ΠΑΡΑΔΟΣΕΙΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣΠΑΡΑΔΟΣΕΙΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

«ΕΙΔΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ «ΕΙΔΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ

ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ» ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ»

ΚΕΦ.ΚΕΦ.66

ΜΑΡΤΙΟΣ 2005ΜΑΡΤΙΟΣ 2005

ΜΕΛΕΤΗ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΗΣ ΜΕΛΕΤΗ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΗΣ ΖΕΥΞΗΣ ΜΕ ΟΠΤΙΚΕΣ ΙΝΕΣΖΕΥΞΗΣ ΜΕ ΟΠΤΙΚΕΣ ΙΝΕΣ

““Fiber Optic Link”Fiber Optic Link”

1.1. Στοιχεία Οπτικής Τηλεπικοινωνιακής Στοιχεία Οπτικής Τηλεπικοινωνιακής ζεύξηςζεύξης

2.2. Επιλογές ΥλικούΕπιλογές Υλικού

3.3. ΑποτέλεσμαΑποτέλεσμα Γινόμενο Γινόμενο BW * BW * ΑπόστασηΑπόσταση

Η ΓΕΝΙΚΗ ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΖΕΥΞΗΗ ΓΕΝΙΚΗ ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΖΕΥΞΗ

Ηλεκτρο-Οπτική Ηλεκτρο-Οπτική μετατροπήμετατροπή

Οπτο-Ηλεκτρονική Οπτο-Ηλεκτρονική μετατροπήμετατροπή

ΕΙΣΟΔΟΣ

ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

ΕΞΟΔΟΣ

ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

Κύκλωμα Κύκλωμα DriverDriver

(LED (LED ή ή Laser)Laser)

Η ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΖΕΥΞΗ ΑΝΑΛΥΤΙΚΑΗ ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΖΕΥΞΗ ΑΝΑΛΥΤΙΚΑ

Οπτική πηγή Οπτική πηγή

((LED LED ή ή LaserLaser)) Σύζευξη Σύζευξη

οπτικής ίνας οπτικής ίνας

σε πηγήσε πηγή

Οπτικός Συνδετής Οπτικός Συνδετής ((Connector) Connector) ή ή Οπτική ΚόλλησηΟπτική Κόλληση (Splice)(Splice)

ΚαλώδιοΚαλώδιοΟπτικής Οπτικής ΙναςΙνας

Οπτική Ανίχνευση Οπτική Ανίχνευση

((pin pin ή ή APDAPD)) Σύζευξη Σύζευξη

οπτικής ίνας οπτικής ίνας

σε ανιχνευτήσε ανιχνευτή

Κύκλωμα Κύκλωμα Οπτικού Οπτικού ΠροενισχυτήΠροενισχυτή

Αλλα Αλλα κυκλώματα κυκλώματα Οπτικού δέκτηΟπτικού δέκτη

ΜΟΝΑΔΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΣΧΥΟΣΟΠΤΙΚΗΣ ΙΣΧΥΟΣ PPοπτοπτ

Οπτική Ισχύς Οπτική Ισχύς dBm = 10 * log [PdBm = 10 * log [Pοπτ οπτ / 1 / 1 mW]mW]

0 0 dBmdBm αντιστοιχεί σε 1 αντιστοιχεί σε 1 mW mW οπτικής ισχύος οπτικής ισχύος

ΠαραδείγματαΠαραδείγματα:: 1 Watt = 30 dBm1 Watt = 30 dBm

10 10 dBm = 10 mWdBm = 10 mW

20 dBm = 100mW20 dBm = 100mW

-10-10 dBm = 100 dBm = 100μμWW

-20 dBm = 10-20 dBm = 10μμWW

-30 dBm = 1-30 dBm = 1μμWW

dB & dBmdB & dBm

Τα Τα dB dB και τα και τα dBm dBm είναι κατάλληλες μονάδες και είναι κατάλληλες μονάδες και μπορούν να μπορούν να προστίθενταιπροστίθενται ή να ή να αφαιρούνταιαφαιρούνται

Πχ. Πχ.

