ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ (attenuation) ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΝΑΣ

Παρουσίαση με θέμα: "ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ (attenuation) ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΝΑΣ"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ (attenuation) ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΝΑΣ

2 ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ (absorption light-to-heat)
ΑΙΤΙΑ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ (absorption light-to-heat) - Ενδογενής (Intrinsic Si-O μοριακοί δεσμοί) - Προσμίξεις Fe, Cu, V, Co, OH ion (Impurity) - Ελαττωματικό υλικό (Defect) ΣΚΕΔΑΣΗ (light scattering) - Ενδογενής (Intrinsic) – μεταβολές στον δείκτη διάθλασης και στην σύνθεση του γυαλιού - Rayleigh Scattering - Κυματοδηγική (waveguide) – ατέλειες cladding - Λυγίσματα (bends, microbends)

3 ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΗΣ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣ ΤΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΝΑΣ
ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΗΣ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣ ΤΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΝΑΣ P(z) = προσπίπτουσα οπτική ισχύς ΔPb = οπισθοσκεδασμένη οπτική ισχύς απο το τμήμα ινας μήκους Δz ΔPs = υπόλοιπη συνολική σκεδασμένη οπτική ισχύς απο το τμήμα Δz ΔPa = Αποροφούμενη οπτική ισχύς απο το τμήμα Δz

4 ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣ Attenuation coefficient (α)
ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣ Attenuation coefficient (α) αa = absorption coefficient αs = scattering coefficient αb = backscattering coefficient αT = total attenuation coefficient = αa + αs + αb P(z) = P(0) exp (-αT z) P(0) = οπτική ισχύς εισερχόμενη στην ίνα Εξασθένηση (dB) = (1 / L) 10 log10 P(0) / P(L) = αT P(L) = οπτική ισχύς εξερχόμενη απο ίνα σε απόσταση L

5 ΦΑΣΜΑΤΙΚΗ (λ) ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΝΑΣ (SPECTRAL ATTENUATION)
ΦΑΣΜΑΤΙΚΗ (λ) ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΝΑΣ (SPECTRAL ATTENUATION)

6 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΟΠΤΙΚΩΝ ΙΝΩΝ
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΟΠΤΙΚΩΝ ΙΝΩΝ ΒΑΣΙΣΜΕΝΕΣ ΣΤΗΝ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ ΑΝΑΛΟΓΑ ΜΕ ΤΟ λ (μήκος κύματος) 3 ΠΑΡΑΘΥΡΑ  3 τεχνολογίες 0.8μm  Short wavelenth 1.3μm  Long wavelength 1.5μm  Very Long wavelength

7 ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ - ATTENUATION ΜΟΝΟΤΡΟΠΙΚΩΝ / ΠΟΛΥΤΡΟΠΙΚΩΝ ΟΠΤΙΚΩΝ ΙΝΩΝ
ΟΠΤΙΚΩΝ ΙΝΩΝ

8 ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣ OPTICAL TIME DOMAIN REFLECTOMETRY (OTDR)
ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣ OPTICAL TIME DOMAIN REFLECTOMETRY (OTDR)

9 ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣ OPTICAL TIME DOMAIN REFLECTOMETRY (OTDR)
ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣ OPTICAL TIME DOMAIN REFLECTOMETRY (OTDR) αT = total attenuation coefficient  dB / km

10 ΛΕΠΤΟΜΕΡΕΙΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣ
ΛΕΠΤΟΜΕΡΕΙΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣ OPTICAL TIME DOMAIN REFLECTOMETRY (OTDR)

11 ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ ΑΠΟ ΛΥΓΙΣΜΑΤΑ Bending - microbending
ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ ΑΠΟ ΛΥΓΙΣΜΑΤΑ Bending - microbending

12 ΔΙΑΣΠΟΡΑ ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΝΑΣ (DISPERSION )
ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΝΑΣ (DISPERSION )

13 ΔΙΑΣΠΟΡΑ (dispersion) ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΝΑΣ
Διασπορά = η παραμόρφωση του οπτικά διαμορφωμένου ψηφιακού σήματος (bits 1 & 0) που ταξιδεύει στην οπτική ίνα Οφείλεται  στην ύπαρξη των Modes & στο λ της φωτεινής πηγής Συμβαίνει  στον Χρόνο (t) & στην Συχνότητα (f) ΕΜΦΑΝΙΖΕΤΑΙ ΣΑΝ «ΑΣΥΜΜΕΤΡΟ ΑΠΛΩΜΑ» ΤΟΥ ΨΗΦΙΑΚΟΥ ΠΑΛΜΟΥ

14 ΠΩΣ ΕΜΦΑΝΙΖΕΤΑΙ Η ΔΙΑΣΠΟΡΑ & ΕΙΔΗ
ΠΩΣ ΕΜΦΑΝΙΖΕΤΑΙ Η ΔΙΑΣΠΟΡΑ & ΕΙΔΗ Αρχικοί παλμοί Μετά απο απόσταση Μετά απο μεγάλη απόσταση ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ Modal ΔΙΑΣΠΟΡΑ Χρωματική ΔΙΑΣΠΟΡΑ

