Curs 6

2015/2016

2C/1L Optoelectronică, structuri şi tehnologii, OSTC Minim 7 prezente (C+L) Curs - sl. Radu Damian

◦ an IV μE◦ Luni 18-20, P5◦ E – 66% din nota◦ probleme + (? 1 subiect teorie) + (2p prez. curs)◦ toate materialele permise

Laborator – sl. Daniel Matasaru◦ an IV μE, an IV Tc Luni 16-18 impar

Marti 18-20

Joi 8-12 impar

◦ L – 17% din nota◦ T – 17% din nota

0 dBm = 1 mW

3 dBm = 2 mW5 dBm = 3 mW10 dBm = 10 mW20 dBm = 100 mW

-3 dBm = 0.5 mW-10 dBm = 100 W-30 dBm = 1 W-60 dBm = 1 nW

0 dB = 1

+ 0.1 dB = 1.023 (+2.3%)+ 3 dB = 2+ 5 dB = 3+ 10 dB = 10

-3 dB = 0.5-10 dB = 0.1-20 dB = 0.01-30 dB = 0.001

dB = 10 • log10 (P2 / P1) dBm = 10 • log10 (P / 1 mW)

[dBm] + [dB] = [dBm]

[dBm/Hz] + [dB] = [dBm/Hz]

[x] + [dB] = [x]

Curs 5

un ghid de undadielectric ◦ miez

◦ teaca

Optical fibers

Tube

Strain relief(e.g., Kevlar)

Innerjacket

Sheath

Outerjacket

Unghi de acceptanta

Aperturanumerica

cACC nn sinsin 20

2

1

2

22

2

2

1

2

22 nn

n

nnnNA

ACCnNA sin0

n2 – miezn1 – teacan2 > n1 !!

Monomod

Multimod◦ cu salt de indice

◦ cu indice gradat

Cat de departe pot transmite semnalul luminos pe fibra◦ atenuare

Cat de rapid pot transmite informația◦ dispersie

Macrocurburi◦ utilizator, localizat, dB

Microcurburi◦ distribuit, tehnologie, dB/km

Imprastiere◦ distribuit, tehnologie, dB/km

Absorbtie◦ distribuit, material, dB/km

Propagarea cu viteze diferite a radiatiilor cu lungimi de unda diferite sau moduri de propagare diferite◦ intermodala (modala – depinde de prezenta

modurilor)

◦ intramodala (cromatica – depinde de lungimea de unda)

de material

de ghid

degenerarea nivelelor energeticeduce la aparitia benzilorenergetice

Multitudinea de tranzitii posibileintre cate doua nivele situate in benzi energetice diferite duce la largirea caracteristicii spectrale a surselor

2,

2000

0

Δ

A

A

A

3⋅A

t

t

t

t

A1

A2

A3

A1+A2+A3

t

t

t

t

T

T

T

T

T0

T0+Δτ12

T0+Δτ13

T0

T0+T

T0+Δτ12+T

T0+Δτ13+T

T0+Δτ13+T

Δτ =Δτ13

m1,v1

m2,v2

m3,v3

v1> v2> v3

Impartire energiepe moduri Recombinarea

energiei modurilor

Transmisie cu viteze diferitev1> v2> v3

degtf tj

Conceptual

A

A

A

3⋅A

t

t

t

t

A1

A2

A3

A1+A2+A3

t

t

t

t

T

T

T

T

T0

T0+Δτ12

T0+Δτ13

T0

T0+T

T0+Δτ12+T

T0+Δτ13+T

T0+Δτ13+T

Δτ =Δτ13

1,v1

2,v2

3,v3

v1> v2> v3

Impartire energie pelungimi de unda Recombinarea

energiei la diferitelungimi de unda

Transmisie cu viteze diferitev1> v2> v3

degtf tj

Efectiv

transmisii cu viteze diferite

LDcr

1550nm Efectul sursei

◦ fibra monomod cu dispersia 16ps/nm/km@1550◦ latimea spectrala a sursei Δλ=1nm◦ 50km

LDcr

pspscr 80050116

100<400<800<1600

pskmnmkmnm

pscr

1550nm Efectul sursei

◦ fibra monomod cu dispersia 16ps/nm/km@1550◦ latimea spectrala a sursei Δλ=0.1nm◦ 50km