Ισχύς που εισέρχεται στην ίνα = 100μΙσχύς που εισέρχεται στην ίνα = 100μWW

Τα Τα 100100μμW W αντιστοιχούν σε αντιστοιχούν σε -10 -10 dBmdBm

Απώλειες ίνας = 20Απώλειες ίνας = 20dB dB ((100 φορές μείωση)100 φορές μείωση)

Εξερχόμενη ισχύς Εξερχόμενη ισχύς -10 -10 dBm – 20dB = -30dBmdBm – 20dB = -30dBm

Η εξερχόμενη ισχύς είναι Η εξερχόμενη ισχύς είναι -30dBm -30dBm ή 1μή 1μWW

ΟΠΤΙΚΗ ΙΣΧΥΣ & ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΙΣΧΥΣΟΠΤΙΚΗ ΙΣΧΥΣ & ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΙΣΧΥΣ

ΣΤΟΝ ΟΠΤΙΚΟ ΠΟΜΠΟΣΤΟΝ ΟΠΤΙΚΟ ΠΟΜΠΟ

PPοπτ οπτ αναλογη του ρευματος αναλογη του ρευματος IIοπτ οπτ

(που διαρρέει την φωτοδίοδο (που διαρρέει την φωτοδίοδο LED LED ή το ή το LaserLaser))

PPηλεκτ ηλεκτ αναλογη του ρευματος αναλογη του ρευματος IIοπτοπτ22

(που διαρρέει την φωτοδίοδο (που διαρρέει την φωτοδίοδο LED LED ή το ή το LaserLaser))

ΕΠΙΛΟΓΕΣΕΠΙΛΟΓΕΣ ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥ ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥ

ΥΛΙΚΟΥ &ΥΛΙΚΟΥ &

ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ

(ΑΝΑΛΟΓΑ ΜΕ ΤΙΣ ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ ΤΗΣ (ΑΝΑΛΟΓΑ ΜΕ ΤΙΣ ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ ΤΗΣ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ)ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ)

ΕΠΙΛΟΓΗ ΕΠΙΛΟΓΗ

ΟΠΤΙΚΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ ΠΗΓΗΣΠΗΓΗΣ

((LED LED ή ή Laser)Laser)

Κύκλωμα Κύκλωμα DriverDriver

(LED (LED ή ή Laser)Laser)

Οπτική πηγή Οπτική πηγή

((LED LED ή ή LaserLaser)) Σύζευξη Σύζευξη

οπτικής ίνας οπτικής ίνας

σε πηγήσε πηγή

Οπτικός Συνδετής Οπτικός Συνδετής ((Connector) Connector) ή ή Οπτική ΚόλλησηΟπτική Κόλληση (Splice)(Splice)

ΚαλώδιοΚαλώδιοΟπτικής Οπτικής ΙναςΙνας

Οπτική Ανίχνευση Οπτική Ανίχνευση

((pin pin ή ή APDAPD)) Σύζευξη Σύζευξη

οπτικής ίνας οπτικής ίνας

σε ανιχνευτήσε ανιχνευτή

Κύκλωμα Κύκλωμα Οπτικού Οπτικού ΠροενισχυτήΠροενισχυτή

Αλλα Αλλα κυκλώματα κυκλώματα Οπτικού δέκτηΟπτικού δέκτη

ΕΠΙΛΟΓΗ ΟΠΤΙΚΗΣ ΠΗΓΗΣΕΠΙΛΟΓΗ ΟΠΤΙΚΗΣ ΠΗΓΗΣ

ΕΠΙΛΟΓΗ ΟΠΤΙΚΗΣ ΠΗΓΗΣΕΠΙΛΟΓΗ ΟΠΤΙΚΗΣ ΠΗΓΗΣ

1.1. LED LED ή ή LaserLaser

2.2. Οπτικό μήκος κύματος «λ» (850Οπτικό μήκος κύματος «λ» (850nmnm, 1.3μ, 1.3μmm, 1.55μ, 1.55μm)m)

3.3. Παρελκόμενο ηλεκτρονικό κύκλωμα Παρελκόμενο ηλεκτρονικό κύκλωμα ΨύξηςΨύξης LED/LaserLED/Laser

4.4. Παρελκόμενο ηλεκτρονικό κύκλωμα Παρελκόμενο ηλεκτρονικό κύκλωμα σταθεροποίησης σταθεροποίησης LaserLaser

5.5. Σύζευξη οπτικής ίνας σε οπτική πηγή Σύζευξη οπτικής ίνας σε οπτική πηγή PigtailPigtail

6.6. Ελεγχος γραμμικότητας χαρακτηριστικής Ελεγχος γραμμικότητας χαρακτηριστικής PPοπτοπτ /I /Iοπτοπτ

ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΑΘΟΡΙΣΜΟΥ ΕΠΙΛΟΓΗΣΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΑΘΟΡΙΣΜΟΥ ΕΠΙΛΟΓΗΣ Απόσταση ζεύξης (χωρίς επαναλήπτη)Απόσταση ζεύξης (χωρίς επαναλήπτη) Bit Rate (Bit Rate (ταχύτητα μετάδοσης) ψηφιακών δεδομένωνταχύτητα μετάδοσης) ψηφιακών δεδομένων Πολυτροπική ή Μονοτροπική οπτική ιναΠολυτροπική ή Μονοτροπική οπτική ινα

