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
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... 854 - Joh Tydall - propaaja świała w srumieiu wody; 940 - meoda wywarzaia zyseo SiO (Cori Glass); 958 - Szawłow (Bell Labs) i Towsed (Columbia Uiv.) - eoreyze podsawy działaia lasera; 960 - Maima (Huhes Airrafs) - pierwszy działająy laser rubiowy; 96 -GE, IBM, MIT -pierwszy laser półprzewodikowy (GaAs) 970 - Paish, Hayashi (Bell Labs) - laser działajay w emp. pokojowej; 974 - świałowód o łumieiu < db/km; 978 - laser a pasmo 300 m; 980 - laser a pasmo 550 m, pierwszy komeryjy sysem ze świałowodami wielomodowymi 45 Mb/s (AT&T); 988 - pierwszy kabel podmorski ze wzmaiazami świałowodowymi; 997 - sysem FLAG - 7.300 km z prędkośią 5.3 Gb/s;...
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
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
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
Wyiąaie włóka Przykładowe kosrukje kabla świałowodoweo 6
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] 970 5 3 rozpraszaie Rayleiha ~λ -4 980 000 absorpja podzerwiei (oddziaływaie z molekułami) absorpja adfioleu (oddziaływaie z aomami) 0.85.3.55 ~,5 db/km 0,33 db/km 0,7 db/km λ [µm] 7
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
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
.468.466.464.46.46.458.456.454 0.8 0.9...3.4.5.6 Zależość współzyika załamaia od dłuośi fali λ [µm] /z [µs/km] 4.935 4.93 4.95 4.9 4.95 4.9 0.8 0.9...3.4.5.6 λ [µm] Zależość jedoskoweo opóźieia rupoweo od dłuośi fali Dyspersja hromayza falowodowa E r λ płaszz; rdzeń; E.46 E r λ > λ.460.0.6 λ[µm] E + b( λ)( ) 0
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
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