ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ
Download
1 / 19

ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ - PowerPoint PPT Presentation


  • 113 Views
  • Uploaded on

ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ. Основной принцип : передача информации в виде оптических сигналов по стеклянному волокну. Вопрос : А зачем?. Достоинства оптической передачи и обработки информации. Телекоммуникационные длины волн:

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ' - tolinka-gomez


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ

СИСТЕМЫ СВЯЗИ

Основной принцип: передача информации

в виде оптических сигналов по стеклянному волокну.

Вопрос: А зачем?


Достоинства оптической передачи и обработки информации

Телекоммуникационные длины волн:

λ = 0.8…1.6 мкм f = (2…3)·1014 Гц

Увеличение объема информационных потоков

Информационная емкость одного волокна для одного потока:

10 - 40 Гбит/с

WDM-технология: 80- 320 потоков по одному волокну Эквивалентная емкость на одно волокно: 40·80 = 3.2 Тбит/с

В волоконном кабеле 24 волокна – 10 двунаправленных каналов,

емкость кабеля: 32 Тбит/с

Ограничение: быстродействие электронных устройств кодирования и декодирования – используется только 1/500 емкости кабеля.


- и обработки информацииУвеличение быстродействия обработки информации

- Устойчивость к электромагнитным помехам

- Отсутствие собственных электромагнитных помех

- Малый вес волоконных кабелей (Ø волокна – 9…60 мкм)


Законы оптики, приводящие к каналированию

электромагнитных волн в оптических волноводах

n1 > n2,3


- каналированию Полное внутреннее отражение (ПВО)

Условия ПВО

n1 > n2,

sin θ > n2/n1

Критический угол:

sin θ = n2/n1

- Интерференция волн

Условие фазового резонанса

(сложение фаз)

4akn1·sinφ – δ12 – δ13 = 2πN,

N = 0, 1, 2 ..., k = 2π/λ

δ – сдвиг фазы при ПВО


Волноводные моды каналированию

Граница волновода

Затухающая волна


Оптическое волокно каналированию

Диаметр сердечника:

8-9 мкм (одномодовое), 50-60 мкм (многомодовое)

Диаметр оболочки: 125 мкм


Волоконный кабель каналированию


Потери и искажения оптического сигнала в волокне

1. Собственные потери на поглощение в кварцевом стекле

2. Примесные потери на поглощение: Fe, Cu, Ni, Mg, Cr, OH.

3. Релеевское рассеяние.

4. Потери на микро- и макроизгибах.

5. Потери в соединениях волокон

6. Межмодовая дисперсия.

7. Материальная дисперсия (хроматическая дисперсия).

8. Поляризационная дисперсия.

9. Двулучепреломление

10. Вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна

11. Вынужденное Рамановское рассеяние

12. Фазовая самомодуляция

13. Четырехволновое смешение

14. Модуляционная неустойчивость

15. Накопленный шум


Потери на поглощение сигнала в волокне


Изготовление оптических волокон сигнала в волокне

Метод двойного тигля


Изготовление волокон с минимальными потерями

(кварцевая труба)

Сердцевина из SiO2 + GeO2


Фотоннокристаллические волокна минимальными потерями

Потери:

0.001…0.0001 дБ/км

Поперечный размер:

50…100 мкм


WDM минимальными потерями – технология передачи оптических сигналов

WDM: wavelength distribution multiplexing

В одном волокне – 80…320

потоков информации

на разных длинах волн


Структура волоконной линии связи

  • Непрерывный полупроводниковый лазер

  • Модулятор оптического сигнала

  • Мультиплексор

  • Предварительный усилитель

  • Промежуточный усилитель

  • Регенератор

  • Оконечный усилитель

  • Демультиплексор

  • Фотоприемник


Волоконный усилитель оптических сигналов

1, 6. Полупроводниковый лазер накачки

2, 5. Направленный ответвитель

3, 7. Оптический изолятор

4. Волокно из стекла с ионами эрбия (Er3+)

8. Фильтр



Заключение сигналов

Волоконно-оптические системы связи обеспечивают

Максимальную скорость передачи информации.

Они включают в себя последние достижения

оптики, электроники, материаловедения и технологий.

Тенденции развития:

- Увеличение информационной емкости линий связи

- Увеличение скорости обработки информации

- Уменьшение потерь и искажений оптических сигналов


ad