Comparison of LEDs and Lasers

Characteristics LEDs Lasers

Output PowerLinearly proportional to drive current

Proportional to current above the threshold

CurrentDrive 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

Wavelengths Available 0.66 to 1.65 µm 0.78 to 1.65 µm

Spectral WidthWider (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 LED ή ή LaserLaser

ΓΕΝΙΚΕΣ ΕΠΙΛΟΓΕΣΓΕΝΙΚΕΣ ΕΠΙΛΟΓΕΣ

Μεγάλες αποστάσεις Μεγάλες αποστάσεις > 10> 10 χλμ χλμ LaserLaser

Υψηλά Υψηλά bit rate bit rate > 300 Mbps > 300 Mbps Laser Laser

Οικονομία – Χαμηλό κόστος Οικονομία – Χαμηλό κόστος LEDLED

Απλό σύστημα χωρις ιδιαίτερες απαιτήσεις Απλό σύστημα χωρις ιδιαίτερες απαιτήσεις LEDLED

ΕΠΙΛΟΓΗ ΕΠΙΛΟΓΗ

ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ

DRIVERDRIVER

((LED / Laser)LED / Laser)

Κύκλωμα Κύκλωμα DriverDriver

(LED (LED ή ή Laser)Laser)

Οπτική πηγή Οπτική πηγή

((LED LED ή ή LaserLaser)) Σύζευξη Σύζευξη

οπτικής ίνας οπτικής ίνας

σε πηγήσε πηγή

Οπτικός Συνδετής Οπτικός Συνδετής ((Connector) Connector) ή ή Οπτική ΚόλλησηΟπτική Κόλληση (Splice)(Splice)

ΚαλώδιοΚαλώδιοΟπτικής Οπτικής ΙναςΙνας

Κύκλωμα Κύκλωμα Οπτικού Οπτικού ΠροενισχυτήΠροενισχυτή

Αλλα Αλλα κυκλώματα κυκλώματα Οπτικού δέκτηΟπτικού δέκτη

ΕΠΙΛΟΓΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ ΕΠΙΛΟΓΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ DRIVERDRIVER

Οπτική Ανίχνευση Οπτική Ανίχνευση

((pin pin ή ή APDAPD)) Σύζευξη Σύζευξη

οπτικής ίνας οπτικής ίνας

σε ανιχνευτήσε ανιχνευτή

ΕΠΙΛΟΓΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ ΕΠΙΛΟΓΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ DRIVERDRIVER

ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΑΘΟΡΙΣΜΟΥ ΕΠΙΛΟΓΗΣΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΑΘΟΡΙΣΜΟΥ ΕΠΙΛΟΓΗΣ Η προηγούμενη επιλογή Η προηγούμενη επιλογή LED LED ή ή LaserLaser Bit Rate (Bit Rate (ταχύτητα) της ζεύξηςταχύτητα) της ζεύξης

ΑΝΑΓΚΑΙΕΣ ΠΡΟΣΘΗΚΕΣΑΝΑΓΚΑΙΕΣ ΠΡΟΣΘΗΚΕΣ Κύκλωμα ελέγχουΚύκλωμα ελέγχου διατήρησης σταθερής οπτικής ισχύοςδιατήρησης σταθερής οπτικής ισχύος Κύκλωμα ψύξης διόδουΚύκλωμα ψύξης διόδου

Πηγή Ρεύματος

Διαφορικό Ζεύγος

Ταχύτητες Ταχύτητες 100 – 300 MHz100 – 300 MHz ΤαχύτητεςΤαχύτητες 1 – 5 GHz1 – 5 GHz

Servo Loop

ΕΠΙΛΟΓΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ ΕΠΙΛΟΓΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ DRIVER DRIVER

ΓΙΑ ΓΙΑ “Laser” “Laser”

ΣΥΖΕΥΞΗ ΣΥΖΕΥΞΗ

ΟΠΤΙΚΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ ΠΗΓΗΣ ΠΗΓΗΣ

ΜΕ ΜΕ ΟΠΤΙΚΗ ΟΠΤΙΚΗ ΙΝΑΙΝΑ

ΣΥΖΕΥΞΗ ΟΠΤΙΚΗΣ ΠΗΓΗΣ ΣΥΖΕΥΞΗ ΟΠΤΙΚΗΣ ΠΗΓΗΣ

ΜΕ ΟΠΤΙΚΗ ΙΝΑΜΕ ΟΠΤΙΚΗ ΙΝΑ

Συνήθως όλες οι οπτικες πηγές (Συνήθως όλες οι οπτικες πηγές (LED LED ή ή LaserLaser) διατίθενται ) διατίθενται με την οπτική ίνα συζευγμένη (απο το εργαστάσιο με την οπτική ίνα συζευγμένη (απο το εργαστάσιο κατασκευής) για μέγιστη μεταφορά της οπτικής ισχύος. κατασκευής) για μέγιστη μεταφορά της οπτικής ισχύος.

