ΠΑΡΑΔΟΣΕΙΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ «ΕΙΔΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ» ΚΕΦ. 6

1. ΠΑΡΑΔΟΣΕΙΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ «ΕΙΔΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ» ΚΕΦ.6 ΜΑΡΤΙΟΣ 2005

2. ΜΕΛΕΤΗ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΗΣ ΖΕΥΞΗΣ ΜΕ ΟΠΤΙΚΕΣ ΙΝΕΣ “Fiber Optic Link”

3. Στοιχεία Οπτικής Τηλεπικοινωνιακής ζεύξης Επιλογές Υλικού Αποτέλεσμα Γινόμενο BW * Απόσταση

4. ΕΙΣΟΔΟΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΕΞΟΔΟΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Η ΓΕΝΙΚΗ ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΖΕΥΞΗ Ηλεκτρο-Οπτική μετατροπή Οπτο-Ηλεκτρονική μετατροπή

5. Η ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΖΕΥΞΗ ΑΝΑΛΥΤΙΚΑ Οπτικός Συνδετής (Connector) ή Οπτική Κόλληση (Splice) Κύκλωμα Οπτικού Προενισχυτή Αλλα κυκλώματα Οπτικού δέκτη • Οπτική πηγή (LED ή Laser) • Σύζευξη οπτικής ίνας σε πηγή Κύκλωμα Driver (LED ή Laser) • Οπτική Ανίχνευση (pin ή APD) • Σύζευξη οπτικής ίνας σε ανιχνευτή Καλώδιο Οπτικής Ινας

6. Οπτική Ισχύς dBm = 10 * log [Pοπτ / 1 mW] 0 dBm αντιστοιχεί σε 1 mW οπτικής ισχύος Παραδείγματα: 1 Watt = 30 dBm  10 dBm = 10 mW  20 dBm = 100mW  -10 dBm = 100μW  -20 dBm = 10μW  -30 dBm = 1μW ΜΟΝΑΔΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΣΧΥΟΣPοπτ

7. Τα dB και τα dBm είναι κατάλληλες μονάδες και μπορούν να προστίθενται ή να αφαιρούνται Πχ. Ισχύς που εισέρχεται στην ίνα = 100μW Τα 100μW αντιστοιχούν σε  -10 dBm Απώλειες ίνας = 20dB (100 φορές μείωση) Εξερχόμενη ισχύς  -10 dBm – 20dB = -30dBm Η εξερχόμενη ισχύς είναι -30dBm ή 1μW dB & dBm

8. Pοπτ αναλογη του ρευματος Iοπτ (που διαρρέει την φωτοδίοδο LED ή το Laser) Pηλεκτ αναλογη του ρευματος Iοπτ2 (που διαρρέει την φωτοδίοδο LED ή το Laser) ΟΠΤΙΚΗ ΙΣΧΥΣ & ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΙΣΧΥΣ ΣΤΟΝ ΟΠΤΙΚΟ ΠΟΜΠΟ

9. ΕΠΙΛΟΓΕΣ ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥ ΥΛΙΚΟΥ & ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ (ΑΝΑΛΟΓΑ ΜΕ ΤΙΣ ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ ΤΗΣ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ)

10. ΕΠΙΛΟΓΗ ΟΠΤΙΚΗΣ ΠΗΓΗΣ (LED ή Laser)

11. Οπτικός Συνδετής (Connector) ή Οπτική Κόλληση (Splice) Κύκλωμα Οπτικού Προενισχυτή Αλλα κυκλώματα Οπτικού δέκτη ΕΠΙΛΟΓΗ ΟΠΤΙΚΗΣ ΠΗΓΗΣ • Οπτική πηγή (LED ή Laser) • Σύζευξη οπτικής ίνας σε πηγή Κύκλωμα Driver (LED ή Laser) • Οπτική Ανίχνευση (pin ή APD) • Σύζευξη οπτικής ίνας σε ανιχνευτή Καλώδιο Οπτικής Ινας

12. ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΑΘΟΡΙΣΜΟΥ ΕΠΙΛΟΓΗΣ • Απόσταση ζεύξης (χωρίς επαναλήπτη) • Bit Rate (ταχύτητα μετάδοσης) ψηφιακών δεδομένων • Πολυτροπική ή Μονοτροπική οπτική ινα LED ή Laser Οπτικό μήκος κύματος «λ» (850nm, 1.3μm, 1.55μm) Παρελκόμενο ηλεκτρονικό κύκλωμα ΨύξηςLED/Laser Παρελκόμενο ηλεκτρονικό κύκλωμα σταθεροποίησης Laser Σύζευξη οπτικής ίνας σε οπτική πηγή  Pigtail Ελεγχος γραμμικότητας χαρακτηριστικής Pοπτ /Iοπτ ΕΠΙΛΟΓΗ ΟΠΤΙΚΗΣ ΠΗΓΗΣ