LDcr

pspscr 80501.016

100≈80<400<1600

pskmnmkmnm

pscr

Efectul fibrei◦ fibra cu dipersie deplasata: 4ps/nm/km@1550◦ latimea spectrala a sursei Δλ=0.1nm◦ 50km

LDcr

pspscr 20501.04

20<100<400<1600

pskmnmkmnm

pscr

Efectul fibrei◦ fibra cu dipersie deplasata: 4ps/nm/km@1550◦ latimea spectrala a sursei Δλ=0.1nm◦ 150km

LDcr

pspscr 601501.04

60<100<400<1600

pskmnmkmnm

pscr

efecte succesive se adună liniar

efecte simultane se adună pătratic

21 tot

2

mod

2 crtot

1 2

cr ,mod

Dispersia modala

salt de indice

indice gradat

2

2

2mod

3432 nc

NAL

c

nL

32

422

mod31634 nc

NAL

c

nL

Dispersia cromatica

12.01.0 NA

102.001.0

LDcr

3

400 -

4

S=)D(

2

mod

2 crtot

0

Δ

Dispersia totala

Banda

Banda optica la 3 dB corespunde unei benzielectrice la 6 dB◦

Viteza legaturii

2

mod

2 crtot

GHz

nsB

tot

opt

44.0

elopt BB 2

GHzBsGbV el 2/

2~;~ IPIP elopt

21 totsau

L~mod Lcr ~ Ltot ~

][

1~

1~~/

kmLGHzBsGbV

tot

el

.ct][/ kmLsGbV

.ct][ kmLMHzBel

Sticla are (nativ) dispersiecromatica 0 la 1310nm

Atenuarea e mai mica la 1550 nm

EDFAŸ (Erbium doped fibre amplifiers) opereaza in banda1550nm

Sistemele WDM (Wavelength division Multiplexing) necestiabanda larga amplificata

FWM

Dispersie: -100 ps/nm/km

Atenuare 0.5 dB/km

3

400 -

4

S=)D(

3

400 -

4

S=)D(

+

Diametru teaca = 125 μm

MFD = 9÷10 μm la 1300 nm

λC = 1100÷1280 nm Pierderi de curbura (la 1550 nm) mai mici de 1 dB

pentru 100 spire de fibra rulata pe un mosor cu 7.5 cm diametru

Dispersia in banda 1300 nm (1285-1330 nm) mai mica de 3.5 ps/nm/km. La 1550 nm dispersia trebuie sa fie mai mica de 20 ps/nm/km

Viteza de variatie a dispersiei (panta dispersiei S0) mai mica de 0.095 ps/nm2/km

ITU (International Telecommunication Union) is the United Nations specialized agency for information and communication technologies – ICTs

Atenuare 180 dB/km NA = 0.3 Diametru 1 mm Banda 125MHz (100m)

Capitolul 6

Optical Time-Domain Reflectometer

Localizarea defectelor

Optical time-domain reflectometer

Localizarea defectelor

tcL 2

2

0 t

n

cL

2

21 PPdBA

L

PPkmdBA

2/ 21

panta curbei

splice loss – A(s)

21 yysA 212121 bbaaxyysA s

2

ABBA sAsAsA

latimea pulsurilor luminoase

Masurarea puterii si atenuarii

Masuratoare referinta

Masuratoare instalatie

Se elimina efectele fibrei

Tehnici necesare pentru a asigura o taiereperpendiculara pe axa fibrei

Offset Angular Misalignment

Separation

Core Eccentricity Core Ellipticity Reflections &Interference

Optical fibers

Tube

Strain relief(e.g., Kevlar)

Innerjacket

Sheath

Outerjacket

Verificati http://rf-opto.etti.tuiasi.ro

Ferula semisferica◦ 20mm

◦ 60mm

Conectori multifibra

FTTN: Fiber to the node, neighborhood

FTTC: Fiber to the curb

FTTB: Fiber to the building

FTTH: Fiber to the home

Fiber Distributed Data Interface

Capitolul 7

dBm = 10 • log10 (P / 1 mW)

dB = 10 • log10 (P2 / P1)

[dBm] + [dB] = [dBm]

Laboratorul de microunde si optoelectronica

http://rf-opto.etti.tuiasi.ro

rdamian@etti.tuiasi.ro