đ và hin tượng này tái tc liên hi cho đến đu bên kia si quang [xem hình ]. Hin tượng này chúng ta gi là NI PHN X (internal reflection) . Vn đ làm sao chúng ta gi ngun sáng nguyên vn bên trong không b ht ra thành ngoài si quang ?

    [IMG]

    Ý nim này khiến người chế to nghĩ ra lp cladding phía ngoài lõi (core) si CÁP QUANG [multi mode fiber]



    Singgle mode : lung sáng không đi bng cách phn x (reflection) như multi - mode . Single mode không chuyn ti xa ch được vài chc km thôi . Trong khi Multi mode chuyn ti tín hiu xa gp 10 ln single mode.



    Như thế s dn truyn này có th đt ti vài trăm km . S phát trin mng đin thoi và TV cable cũng ng dng đt hiu năng cao nht so vi dây kim loi truyn thng . Nhưng s ra đi ca dây cáp quang xuyên đi dương vi khong cách vài ngàn , hay chc ngàn km thì sao đây ?

    CÁP QUANG XUYÊN ĐI DƯƠNG [submarine fiber optic cables)
    [IMG]

    [IMG]

    được tàu chuyên dng th nm dưới sàn đi dương (seabed) mang tín hiu cho Internet , đin thoi hay nhng chuyên dng khác . Dây cáp quang này mang ni dung cũng ging cáp quang trên đt lin nhưng phi có nhng lp bo v đc bit khác , chuyn này cũng d hiu vì nm trong lòng nước mn ,áp sut kinh s cùng quá xa và nhng yếu t ngoi ti khác cn bo v .

    Cáp quang hin nay xuyên đi dương đường kính 17 mm có trng lượng khong 1 tn/ 3.5km .
    [IMG]

    trong hình : là h cáp quang TAT-14 khi s hot đng vào năm 2001, dài 15,428 km ni Hoa kỳ vi Anh , Pháp, Thy Đin , Đc là ví d Ngoài ra còn nhiu mng ni Internet xuyên đi dương khác . Ví d TPE hay Trans-Pacific Experess ni Trung hoa -Nam hàn- Nht- và Hoa Kỳ hn hp trí giá 500 triu M kim , ca nhiu công ty truyn thông khác nhau

    Ngoài ra có nhiu đường ni kết xuyên Thái Bình Dương khác như Asia America Gateway (AAG) ni Đông Nam Á trc tiếp vi Hoa Kỳ , dài ti 20,000km .

    [IMG]
    Asia America Gateway (AAG)

    TRM TIP CHUYN (repeater)
    [IMG]


    [IMG]
    Vì gii hn dn truyn nên mi đon cách nhau khoảng 60km tới 100km có mt TRM TIP CHUYN (REPEATER) nó có mc đích SAO Y CHÁNH BN hay khuếch đại tín hiu và tiếp tc mang đi ti mt repeater khác

    Thế h repeater hay (regenerator) được đt tng chng có ni dung chuyn ngược tín hiu quang hc thành tín hiu đin t ri mt transmitter (laser)li chuyn tín hiu đin t này thành li tín hiu quang hc cho đon cáp kế tiếp và tiếp tc như vy đường chuyn tín hiu s được ni dài qua hàng chc ngàn km dưới thm đi dươ
    Chúng ta cũng nên nhớ khi dây cáp quang bắt đầu xuống biển hay lên bờ đều có hai CƠ SỞ HẠ TẦNG CHUYỂN ĐỔI tín hiệu trước khi rời và sau khi đến MỚI ĐƯỢC
    HÌNH ẢNH HOẠT ĐỘNG TÀU CHUYÊN DỤNG VÀ THẢ CÁP QUANG
    [IMG]
    KÉO CÁP NỐI VÔ BỜ

    [IMG]
    [IMG]
    HÌNH ẢNH 1 REPEATER NỐI HAI ĐẦU CÁP QUANG
    [IMG]
    MÁY THẢ CÁP DƯỚI SÀN ĐẠI DƯƠNG
    [IMG]
    1 ĐẦU TRỤC THẢ CÁP
    DHL bien soan 5/2/2015
    ========================================================================
    referrences

    http://computer.howstuffworks.com/fiber-optic.htm
    http://www.thefoa.org/tech/fo-or-cu.htm
    http://www.fiberinstrumentsales.com/blog/how-fiber-optics-are-made
    http://www.sciencedaily.com/releases/2015/02/150203094142.htm
    http://www.explainthatstuff.com/fiberoptics.html
    https://sites.google.com/site/bit4554fiberoptics/how-it-works
    https://sites.google.com/site/bit4554fiberoptics/how-it-s-implemented
    http://www.quora.com/How-are-major-undersea-cables-laid-in-the-ocean
    http://pslc.ws/macrog/fiberopt/of.htm

Chia sẻ trang này