13. Comparison of LEDs and Lasers Characteristics LEDs Lasers Output Power Linearly proportional to drive current Proportional to current above the threshold Current Drive Current: 50 to 100 mA Peak Threshold Current: 5 to 40 mA Coupled Power Moderate High Speed Slower Faster Output Pattern Higher Lower Bandwidth Moderate High WavelengthsAvailable 0.66 to 1.65 µm 0.78 to 1.65 µm Spectral Width Wider (40-190 nm FWHM) Narrower (0.00001 nm to 10 nm FWHM) Fiber Type Multimode Only SM, MM Ease of Use Easier Harder Lifetime Longer Long Cost Low ($5-$300) High ($100-$10,000) LED ή Laser

14. ΓΕΝΙΚΕΣ ΕΠΙΛΟΓΕΣ • Μεγάλες αποστάσεις > 10 χλμ  Laser • Υψηλά bit rate > 300 Mbps  Laser • Οικονομία – Χαμηλό κόστος  LED • Απλό σύστημα χωρις ιδιαίτερες απαιτήσεις  LED

15. ΕΠΙΛΟΓΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ DRIVER (LED / Laser)

16. Οπτικός Συνδετής (Connector) ή Οπτική Κόλληση (Splice) Κύκλωμα Οπτικού Προενισχυτή Αλλα κυκλώματα Οπτικού δέκτη ΕΠΙΛΟΓΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ DRIVER • Οπτική πηγή (LED ή Laser) • Σύζευξη οπτικής ίνας σε πηγή Κύκλωμα Driver (LED ή Laser) • Οπτική Ανίχνευση (pin ή APD) • Σύζευξη οπτικής ίνας σε ανιχνευτή Καλώδιο Οπτικής Ινας

17. ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΑΘΟΡΙΣΜΟΥ ΕΠΙΛΟΓΗΣ • Η προηγούμενη επιλογή LED ή Laser • Bit Rate (ταχύτητα) της ζεύξης ΕΠΙΛΟΓΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ DRIVER ΑΝΑΓΚΑΙΕΣ ΠΡΟΣΘΗΚΕΣ • Κύκλωμα ελέγχουδιατήρησης σταθερής οπτικής ισχύος • Κύκλωμα ψύξης διόδου

18. Διαφορικό Ζεύγος Servo Loop ΕΠΙΛΟΓΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ DRIVER ΓΙΑ “Laser” Πηγή Ρεύματος Ταχύτητες 100 – 300 MHz Ταχύτητες 1 – 5 GHz

19. ΣΥΖΕΥΞΗ ΟΠΤΙΚΗΣ ΠΗΓΗΣ ΜΕ ΟΠΤΙΚΗ ΙΝΑ

20. Συνήθως όλες οι οπτικες πηγές (LED ή Laser) διατίθενται με την οπτική ίνα συζευγμένη (απο το εργαστάσιο κατασκευής) για μέγιστη μεταφορά της οπτικής ισχύος. Το τμήμα οπτικής ίνας (μήκους περίπου 1 μ.) πουείναι συνδεδεμένο σταθερά με την οπτική πηγή λέγεται Pigtail. Το pigtail μπορεί να καταλήγει σε οπτικό συνδετή (Connector) για την σύνδεση με το καλώδιο οπτικής ίνας. Οταν δεν υπάρχει συνδετής, η σύνδεση αυτή γίνεται με οπτική κόλληση (Splice) ΣΥΖΕΥΞΗ ΟΠΤΙΚΗΣ ΠΗΓΗΣ ΜΕ ΟΠΤΙΚΗ ΙΝΑ

21. ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ ΣΤΟΝ ΟΠΤΙΚΟ ΠΟΜΠΟ Αρχική οπτική ισχύς = 0 dBm (1mW) Απώλεια Σύζευξης 18 dB Απώλεια Συνδετή 3 dB Απώλειες ζευξης με ινα 2 dB 0 dBm – 18dB – 3dB – 2dB = - 23dBm (ισχύς στην ινα)

22. ΕΠΙΣΗΣ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΗΝ ΕΠΙΛΟΓΗ Καθορίζεται μια μέγιστη (καλύτερη - best) και μια ελάχιστη (χειρότερη - worst) τιμή οπτικής ισχύος που μπορεί να παραχθεί απο την οπτική πηγή με την κατάλληλη οδήγηση και να εισαχθεί μέσα στην οπτική ίνα στον πομπό

23. Η ΠΕΡΙΟΧΗ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗΣ ΤΙΜΩΝ ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΣΧΥΟΣ ΑΝΑΜΕΣΑ ΣΤΟ ΜΕΓΙΣΤΟ ΚΑΙ ΕΛΑΧΙΣΤΟ Για τυπική οπτική ισχύ απο –11 έως –14 dBm

24. ΟΠΤΙΚΗ ΙΣΧΥΣ ΠΟΥ ΕΧΕΙ ΕΙΣΕΛΘΕΙ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΑ ΣΤΗΝ ΙΝΑ (LAUNCHED OPTICAL POWER) • Ακολουθούν οι απώλειες του οπτικού καλωδίου (attenuation) • Οι απώλειες των συνδέσεων και κολλήσεων των τμημάτων του καλωδίου (connector / splice losses) • Οι απώλειες σύζευξης της ινας με τον οπτικό ανιχνευτή