Một sợi quang truyền nhiều luồng dữ liệu bằng các màu khác nhau ra sao?

Khoa học tự nhiên 9 – phần Vật lý • Khám phá mở rộng

Một sợi quang có thể mang nhiều kênh dữ liệu bằng cách dùng các bước sóng ánh sáng khác nhau làm tín hiệu mang. Bộ ghép đưa chúng vào cùng sợi, còn bộ tách ở nơi nhận phân các kênh theo bước sóng. Đó là ghép kênh theo bước sóng, WDM. [1]

Chung đường truyền, riêng kênh mang

Mỗi nguồn mang một luồng thông tin bằng biến đổi ánh sáng theo cách được thiết kế. Khi các bước sóng khác nhau cùng đi trong sợi, hệ nhận có thể dùng phần tử quang chọn từng vùng phổ, rồi chuyển tín hiệu ấy thành dữ liệu. [1]

Ví von nhiều màu cùng đi qua một hành lang giúp nhớ việc chung đường. Nhưng trong mạng quang, “màu” thường chỉ khác biệt bước sóng ở vùng hồng ngoại, không nhất thiết là đỏ, xanh, tím mắt nhìn thấy.

Các chùm không cần lần lượt chờ đến lượt mới vào sợi. Chính khả năng ghép đồng thời giúp tận dụng đường cáp đã có. Một số thiết bị còn cho phép thêm hoặc lấy một kênh dọc tuyến. [1][2]

Phản xạ toàn phần chưa giải thích ghép kênh

Chênh lệch chiết suất lõi–vỏ giúp ánh sáng được dẫn trong sợi thích hợp. Đó là câu hỏi giữ tín hiệu trên đường. WDM trả lời câu hỏi khác: làm sao nhiều kênh có thể chung đường rồi được phân lại.

Giống một tuyến đường cần cả mặt đường lẫn cách phân luồng, hệ quang cần cơ chế dẫn và thiết bị ghép–tách. Nêu riêng cấu trúc lõi–vỏ không đủ giải thích dung lượng nhiều kênh.

Không có số “màu” vô hạn

Nguồn và bộ lọc có độ rộng phổ; các kênh cần được bố trí để máy phân biệt. Dải truyền hữu ích, suy hao và khả năng của thiết bị đều giới hạn hệ. [2]

WDM cũng không xóa hấp thụ, tán xạ hay mọi nhiễu trong sợi. Điểm đáng nhớ là một đường vật lý không nhất thiết chỉ mang một luồng dữ liệu: nếu tín hiệu được phân biệt bằng một thuộc tính có thể đo, chúng có thể được ghép rồi tách trở lại.

Kết nối với bài học

Bài học nền tảng: Phản xạ toàn phần.

Đọc thêm: Sợi quang giữ ánh sáng trong lõi bằng cách nào.

Chương trình Khoa học tự nhiên 9 – phần Vật lý · Trợ lý AI Ước Mơ Lớn.