Το τμήμα οπτικής ίνας (μήκους περίπου 1 μ.) πουΤο τμήμα οπτικής ίνας (μήκους περίπου 1 μ.) που είναι είναι συνδεδεμένο σταθερά με την οπτική πηγή λέγεται συνδεδεμένο σταθερά με την οπτική πηγή λέγεται PigtailPigtail..

Το Το pigtail pigtail μπορεί να καταλήγει σε μπορεί να καταλήγει σε οπτικό συνδετήοπτικό συνδετή ((ConnectorConnector) ) για την σύνδεση με το καλώδιο οπτικής ίνας. για την σύνδεση με το καλώδιο οπτικής ίνας. Οταν δεν υπάρχει συνδετήςΟταν δεν υπάρχει συνδετής,, η σύνδεση αυτή γίνεται με η σύνδεση αυτή γίνεται με οπτική κόλλησηοπτική κόλληση ( (SpliceSplice))

ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ ΣΤΟΝ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΣΥΝΔΕΣΕΩΝ ΣΤΟΝ

ΟΠΤΙΚΟ ΠΟΜΠΟΟΠΤΙΚΟ ΠΟΜΠΟ

Αρχική οπτική ισχύς = 0Αρχική οπτική ισχύς = 0 dBm (1mW) dBm (1mW)

Απώλεια Σύζευξης 18 Απώλεια Σύζευξης 18 dBdB

Απώλεια Συνδετή 3 Απώλεια Συνδετή 3 dBdB

Απώλειες ζευξης με ινα 2Απώλειες ζευξης με ινα 2 dB dB

0 dBm – 18dB – 3dB – 2dB = - 23dBm (0 dBm – 18dB – 3dB – 2dB = - 23dBm (ισχύς στην ινα)ισχύς στην ινα)

ΕΠΙΣΗΣ ΜΕ ΒΑΣΗ ΕΠΙΣΗΣ ΜΕ ΒΑΣΗ

ΤΗΝ ΕΠΙΛΟΓΗΤΗΝ ΕΠΙΛΟΓΗ

Καθορίζεται μια Καθορίζεται μια μέγιστημέγιστη (καλύτερη - (καλύτερη - best) best)

και μια και μια ελάχιστη ελάχιστη (χειρότερη - (χειρότερη - worst) worst) τιμή τιμή

οπτικής ισχύος οπτικής ισχύος

που μπορεί να παραχθεί απο την οπτική πηγή που μπορεί να παραχθεί απο την οπτική πηγή

με την κατάλληλη οδήγηση με την κατάλληλη οδήγηση

και να εισαχθεί μέσα στην οπτική ίνα στονκαι να εισαχθεί μέσα στην οπτική ίνα στον

πομπόπομπό

Η ΠΕΡΙΟΧΗ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗΣ ΤΙΜΩΝ ΟΠΤΙΚΗΣ Η ΠΕΡΙΟΧΗ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗΣ ΤΙΜΩΝ ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΣΧΥΟΣ ΑΝΑΜΕΣΑ ΣΤΟ ΜΕΓΙΣΤΟ ΚΑΙ ΙΣΧΥΟΣ ΑΝΑΜΕΣΑ ΣΤΟ ΜΕΓΙΣΤΟ ΚΑΙ

ΕΛΑΧΙΣΤΟΕΛΑΧΙΣΤΟ

Για τυπική οπτική ισχύ απο –11 έως –14 Για τυπική οπτική ισχύ απο –11 έως –14 dBmdBm

ΟΠΤΙΚΗ ΙΣΧΥΣ ΠΟΥ ΕΧΕΙ ΕΙΣΕΛΘΕΙ ΟΠΤΙΚΗ ΙΣΧΥΣ ΠΟΥ ΕΧΕΙ ΕΙΣΕΛΘΕΙ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΑ ΣΤΗΝ ΙΝΑΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΑ ΣΤΗΝ ΙΝΑ

(LAUNCHED OPTICAL POWER)(LAUNCHED OPTICAL POWER)

Ακολουθούν οι απώλειες του οπτικού καλωδίου (Ακολουθούν οι απώλειες του οπτικού καλωδίου (attenuation)attenuation)

Οι απώλειες των συνδέσεων και κολλήσεων των τμημάτων του Οι απώλειες των συνδέσεων και κολλήσεων των τμημάτων του

καλωδίου (καλωδίου (connector / splice losses)connector / splice losses)

Οι απώλειες σύζευξης της ινας με τον οπτικό ανιχνευτήΟι απώλειες σύζευξης της ινας με τον οπτικό ανιχνευτή