15 MODAL ΔΙΑΣΠΟΡΑ (modal dispersion)

16 (modal ή intermodal dispersion)
Οφείλεται στην ύπαρξη των Modes και την μείξη τους (mode mixing) Εμφανίζεται στις πολυτροπικές ίνες (multimode fiber) Απλώνει τον παλμό έξω και πέρα απο το αρχικό «time slot” του Είναι υψηλή στις Step - Index οπτικές ίνες Είναι σχετικά χαμηλή στις Graded – Index οπτικές ίνες Είναι πολύ χαμηλή έως αμελητέα στις μονοτροπικές ίνες διότι σε αυτές δεν δημιουργούνται περισσότερες απο 1 – 2 modes

17 MODAL ΔΙΑΣΠΟΡΑ (modal dispersion)
Πολλές modes 1 - 2 modes Συγκέντρωση των modes

18 ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ MODAL ΔΙΑΣΠΟΡΑΣ
ΣΤΙΣ GRADED – INDEX ΙΝΕΣ Η mode 1 διανύει ένα μακρύτερο φυσικο μονοπάτι απο ότι η mode 2 Η mode 1 όμως ταξιδεύει σε φυσικό μέσο με μικροτερο n και συνεπώς έχει μεγαλυτερη ταχύτητα  ταξιδεύει γρηγορότερα Συνεπώς η καθυστέρηση διάδοσης (propagation delay) είναι περίπου η ίδια  χαμηλότερη διασπορά σε σύγκριση με step-index

19 (chromatic dispersion)
ΧΡΩΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΣΠΟΡΑ (chromatic dispersion)

20 ΧΡΩΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΣΠΟΡΑ (chromatic dispersion)
Το φώς ταξιδεύει με διαφορετική ταχύτητα (Group Velocity - Vg) σε διαφορετικά λ Κάθε λ έχει τη δική του ταχύτητα – Group Velocity Εξαρτάται απο το φασματικό εύρος του φωτός της πηγής Τα μικρά λ (μπλέ) ταξιδεύουν ταχύτερα απο τα μεγάλα λ (κόκκινο) Συνεπώς φτάνουν γρηγορότερα στο τέλος της ίνας Οταν η πηγή έχει μεγάλο φασματικό εύρος  εμφανίζεται μεγάλη χρωματική διασπορά  συνεπώς απαιτούνται πηγές με στενό φασματικό εύρος Η χρωματική διασπορά μηδενίζεται για λ = 1.3 μm  2ο παράθυρο

21

22 ΧΡΩΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΣΠΟΡΑ σε ΜΟΝΟΤΡΟΠΙΚΗ ΙΝΑ

23 ΜΕΤΡΗΣΗ ΔΙΑΣΠΟΡΑΣ (group velocity dispersion)
σε ΜΟΝΟΤΡΟΠΙΚΗ ΙΝΑ

24 (material dispersion)
ΔΙΑΣΠΟΡΑ ΥΛΙΚΟΥ (material dispersion)

25 ΔΙΑΣΠΟΡΑ ΥΛΙΚΟΥ

26 ΜΟΝΟΤΡΟΠΙΚΗ ΟΠΤΙΚΗ ΙΝΑ ΜΕΤΑΘΕΣΗ ΔΙΑΣΠΟΡΑΣ (DSF)
ΜΟΝΟΤΡΟΠΙΚΗ ΟΠΤΙΚΗ ΙΝΑ ΜΕ ΜΕΤΑΘΕΣΗ ΔΙΑΣΠΟΡΑΣ (DSF)

27 Η χρωματική διασπορά στην SMF ίνα μηδενίζεται για λ = 1.3 μm
Με ειδική επεξεργασία παράγεται η DSF ινα όπου η χρωματική διασπορά μηδενίζεται για λ = 1.55 μm  3ο παράθυρο

28 ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΠΟΛΥΤΡΟΠΙΚΩΝ - ΜΟΝΟΤΡΟΠΙΚΩΝ

29 ΔΟΜΗ ΚΑΛΩΔΙΟΥ ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΝΑΣ

30 ΟΠΤΙΚΗ ΣΥΖΕΥΞΗ - OPTICAL COUPLING

31 ΟΠΤΙΚΗ ΣΥΝΔΕΣΗ / ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΗ  ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΙΣΗ

32 ΟΠΤΙΚΗ ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΗ ΜΕ ΤΗΞΗ
ΟΠΤΙΚΗ ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΗ ΜΕ ΤΗΞΗ FUSION SPLICING

33 ΟΠΤΙΚΗ ΣΥΝΔΕΣΗ OPTICAL CONNECTORS

34

35

36