ΠΑΡΑΔΟΣΕΙΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ «ΕΙΔΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ» ΚΕΦ.6 ΠΑΡΑΔΟΣΕΙΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ «ΕΙΔΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ» ΚΕΦ.6 ΜΑΡΤΙΟΣ 2005

ΜΕΛΕΤΗ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΗΣ ΖΕΥΞΗΣ ΜΕ ΟΠΤΙΚΕΣ ΙΝΕΣ “Fiber Optic Link” ΜΕΛΕΤΗ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΗΣ ΖΕΥΞΗΣ ΜΕ ΟΠΤΙΚΕΣ ΙΝΕΣ “Fiber Optic Link”

Στοιχεία Οπτικής Τηλεπικοινωνιακής ζεύξης Επιλογές Υλικού Αποτέλεσμα Γινόμενο BW * Απόσταση

Η ΓΕΝΙΚΗ ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΖΕΥΞΗ Η ΓΕΝΙΚΗ ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΖΕΥΞΗ ΕΙΣΟΔΟΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΕΞΟΔΟΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Ηλεκτρο-Οπτική μετατροπή Οπτο-Ηλεκτρονική μετατροπή

Η ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΖΕΥΞΗ ΑΝΑΛΥΤΙΚΑ Η ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΖΕΥΞΗ ΑΝΑΛΥΤΙΚΑ Οπτικός Συνδετής (Connector) ή Οπτική Κόλληση (Splice) Κύκλωμα Οπτικού Προενισχυτή Αλλα κυκλώματα Οπτικού δέκτη Οπτική πηγή (LED ή Laser) Σύζευξη οπτικής ίνας σε πηγή Κύκλωμα Driver (LED ή Laser) Οπτική Ανίχνευση (pin ή APD) Σύζευξη οπτικής ίνας σε ανιχνευτή Καλώδιο Οπτικής Ινας

ΜΟΝΑΔΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΣΧΥΟΣ Pοπτ Οπτική Ισχύς  dBm = 10 * log [Pοπτ / 1 mW] 0 dBm αντιστοιχεί σε 1 mW οπτικής ισχύος Παραδείγματα:  1 Watt = 30 dBm  10 dBm = 10 mW  20 dBm = 100mW  -10 dBm = 100μW  -20 dBm = 10μW  -30 dBm = 1μW

dB & dBm Τα dB και τα dBm είναι κατάλληλες μονάδες και μπορούν να προστίθενται ή να αφαιρούνται Πχ. Ισχύς που εισέρχεται στην ίνα = 100μW Τα 100μW αντιστοιχούν σε  -10 dBm Απώλειες ίνας = 20dB (100 φορές μείωση) Εξερχόμενη ισχύς  -10 dBm – 20dB = -30dBm Η εξερχόμενη ισχύς είναι -30dBm ή 1μW

ΟΠΤΙΚΗ ΙΣΧΥΣ & ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΙΣΧΥΣ ΣΤΟΝ ΟΠΤΙΚΟ ΠΟΜΠΟ ΟΠΤΙΚΗ ΙΣΧΥΣ & ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΙΣΧΥΣ ΣΤΟΝ ΟΠΤΙΚΟ ΠΟΜΠΟ Pοπτ αναλογη του ρευματος Iοπτ (που διαρρέει την φωτοδίοδο LED ή το Laser) Pηλεκτ αναλογη του ρευματος Iοπτ2 (που διαρρέει την φωτοδίοδο LED ή το Laser)

ΕΠΙΛΟΓΕΣ ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥ ΕΠΙΛΟΓΕΣ ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥ ΥΛΙΚΟΥ & ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ (ΑΝΑΛΟΓΑ ΜΕ ΤΙΣ ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ ΤΗΣ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ)

ΕΠΙΛΟΓΗ ΟΠΤΙΚΗΣ ΠΗΓΗΣ (LED ή Laser) ΟΠΤΙΚΗΣ ΠΗΓΗΣ (LED ή Laser)

