slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Introduzione alle fibre ottiche PowerPoint Presentation
Download Presentation
Introduzione alle fibre ottiche

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 35

Introduzione alle fibre ottiche - PowerPoint PPT Presentation


  • 249 Views
  • Uploaded on

Introduzione alle fibre ottiche. Sommario. Caratteristiche generali. Richiami di ottica. Struttura e realizzazione tecnologica. Apertura numerica. Esercizio di chiarimento. Introduzione alle fibre ottiche. Sommario. Caratteristiche generali. Richiami di ottica.

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 'Introduzione alle fibre ottiche' - cuyler


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
slide1

Introduzione alle fibre ottiche

Sommario

Caratteristiche generali

Richiami di ottica

Struttura e realizzazione tecnologica

Apertura numerica

Esercizio di chiarimento

slide2

Introduzione alle fibre ottiche

Sommario

Caratteristiche generali

Richiami di ottica

Struttura e realizzazione tecnologica

Apertura numerica

Esercizio di chiarimento

slide3

Caratteristiche generali

  • Sottilissimi fili di materiale vetroso o di nylon, dal diametro di alcuni micron
  • Presentano un'attenuazione chilometrica di 0,2 dB
  • Utilizzano come onde elettromagnetiche la luce
  • In pratica sono delle guide d'onda per trasmettere le onde luminose
slide4

Caratteristiche generali

  • Sottilissimi fili di materiale vetroso o di nylon, dal diametro di alcuni micron
  • Presentano un'attenuazione chilometrica di 0,2 dB
  • Utilizzano come onde elettromagnetiche la luce
  • In pratica sono delle guide d'onda per trasmettere le onde luminose
slide5

Vantaggi

  • peso ed ingombro ridotti;
  • resistenza a situazioni ambientali difficili;
  • immunità da disturbi elettromagnetici esterni;
  • isolamento elettrico fra trasmettitore e ricevitore;
  • installazione con i cavi di energia;
  • installazione veloce nei condotti già esistenti;
  • assenza di diafonia;
  • bassi valori di attenuazione (0,22,4 dB/km per fibre in silice);
  • costante rapporto di attenuazione e frequenza;
  • larga banda di frequenza (0,410 GHz.km);
  • elevato numero di canali di comunicazione su unica fibra;
  • costo limitato per Mbit trasmesso;
  • alta qualità di segnale;
  • riduzione del numero di errori;
  • lungo passo di ripetizione;
  • assenza di equalizzazione
slide6

Vantaggi

  • peso ed ingombro ridotti;
  • resistenza a situazioni ambientali difficili;
  • immunità da disturbi elettromagnetici esterni;
  • isolamento elettrico fra trasmettitore e ricevitore;
  • installazione con i cavi di energia;
  • installazione veloce nei condotti già esistenti;
  • assenza di diafonia;
  • bassi valori di attenuazione (0,22,4 dB/km per fibre in silice);
  • costante rapporto di attenuazione e frequenza;
  • larga banda di frequenza (0,410 GHz.km);
  • elevato numero di canali di comunicazione su unica fibra;
  • costo limitato per Mbit trasmesso;
  • alta qualità di segnale;
  • riduzione del numero di errori;
  • lungo passo di ripetizione;
  • assenza di equalizzazione
slide7

Svantaggi

  • tecnologia in rapida evoluzione;
  • costosa realizzazione costruttiva;
  • difficoltà di connessione tra fibre ottiche;
  • accessori costosi;
  • problemi di standardizzazione;
  • strumenti di prova costosissimi.
slide8

Svantaggi

  • tecnologia in rapida evoluzione;
  • costosa realizzazione costruttiva;
  • difficoltà di connessione tra fibre ottiche;
  • accessori costosi;
  • problemi di standardizzazione;
  • strumenti di prova costosissimi.
slide9

Un raggio luminoso (raggio incidente) che colpisce la superficie di separazione di due mezzi si divide in due parti:

- un raggio riflesso,

che continua a propagarsi nel

primo mezzo;

- un raggio rifratto,

che si propaga nel

secondo mezzo.

Richiami di ottica

Propagazione di un raggio luminoso da un mezzo ad un altro

slide10

Richiami di ottica

Propagazione di un raggio luminoso da un mezzo ad un altro

Un raggio luminoso (raggio incidente) che colpisce la superficie di separazione di due mezzi si divide in due parti:

- un raggio riflesso,

che continua a propagarsi nel

primo mezzo;

- un raggio rifratto,

che si propaga nel

secondo mezzo.

slide11

Propagazione di un raggio luminoso da un mezzo ad un altro

Considerando la normale N alla superficie di separazione gli angoli che i raggi formano sono detti:

- angolo di incidenza (a)

- angolo di riflessione (b)

- angolo di rifrazione(g)

slide12

Propagazione di un raggio luminoso da un mezzo ad un altro

Considerando la normale N alla superficie di separazione gli angoli che i raggi formano sono detti:

- angolo di incidenza (a)

- angolo di riflessione (b)

- angolo di rifrazione(g)

slide13

legge di riflessione

b = a

legge di rifrazione (di Snell)

Propagazione di un raggio luminoso da un mezzo ad un altro

Tra gli angoli che i raggi formano esistono le seguenti relazioni sperimentali:

dove n1 e n2 sono gli indici di rifrazione dei due mezzi

slide14

Propagazione di un raggio luminoso da un mezzo ad un altro

Tra gli angoli che i raggi formano esistono le seguenti relazioni sperimentali:

legge di riflessione

b = a

legge di rifrazione (di Snell)

dove n1 e n2 sono gli indici di rifrazione dei due mezzi

slide17

Angolo di incidenza limite

Nella propagazione di un raggio da un mezzo più denso ad uno meno denso esiste un valore di a per il quale l’angolo di rifrazione vale 90°

