1. Technika sprzęgaczy i ich zastosowanie

Transkrypt

1 . Technika sprzęgaczy i ich zastosowanie Sprzęgacze światłowodowe są podstawowymi elementami rozgałęźnych sieci optycznych (lokalnych, komputerowych, telewizyjnych) dowolnej konfiguracji. Spełniają rolę elementów sprzęgających i odsprzedających kolejnych użytkowników magistrali światłowodowych. Zwykle sprzęgacze występują jako oddzielne pasywne elementy sieci włączane w trakt optyczny za pomocą złączy rozłączalnych lub stałych (spawów). Technologia sprzęgaczy jest różnorodna i obejmuje: zgrzewanie, rozciąganie, obróbkę kątową, optykę zintegrowaną, obróbkę włókien. Sprzęgacze różnią się właściwościami w zależności od zastosowanej technologii. W wymienionych technologiach stosowane są dwie techniki sprzęgania: czołowa (transformacja mocy optycznej między sprzęganymi światłowodami odbywa się przez czołowo połączone rdzenie włókien), boczna (transformacja mocy optycznej odbywa się przez boczne połączenie włókien) Sprzęgacze zestawu EDUOTIC wykonano w technologii obróbki włókien stosując czołową technikę sprzęgania (rys.). płaszcz rdzeń Rys.. Schemat poglądowy sprzęgacza typu Y wykonanego w technologii obróbki włókien. Sprzęgacz składa się z wejścia () dla rozgałęźnika, oraz wejść sumatora () i (). arametry techniczne sprzęgacza zależą od kierunku przepływu sygnału.

2 . arametry sprzęgacza A) Rozgałęźnik Straty na kanał: Współczynnik sprzężenia: Całkowita tłumienność: 0log 0log T 00 T 00 0log B) Sumator Straty na kanał: ' 0log ' 0log C) Kierunkowość przesłuch zbliżny Jeżeli światło zostało wprowadzone do wejścia (), to kierunkowość określa następująca zależność: D 0log UWAGI ogólne dotyczące powyższych parametrów Straty w kanale, tłumienność lub współczynnik sprzężenia zależą od warunków pobudzenia światła i jego odbioru (0, 0,dB). Stosunkowo duże straty ( db) mogą wystąpić przy sumowaniu sygnału. Kierunkowość zależy głównie od parametrów złączy i włókien dołączonych do wejścia ().

3 . rzebieg ćwiczenia W ćwiczeniu są wykorzystane trzy moduły zestawu EDUOTIC: MODULE 00nm / MODULE 850nm (Moduł nadawczo-odbiorczy 00nm i 850nm) MODULE ASSIE (Moduł sprzęgaczy typu Y + multiplekser 00nm/850nm) MODULE FIBRES (Moduł dwóch szpul światłowodowych o dł. 800m i 00m) omiary wykonaj dla jednej długości fali zadanej przez prowadzącego. rąd diody nadawczej (850nm lub 00nm) należy ustawić na 80mA. omiar prądu jest realizowany przez pomiar spadku napięcia na rezystancji włączonej w szereg z diodą nadawczą. Opornik pomiarowy znajduje się w module nadawczo-odbiorczym, a napięcie odkładane na nim jest doprowadzone do zacisków umieszczonych na panelu modułu (IDEL ). omiar mocy optycznej realizuje układ fotodiody obciążonej rezystancją o wartości 0k. Spadek napięcia na rezystancji, wywołany przepływającym prądem wymuszonym przez wiązkę optyczną, jest mierzony woltomierzem podłączonym do gniazda BNC o nazwie SORTIE. Związek mierzonego napięcia z doprowadzoną mocą optyczną wyraża poniższa zależność: o U R S gdzie: o moc optyczna [W], U napięcie zmierzone [V], R wartość rezystancji obciążającej fotodiodę [], S współczynnik czułości fotodiody [A/W] (dla fotodiody IN S=0,5 [A/W]). Wyznacz moc optyczną docierającą do odbiornika po ustawieniu prądu diody nadawczej na wartość 80mA. Wyjście nadajnika () połączone bezpośrednio światłowodem z wejściem odbiornika (). rzemyśl metodykę prowadzenia pomiarów, tak aby uzyskać wszystkie wymagane wielkości przy minimalnej liczbie przełączeń rekonfigurujących poszczególne przypadki układowe. Badanie rozgałęźnika można realizować równolegle z badaniem sumatora. 4

