Technika Światłowodowa Źródła strat tłumieniowych

advertisement
2007-10-27
dr inż. Krzysztof Hodyr
Technika Światłowodowa
Źródła strat tłumieniowych
• sprzężenia światłowodu ze źródłami światła
i odbiornikami
Część 2
• złącza i spawy
Tłumienie i straty w światłowodach
Pojęcie dyspersji światłowodów
Technika zwielokrotnienia WDM
• zjawiska fizyczne i defekty w światłowodzie:
absorpcja światła
rozpraszanie światła
defekty geometryczne włókna
Apertura numeryczna
Apertura numeryczna
Apertura numeryczna NA (numerical aperture)
światłowodu jest bezwymiarowym parametrem
równym sinusowi kąta Θ pomiędzy tworzącą
stożka akceptacji światłowodu, a jego osią
NA = sin Θ = (nrdzenia2 - npłaszcza2)1/2
Apertura numeryczna
Straty mocy optycznej w wyniku niedopasowania
apertur numerycznych elementów łącza
światłowodowego
Sprzęganie nadajnika/odbiornika
ze światłowodem
L[dB] = 10 · log10(NA1/NA2)
1
2007-10-27
Niedopasowanie na złączach
i spawach
Niedopasowanie na złączach
i spawach
Przyczyny nadmiernego tłumienia złączy
światłowodowych:
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(i)
(j)
– przerwa międzypłaszczyznowa
– zanieczyszczenia między włóknami
– brak osiowości
– niedopasowanie kierunkowe
– niedopasowanie kątowe
– różne średnice rdzeni
– różne apertury numeryczne
– różne średnice pól modowych rdzeni
– brak centryczności rdzeni
– eliptyczność rdzeni
Zjawiska fizyczne i defekty
Tłumienność sygnału w światłowodzie to strata jego
mocy następująca w wyniku przejścia sygnału przez
1 km włókna optycznego
Zjawiska fizyczne i defekty
Czynniki powodujące absorpcję:
- podstawowe właściwości materii
- obecność domieszek i zanieczyszczeń materiału
z którego wykonano włókno optyczne
Pwe – moc sygnału optycznego na wejściu światłowodu
Pwy – moc sygnału optycznego na wyjściu światłowodu
L – długość toru światłowodowego
Zjawiska fizyczne i defekty
Okna transmisyjne światłowodu
2
2007-10-27
Okna transmisyjne światłowodu
Generacje światłowodowe
Pierwsze okno – 850 nm (800 do 900 nm)
Drugie okno – 1320 nm (1260 do 1360 nm) PDFA
Trzecie okno – 1550 nm (1530 do 1565 nm) EDFA
Czwarte okno – 1600 nm (1565 do 1625 nm) TrueWave®
Piąte okno – 1450 nm (1360 do 1530 nm) AllWave®
Rozpraszanie światła
Dyspersja światłowodów
Terminem dyspersja określamy w telekomunikacji
każde zjawisko, które powoduje zniekształcenie
sygnału rozchodzącego się w danym medium
propagacyjnym w wyniku różnych prędkości
falowych elementów składowych tego sygnału
Dyspersja światłowodów
Dyspersja materiałowa
Dyspersja falowodowa
Dyspersja materiałowa
Zależność prędkości propagacji sygnału od długości fali
optycznej, spowodowana zależnością współczynnika
załamania światła n od długości fali λ.
Światło o jednych długościach fali będzie pokonywało
łącze szybciej niż światło o innych barwach.
Zniekształcenia modowe
Wartość dyspersji materiałowej
(chromatycznej) światłowodu
podawana jest w ps/(nm×km)
3
2007-10-27
Dyspersja falowodowa
Zniekształcenia modowe
Większość mocy optycznej, która „przeciekła” do
płaszcza ulegnie stracie, ale część może ulec ponownemu
załamaniu do rdzenia. Współczynnik załamania światła w
płaszczu npł jest mniejszy niż w rdzeniu nrd , a więc
prędkość fali optycznej w płaszczu będzie większa niż w
rdzeniu. Powracające do rdzenia promienie światła będą
wywoływać dyspersję sygnału zwaną falowodową.
Zniekształcenia modowe nazywane są czasem niezgodnie
z definicją pojęcia dyspersji w optyce – dyspersją
modalną.
Zniekształcenia te nie wynikają jednak z różnych
prędkości falowych elementów składowych sygnału.
Pojawiają się one w światłowodach wielomodowych
dlatego, że różne mody światła pokonują odcinek
światłowodu w różnym czasie.
Zmniejszenie zniekształceń modowych umożliwia
technologia wielomodowych światłowodów gradientowych
(GRIN). Współczynnik załamania światła w rdzeniu takich
światłowodów maleje od wartości maksymalnej
występującej wzdłuż osi światłowodu do wartości
minimalnej na granicy z płaszczem.
Ten rodzaj dyspersji jest
istotny tylko w światłowodach
jednomodowych
Zwiększanie pojemności łącza
Techniki zwielokrotnienia łącza
Sposób tradycyjny
• WDM – zwielokrotnienie długości fali
• FDM – zwielokrotnienie częstotliwości
• SCM – zwielokrotnienie podnośnej
• TDM – zwielokrotnienie czasowe
Sposób nowoczesny
WDM
wavelength division multiplexing
• CDM – zwielokrotnienie kodowe
WDM
wavelength division multiplexing
Polega na jednoczesnym i równoległym przesyłaniu
wielu kanałów za pomocą różnych długości fal światła
wprowadzanych do pojedynczego włókna optycznego
4
2007-10-27
Kategorie techniki WDM
Specyfikacja ITU-T G.694.2
WDM – 2 do 4 kanałów optycznych w jednym włóknie
światłowodowym; pierwszy taki system był 2-kanałowy,
zapewniając przesył danych na falach o długości 1310nm
i 1550nm
CWDM (Coarse WDM) – tzw. „rzadki” – 4 do 16 kanałów
optycznych w zakresie od 1270 nm do 1610 nm z
odstępem co 20 nm, zgodnych ze specyfikacją
ITU-T G.694.2
DWDM (Dense WDM) – tzw. „gęsty” – do 64 kanałów
optycznych z odstępem co 0,8nm, zgodnych ze
specyfikacją ITU-T G.694.1
UWDM (Ultra WDM) – do 300 kanałów z odstępem 0,4nm
Generacje światłowodowe
5
Download
Random flashcards
123

2 Cards oauth2_google_0a87d737-559d-4799-9194-d76e8d2e5390

Motywacja w zzl

3 Cards ypy

66+6+6+

2 Cards basiek49

Pomiary elektr

2 Cards m.duchnowski

Prace Magisterskie

2 Cards Pisanie PRAC

Create flashcards