Telekomunikacyjne kable światłowodowe. Technika światłowodowa

Transkrypt

1 Telekomunikacyjne kable światłowodowe

2 Telekomunikacyjne kable światłowodowe

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15 Elementy Swiatłowdowe Elementy pasywne Złącza: stałe i rozłączalne Sprzęgacze Elementy polaryzacyjne, izolatory. Elementy aktywne Modulatory Wzmacniacze Lasery światłowodowe

16 ZŁĄCZA Stałe: trwałe fizyczne złączenie klejone i spawane Rozłączalne: zbliżenie na odległość kontaktu optycznego rdzeni włókien i pozycjonowanie łączonych światłowodów za pomocą obudowy kontakt optyczny przez bezpośrednie zbliżenie lub z użyciem soczewek Konieczność odpowiedniego przygotowania czoła światłowodu przed realizacją złącza

17 Straty mocy w złączach Odbicia: złącza rozłączalne Przerwa powietrzna Immersja α F n = 0log 1 n 1 1 n + n p p

18 Straty mocy w złączach Różnice struktury i własności optycznych NA α = 10log NA 1 a + 10log a log ( α + ) α 1 ( α + ) α 1

19 Straty mocy w złączach Przesunięcie radialne π = α 1/ S a x 1 a x a x arccos 10log

20 Straty mocy w złączach Przesunięcie radialne - światłowód jednomodowy α S = x 10 logexp = w 0 4,34 x w 0

21 Straty mocy w złączach Nachylenie kątowe osi α θ = Wielomodowy [ nθπn ( ) ] 1/ 1 10log1 Δ α θ Jednomodowy = 10log exp πn w = 4,34 λ [ ( πn w θ / λ) ] 0 θ 0 =

22 Straty mocy w złączach Przesunięcie poosiowe α P Wielomodowe a = 10log NA a + dtg arcsin n1 α P = Jednomodowe 10log 1+ 4z ( 1+ z ) + z

23 Straty mocy w złączach Nachylenie czół

24 Straty mocy w złączach Porównanie strat w złączu w zależności od stanu propagacji Przyczyna strat Stopień niedopasowania Stan nieustalony α Stan ustalony α Przesunięcie radialne 1,5 μm 0,30 0,07 Odchylenie kątowe 0,3 0,30 0,07 Róznica φ rdzeni ±1 μm 0,18 0,0 Różnica n(v) ±5% 0, 0,10 Straty odbicia Fresnela 0,33 0,30 α całkowite 1,00 0,49 Największy wpływ straty Fresnela

25 Złącza klejone Technologia złączy stałych centrowanie włókien za pomocą odpowiednich prowadnic zalewanie klejem lub żywicą ( ciecz immersyjna) termokurczliwa opaska rowki cylindryczne kapilary (szklane, ceramiczne, metalowe)

26 Technologia złączy Złącza rozłączalne małe tolerancje na poprzeczne, kątowe i poosiowe przesunięcia łączonych światłowodów, a więc dobra dokładność mechaniczna obróbki detali trwałość i wielokrotność połączeń (często szczelność)

27 Złącza rozłączalne FC ST SC

28 Pojedyncze i szeregowe złączki handlowe

29 Matrycowe konektory technologia DLP Proton irradiation step Point irradiation Continuous irradiation Chemical process steps Solvent Selective development MMA vapor Selective micro-lens swelling Replication process step

30 Low-cost connectors for Fiber-To-The-Home Branch off point TYCO Int. Drop Fiber array Fiber terminal point Drop -D SM fiber array connector Diameter accuracy = 1.μm Positioning accuracy = 0.6μm Average losses = 1550nm 180 butt-coupling connector Type: Technika industrial światłowodowa research project Status: successfully completed

31 Technologia złączy stałych Złącza spawane Spaw: kruchy i nietrwały naprężenia termiczne łuk elektryczny palnik gazowy laser dużej mocy

32 Technologia złączy stałych Etapy tworzenia złączy trwałych 1. identyfikacja łączonych światłowodów w kablu i wybór łączonych par. zdjęcie pokryć ochronnych z kabla i światłowodów, odsłonięcie włókien szklanych 3. przygotowanie czół światłowodów cięcie 4. justowanie i połączenie światłowodów (klejenie/spawanie) 5. naniesienie pokryć ochronnych i zabezpieczenie mechaniczne

33 Technologia złączy stałych Porównanie efektywności złącz Złącza spawane Złącza klejone Straty złącza 0,1 0, dβ 0, 0,4 dβ Znaczne osłabienie wytrzymałości tak nie Wymagana sprawność obsługi średnia wysoka Automatyzacja procesu stosowana nie Potencjalne ryzyko złego złącza tak nie

34 Optical Waveguides in PCBs Expertise and know-how Optics as a wire replacing technology Intra-MCM Optical Interconnects Inter-Backplane Fiber Ribbon Connectors Intra-Chip Optical Interconnects and Clock Distribution

35

36 Strategic research with Future Valorisation Potential: Reconfigurable Architectural Simulator Identified Optical Traffic Interconnects Patterns Target System SunFire, 16 processors connected through a torus network and extra reconfigurable links System Simulations Practical Implementation Measured performance increase ranging from 1%- 40% depending on Benchmark application Reconfiguration interval Fanout and number of extra links Laser array λ1 λ λ3 λ4 MUX WDM inspired systems with wavelength tunable VCSELS and micro-optical elements λ1, λ, λ3, λ4, λ1, λ, λ3, λ4, 1:4 λ1, λ, λ3, λ4, λ1, λ, λ3, λ4, λ1, λ, λ3, λ4, λ1, λ, λ3, λ4, λ λ3 λ1 λ4 Broadcast and Select