4 Badanie rozgałęźnika. Bliskie pobudzenie bliski odbiór ołączyć światłowodem wyjście optyczne nadajnika z wejściem () sprzęgacza, a wejście () sprzęgacza z wejściem optycznym odbiornika. Wyznacz moce optyczne na wejściu () i () sprzęgacza. Oblicz tłumienie kanału (, ), współczynnik sprzężenia (T,T ), i tłumienność całkowitą ().. Odległe pobudzenie bliski odbiór W celu wyznaczenia mocy połącz drugi koniec włókna ze szpuli do odbiornika optycznego. F ołączyć światłowodem wyjście optyczne nadajnika z włóknem szpuli F w module FIBRES. Drugi koniec szpuli połącz z wejściem () sprzęgacza, a wejście () lub () sprzęgacza z wejściem optycznym odbiornika. Wyznacz moce optyczne na wyjściu ze szpuli oraz na wejściu () i () sprzęgacza. Oblicz tłumienie kanału (, ), współczynnik sprzężenia (T,T ), i tłumienność całkowitą (). 5

5 . Odległe pobudzenie odległy odbiór F F ołącz światłowodami w szereg światłowody na dwóch szpulach a ich końce odpowiednio z nadajnikiem i odbiornikiem optycznym. Następnie wyznacz moc. Zmień połączenie między szpulami wstawiając sprzęgacz zgodnie z poniższym schematem. F F Wyznacz moce optyczne na wejściu () i () sprzęgacza. Oblicz tłumienie kanału (, ), współczynnik sprzężenia (T,T ), i tłumienność całkowitą (). orównaj wartości parametrów uzyskane w różnych warunkach pobudzenia. Wyjaśnij czynniki powodujące zmianę wartości parametrów sprzęgacza przy różnych warunkach pobudzenia. Badanie sumatora ostępuj analogicznie jak w badaniu rozgałęźnika odwracając kierunek przepływu wiązki optycznej w sprzęgaczu. Jeżeli do wejścia () sprzęgacza jest wprowadzony sygnał optyczny to wejście () pozostaje wolne (i odwrotnie). 4. Bliskie pobudzenie bliski odbiór Wyznacz straty na kanał (', ' ). 6

6 5. Odległe pobudzenie bliski odbiór Wyznacz straty na kanał (', ' ). 6. Odległe pobudzenie odległy odbiór Wyznacz straty na kanał (', ' ). orównaj wartości parametrów uzyskane w różnych warunkach pobudzenia. Wyjaśnij czynniki powodujące zmianę wartości parametrów sprzęgacza przy różnych warunkach pobudzenia. Kierunkowość F F. ołącz nadajnik optyczny ze światłowodem na szpuli a następnie z wejściem () sprzęgacza. Wejście () pozostaw wolne. Do wejścia () podłącz odbiornik optyczny. Zmierz moc i oblicz D.. Do wejścia () podłącz światłowód na drugiej szpuli. Zmierz moc i oblicz D.. Odłącz włókna na szpulach i dokonaj pomiaru mocy i oblicz D. orównaj uzyskane rezultaty i wyjaśnij zmianę wartości D. 4. Oblicz teoretyczny współczynnik Fresnela według następującego równania: przyjmując: n =,46 n = n R n n n Oblicz teoretyczną kierunkowość dla idealnego sprzęgacza 50/50 uwzględniając odbicie Fresnela. orównaj ten wynik z wcześniej uzyskanymi wartościami D. 7