Dlaczego transmisja światłowodowa?

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Dlaczego transmisja światłowodowa?"

Ignacy Rudnicki
8 lat temu
Przeglądów:

1 Świałowody Pla: - zasada prowadzeia świała w świałowodzie - rodzaje świałowodów (elekomuikayjyh) - eholoia wywarzaia świałowodu -łumieie syału opyzeo w świałowodzie - dyspersja syału opyzeo w świałowodzie - podsumowaie możliwośi rasmisyje świałowodów

świałowodu -łumieie syału opyzeo w świałowodzie - dyspersja

2 Dlazeo rasmisja świałowodowa? Poejalie bardzo szerokie pasmo rasmisyje (kilkase THz); Niskie łumieie; Odporość a zakłóeia elekromaeyze; Brak eeraji zewęrzyh pól EM; Separaja alwaiza pomiędzy adajikiem a odbiorikiem; Ławość isalaji w isiejąej ifrasrukurze; Mały iężar włóka świałowodoweo. Trohę hisorii Joh Tydall - propaaja świała w srumieiu wody; meoda wywarzaia zyseo SiO (Cori Glass); Szawłow (Bell Labs) i Towsed (Columbia Uiv.) - eoreyze podsawy działaia lasera; Maima (Huhes Airrafs) - pierwszy działająy laser rubiowy; 96 -GE, IBM, MIT -pierwszy laser półprzewodikowy (GaAs) Paish, Hayashi (Bell Labs) - laser działajay w emp. pokojowej; świałowód o łumieiu < db/km; laser a pasmo 300 m; laser a pasmo 550 m, pierwszy komeryjy sysem ze świałowodami wielomodowymi 45 Mb/s (AT&T); pierwszy kabel podmorski ze wzmaiazami świałowodowymi; sysem FLAG km z prędkośią 5.3 Gb/s;...

isalaji w isiejąej ifrasrukurze; Mały iężar włóka świałowodoweo. Trohę hisorii.

3 Idea propaaji świała w świałowodzie skokowym płaszz pow. 0 rdzeń Φ Θ Z > Θ P płaszz 0 si ΘP si Φ P si Θ Z si Φ,46,4 NA0,34 (0 ),44,4 NA0,4 (3 ) Z si Φ K / NA si ΘPK 0 ( ) Ilusraja powsawaia modów propaayjyh X A Θ Θ B droa przebya przez falę padająą Pomijają przesuięie fazy przy odbiiu waruek zodośi faz w płaszzyźie X ma posać: X A B mλ d droa przebya przez falę odbią o prowadzi do: d si Θ mλ MODY - róże droi, kórymi świało propauje się w świałowodzie 3

Ilusraja powsawaia modów propaayjyh X A Θ Θ B droa przebya przez falę padająą Pomijają przesuięie fazy przy

4 Świałowód radieowy r -a a α ( ) ; r a () r ( r / a) < () r ; r a ( )/ dyspersja [s/km] α Świałowody jedomodowe Θ X d λ0 d si Θ mλ m A B X droa przebya przez falę odbią droa przebya przez falę padająą d si Θ m λ 0 < λ d NA Dokłade rozwiązaie rówań Maxwell a dla świałowodu ylidryzeo daje wyik λ d 0.77 NA 4

przebya przez falę odbią droa przebya przez falę padająą d si Θ m λ 0 < λ d

5 Kosrukje świałowodów świałowody plaare świałowód wielomodowy skokowy świałowód wielomodowy radieowy świałowód jedomodowy Wywarzaie preformy meodą MCVD (Modified Chemial Vapor Deposiio) GeCl 4 SiCl 4 + O SiO + Cl GeCl 4 + O GeO + Cl szybkość osadzaia 0.5 /mi zas rwaia proesu h (ollaps) 5

meodą MCVD (Modified Chemial Vapor Deposiio) GeCl 4 SiCl 4 + O SiO + Cl

6 Wyiąaie włóka Przykładowe kosrukje kabla świałowodoweo 6

7 Tłumieość świałowodów łumieie świałowodu absorpja + rozpraszaie α α A + α R 00 km 3 db/km; mw 0-33 W 00 km 0.4 db/km; mw 0. µw 00 km 0. db/km; mw 0 µw Tłumieość świałowodu α [db/km] rozpraszaie Rayleiha ~λ absorpja podzerwiei (oddziaływaie z molekułami) absorpja adfioleu (oddziaływaie z aomami) ~,5 db/km 0,33 db/km 0,7 db/km λ [µm] 7

db/km; mw 0 µw Tłumieość świałowodu α [db/km] 970 5 3 rozpraszaie Rayleiha ~λ -4 980 000

8 Dyspersja? Dyspersja międzymodowa P P MOD z skokowy: ( NA) MOD radieowy: ( NA) 4 MOD z 3 8 NA ( ) DMOD MOD / z ~ 50 s/km skokowy ~ 0,5 s/km radieowy 8

9 Dyspersja hromayza p λ λ P P CHR P lub: Dyspersja hromayza maeriałowa pods. zależośi v f β ω ; π π β (), λ () λ ω uwzl. () i (): v f v dβ dω ; uwzl. () i (): v d λ dλ z v z d d λ z z λ dλ dλ zd MAT λ 9

10 Zależość współzyika załamaia od dłuośi fali λ [µm] /z [µs/km] λ [µm] Zależość jedoskoweo opóźieia rupoweo od dłuośi fali Dyspersja hromayza falowodowa E r λ płaszz; rdzeń; E.46 E r λ > λ λ[µm] E + b( λ)( ) 0

935 4.93 4.95 4.9 4.95 4.9 0.8 0.9...3.4.5.6 λ [µm] Zależość jedoskoweo

11 Całkowia dyspersja hromayza w świałowodzie z v z z v z E d λ d λ E E de λ dλ D D + D CHR MAT CHR zd CHR λ FAL dyspersja [ps/m*km] dysp. ma. dysp. falow. dysp. hrom. ałk. λ [µm] Zależość wsp. dyspersji hromayzej od dłuośi fali

12 Wpływ dyspersji a rasmiowae impulsy MOD zd MOD CHR zd CHR λ MOD + CHR z D MOD + D CHR λ poszerzeie rasmiowayh impulsów: WY WE + pasmo modulauje świałowodu: B db 0, 44 3 B db 0, 3,5 Co może (przeieść) świałowód -wielomodowy o profilu skokowym: kilka Mb/s a kilka km (prehisoria); -wielomodowy o profilu radieowym: kilkase Mb/s a kilkaaśie km; -jedomodowy: kilkadziesią Gb/s a ok. 00km, ale eż: - kilka Tb/s przy zasosowaiu DWDM, - kilka ys. km przy zasosowaiu wzmaiazy opyzyh

profilu skokowym: kilka Mb/s a kilka km (prehisoria); -wielomodowy o profilu radieowym: kilkase Mb/s a kilkaaśie km;

Podobne dokumenty

OPTOTELEKOMUNIKACJA. dr inż. Piotr Stępczak 1

OPTOTELEKOMUNIKACJA. dr inż. Piotr Stępczak 1 OPTOTELEKOMUNIKACJA dr inż. Piotr Stępczak 1 Falowa natura światła E H z z ( ) ± jmθ j( ωt βz ) r e e k = E o n 1 z LP 01 = H z ( ) ± jmθ j( ωt βz ) r e e LP 11 k o V = 2πa λ 2π ω = = o λ c λ 0 lim ω ω