Questo angolo è detto angolo di incidenza limitealim

Quando a > alim si ha la riflessione totale del raggio incidente

slide18

Angolo di incidenza limite

Nella propagazione di un raggio da un mezzo più denso ad uno meno denso esiste un valore di a per il quale l’angolo di rifrazione vale 90°

Questo angolo è detto angolo di incidenza limitealim

Quando a > alim si ha la riflessione totale del raggio incidente

slide19

Struttura delle fibre ottiche

- Il nucleo (core) - (50 80 mm)

- Il mantello (cladding)

Tre strati:

- Il rivestimento primario protettivo (buffer)

slide20

Struttura delle fibre ottiche

- Il nucleo (core) - (50 80 mm)

- Il mantello (cladding)

Tre strati:

- Il rivestimento primario protettivo (buffer)

slide21

Realizzazione delle fibre ottiche

Attualmente vengono usati due tipi di materiali:

Vetri a molti componenti

Silice drogata

Le tecniche di realizzazione sono molto sofisticate

Il metodo attualmente più utilizzato è il metodo della preforma

La preforma si realizza attraverso due procedimenti:

IVPO – con processo di ossidazione interna in fase di vapore

OVPO – senza il processo di ossidazione interna in fase di vapore

slide22

Realizzazione delle fibre ottiche

Attualmente vengono usati due tipi di materiali:

Vetri a molti componenti

Silice drogata

Le tecniche di realizzazione sono molto sofisticate

Il metodo attualmente più utilizzato è il metodo della preforma

La preforma si realizza attraverso due procedimenti:

IVPO – con processo di ossidazione interna in fase di vapore

OVPO – senza il processo di ossidazione interna in fase di vapore

slide23

Indice di rifrazione core > Indice di rifrazione cladding

ncore > ncladding

Angolo di incidenza > Angolo limite

a > alim

Propagazione della luce nelle fibre ottiche

La propagazione della luce avviene nel core sfruttando il fenomeno della riflessione totale

L’indice di rifrazione del core è maggiore di quello del cladding per evitare la rifrazione sul cladding

Condizioni fondamentali per il funzionamento sono, dunque:

slide24

Propagazione della luce nelle fibre ottiche

La propagazione della luce avviene nel core sfruttando il fenomeno della riflessione totale

L’indice di rifrazione del core è maggiore di quello del cladding per evitare la rifrazione sul cladding

Condizioni fondamentali per il funzionamento sono, dunque:

Indice di rifrazione core > Indice di rifrazione cladding

ncore > ncladding

Angolo di incidenza > Angolo limite

a > alim

slide25

Apertura numerica

Angolo di accettazione

Il raggio deve entrare nella fibra con un angolo ge tale che risulti a > alim

In corrispondenza di alim il raggio rifratto nella fibra forma un angolo di 90°

L’angolo ge è quindi il massimo angolo di ingresso possibile e viene chiamato

angolo di accettazione

slide26

Apertura numerica

Angolo di accettazione

Il raggio deve entrare nella fibra con un angolo ge tale che risulti a > alim

In corrispondenza di alim il raggio rifratto nella fibra forma un angolo di 90°

L’angolo ge è quindi il massimo angolo di ingresso possibile e viene chiamato

angolo di accettazione

slide27

Apertura numerica

I raggi devono entrare nella fibra all’interno del cono di accettazione, formato dai due angoli ge

Si definisce apertura numerica la quantità: N.A. = sen ge

L’apertura numerica permette di stabilire i limiti angolari entro i quali la propagazione della luce avviene in modo guidato, cioè è totalmente riflessa nella fibra

slide28

Apertura numerica

I raggi devono entrare nella fibra all’interno del cono di accettazione, formato dai due angoli ge

Si definisce apertura numerica la quantità: N.A. = sen ge

L’apertura numerica permette di stabilire i limiti angolari entro i quali la propagazione della luce avviene in modo guidato, cioè è totalmente riflessa nella fibra

slide29

Determinare l’apertura numerica e l’angolo di accettazione di una fibra ottica sapendo che i valori degli indici di rifrazione sono:

ncore = 1,48

ncladding = 1,46

Esercizio

slide30

Esercizio

Determinare l’apertura numerica e l’angolo di accettazione di una fibra ottica sapendo che i valori degli indici di rifrazione sono:

ncore = 1,48

ncladding = 1,46

slide31

Soluzione

Applicando la legge di Snell all’angolo limite si ha:

Per definizione all’angolo limite corrisponde un angolo di rifrazione di 90°

per cui:

Quindi:

cioè:

Nel nostro caso:

slide32

Soluzione

Applicando la legge di Snell all’angolo limite si ha:

Per definizione all’angolo limite corrisponde un angolo di rifrazione di 90°

per cui:

Quindi:

cioè:

Nel nostro caso:

slide33

apertura numerica

angolo di accettazione

cono di accettazione

Applichiamo, ora, la legge di Snell al punto A di ingresso del raggio nella fibra, tenendo presente che il mezzo esterno alla fibra è l’aria (naria = 1):

Osservando che:

Si ottiene:

Quindi:

slide34

Applichiamo, ora, la legge di Snell al punto A di ingresso del raggio nella fibra, tenendo presente che il mezzo esterno alla fibra è l’aria (naria = 1):

Osservando che:

Si ottiene:

Quindi:

apertura numerica

angolo di accettazione

cono di accettazione