ΕΠΙΛΟΓΗ ΟΠΤΙΚΗΣ ΠΗΓΗΣ Οπτική πηγή Οπτική Ανίχνευση ΕΠΙΛΟΓΗ ΟΠΤΙΚΗΣ ΠΗΓΗΣ Οπτικός Συνδετής (Connector) ή Οπτική Κόλληση (Splice) Κύκλωμα Οπτικού Προενισχυτή Αλλα κυκλώματα Οπτικού δέκτη Οπτική πηγή (LED ή Laser) Σύζευξη οπτικής ίνας σε πηγή Κύκλωμα Driver (LED ή Laser) Οπτική Ανίχνευση (pin ή APD) Σύζευξη οπτικής ίνας σε ανιχνευτή Καλώδιο Οπτικής Ινας

ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΑΘΟΡΙΣΜΟΥ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗ ΟΠΤΙΚΗΣ ΠΗΓΗΣ ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΑΘΟΡΙΣΜΟΥ ΕΠΙΛΟΓΗΣ Απόσταση ζεύξης (χωρίς επαναλήπτη) Bit Rate (ταχύτητα μετάδοσης) ψηφιακών δεδομένων Πολυτροπική ή Μονοτροπική οπτική ινα LED ή Laser Οπτικό μήκος κύματος «λ» (850nm, 1.3μm, 1.55μm) Παρελκόμενο ηλεκτρονικό κύκλωμα Ψύξης LED/Laser Παρελκόμενο ηλεκτρονικό κύκλωμα σταθεροποίησης Laser Σύζευξη οπτικής ίνας σε οπτική πηγή  Pigtail Ελεγχος γραμμικότητας χαρακτηριστικής Pοπτ /Iοπτ

Comparison of LEDs and Lasers LED ή Laser Comparison of LEDs and Lasers Characteristics LEDs Lasers Output Power Linearly proportional to drive current Proportional to current above the threshold Current Drive Current: 50 to 100 mA Peak Threshold Current: 5 to 40 mA Coupled Power Moderate High Speed Slower Faster Output Pattern Higher Lower Bandwidth Wavelengths Available 0.66 to 1.65 µm 0.78 to 1.65 µm Spectral Width Wider (40-190 nm FWHM) Narrower (0.00001 nm to 10 nm FWHM) Fiber Type Multimode Only SM, MM Ease of Use Easier Harder Lifetime Longer Long Cost Low ($5-$300) High ($100-$10,000)

ΓΕΝΙΚΕΣ ΕΠΙΛΟΓΕΣ Μεγάλες αποστάσεις > 10 χλμ  Laser ΓΕΝΙΚΕΣ ΕΠΙΛΟΓΕΣ Μεγάλες αποστάσεις > 10 χλμ  Laser Υψηλά bit rate > 300 Mbps  Laser Οικονομία – Χαμηλό κόστος  LED Απλό σύστημα χωρις ιδιαίτερες απαιτήσεις  LED

ΕΠΙΛΟΓΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ DRIVER (LED / Laser)

ΕΠΙΛΟΓΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ DRIVER Οπτικός Συνδετής (Connector) ή Οπτική Κόλληση (Splice) Κύκλωμα Οπτικού Προενισχυτή Αλλα κυκλώματα Οπτικού δέκτη Οπτική πηγή (LED ή Laser) Σύζευξη οπτικής ίνας σε πηγή Κύκλωμα Driver (LED ή Laser) Οπτική Ανίχνευση (pin ή APD) Σύζευξη οπτικής ίνας σε ανιχνευτή Καλώδιο Οπτικής Ινας

ΕΠΙΛΟΓΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ DRIVER ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΑΘΟΡΙΣΜΟΥ ΕΠΙΛΟΓΗΣ Η προηγούμενη επιλογή LED ή Laser Bit Rate (ταχύτητα) της ζεύξης ΑΝΑΓΚΑΙΕΣ ΠΡΟΣΘΗΚΕΣ Κύκλωμα ελέγχου διατήρησης σταθερής οπτικής ισχύος Κύκλωμα ψύξης διόδου

ΕΠΙΛΟΓΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ DRIVER ΓΙΑ “Laser” Διαφορικό Ζεύγος Servo Loop Πηγή Ρεύματος Ταχύτητες 100 – 300 MHz Ταχύτητες  1 – 5 GHz

ΣΥΖΕΥΞΗ ΟΠΤΙΚΗΣ ΠΗΓΗΣ ΜΕ ΟΠΤΙΚΗ ΙΝΑ ΟΠΤΙΚΗΣ ΠΗΓΗΣ ΜΕ ΟΠΤΙΚΗ ΙΝΑ

ΣΥΖΕΥΞΗ ΟΠΤΙΚΗΣ ΠΗΓΗΣ ΜΕ ΟΠΤΙΚΗ ΙΝΑ ΣΥΖΕΥΞΗ ΟΠΤΙΚΗΣ ΠΗΓΗΣ ΜΕ ΟΠΤΙΚΗ ΙΝΑ Συνήθως όλες οι οπτικες πηγές (LED ή Laser) διατίθενται με την οπτική ίνα συζευγμένη (απο το εργαστάσιο κατασκευής) για μέγιστη μεταφορά της οπτικής ισχύος. Το τμήμα οπτικής ίνας (μήκους περίπου 1 μ.) που είναι συνδεδεμένο σταθερά με την οπτική πηγή λέγεται Pigtail. Το pigtail μπορεί να καταλήγει σε οπτικό συνδετή (Connector) για την σύνδεση με το καλώδιο οπτικής ίνας. Οταν δεν υπάρχει συνδετής, η σύνδεση αυτή γίνεται με οπτική κόλληση (Splice)

ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ ΣΤΟΝ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ ΣΤΟΝ ΟΠΤΙΚΟ ΠΟΜΠΟ Αρχική οπτική ισχύς = 0 dBm (1mW) Απώλεια Σύζευξης 18 dB Απώλεια Συνδετή 3 dB Απώλειες ζευξης με ινα 2 dB 0 dBm – 18dB – 3dB – 2dB = - 23dBm (ισχύς στην ινα)

ΕΠΙΣΗΣ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΗΝ ΕΠΙΛΟΓΗ ΕΠΙΣΗΣ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΗΝ ΕΠΙΛΟΓΗ Καθορίζεται μια μέγιστη (καλύτερη - best) και μια ελάχιστη (χειρότερη - worst) τιμή οπτικής ισχύος που μπορεί να παραχθεί απο την οπτική πηγή με την κατάλληλη οδήγηση και να εισαχθεί μέσα στην οπτική ίνα στον πομπό

Για τυπική οπτική ισχύ απο –11 έως –14 dBm Η ΠΕΡΙΟΧΗ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗΣ ΤΙΜΩΝ ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΣΧΥΟΣ ΑΝΑΜΕΣΑ ΣΤΟ ΜΕΓΙΣΤΟ ΚΑΙ ΕΛΑΧΙΣΤΟ Για τυπική οπτική ισχύ απο –11 έως –14 dBm

ΟΠΤΙΚΗ ΙΣΧΥΣ ΠΟΥ ΕΧΕΙ ΕΙΣΕΛΘΕΙ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΑ ΣΤΗΝ ΙΝΑ ΟΠΤΙΚΗ ΙΣΧΥΣ ΠΟΥ ΕΧΕΙ ΕΙΣΕΛΘΕΙ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΑ ΣΤΗΝ ΙΝΑ (LAUNCHED OPTICAL POWER) Ακολουθούν οι απώλειες του οπτικού καλωδίου (attenuation) Οι απώλειες των συνδέσεων και κολλήσεων των τμημάτων του καλωδίου (connector / splice losses) Οι απώλειες σύζευξης της ινας με τον οπτικό ανιχνευτή