Fiberoptik i Vardagen. Fiberoptik. Kommunikation. Flexibel ljuskälla. Jörgen Larsson, Fysiska Instutionen Lunds Tekniska Högskola.

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Fiberoptik i Vardagen. Fiberoptik. Kommunikation. Flexibel ljuskälla. Jörgen Larsson, Fysiska Instutionen Lunds Tekniska Högskola."

Alf Åberg
för 8 år sedan
Visningar:

1 Fiberoptik i Vardagen Fiberoptik Jörgen Larsson, Fysiska Instutionen Lunds Tekniska Högskola Vägskyltar Endoskop Flexibel ljuskälla Kommunikation Vägskyltar Endoskop Flexibel ljuskälla Kommunikation

2 Tillverkning av optiska fibrer Utbredning av strålning i optiska fibrer Intern totalreflektion Inkoppling Förluster Intern totalreflektion Inkoppling av ljus i fiber Inkoppling av ljus i fiber Förluster i optisk fiber Spridning Reflektionsförluster pga böjning av fiber bsorption

totalreflektion Inkoppling av ljus i fiber Inkoppling av ljus i fiber

3 tt koppla ihop optiska fibrer Linjering Linjering tt koppla ihop optiska fibrer Matcha fiberstorlek Matcha Numerisk pertur Kontakttyper Splicing Splicing Ett LN Bus Topology Star Topology Ring Topology

Matcha Numerisk pertur Kontakttyper Splicing

4 Splitters/Couplers Splitters/Couplers Splitters/Couplers Optisk kommunikation - Val av bärfrekvens (ljusvåglängd) Förluster i optisk fiber Ljuskällor/Detektorer Laserdioden Fotodioden 100% reflekterande yta + Delvis reflekterande yta - p n Laser strålning hål elektron Photocurrent p i n R + Utarmnings region -

Ljuskällor/Detektorer Laserdioden Fotodioden 100% reflekterande yta + Delvis

5 Vad är en db (decibell) tt designa ett system Logaritmisk skala för effektdämpning. Ex. 1mW skickas in i en fiber, 0.2 mw kommer ut. Vad är dämpningen i db? Log(0.2/1)=0.7. Dämpningen är 0.7 Bell, dvs 7 DECIBell (db) Bra att komma ihåg 10 db svarar mot en dämpning på en faktor 10 3 db svarar mot en dämpning på en faktor 2 Hur stark är sändaren (lasern)? Hur små signaler kan sändaren detektera? Vad är dämpningen per kilometer i fibern Hur många skarvar finns det beräkna 1 db förlust per skarv Räkna med at kontakter och skarvar åldras lägg till 5 db Kommer detektorn att kunna detektera signalen, annars designa om tt designa ett system-exempel Testning-Effektmätare 1 mw laser 0.1 mw ger spänningen 1V i detektorn vilket vi antar är minsta signal vi kan vara säkra på att tolka som 1 Vad är dämpningen per kilometer i fibern-1 db /km Fibern är 4 km lång Det finns 4 skarvar beräkna 1 db förlust per skarv Räkna med at kontakter och skarvar åldras lägg till 5 db Totalt 13 db dämpning 10 db är en faktor 10, 3 db är en faktor 2. Den totala dämpningen är en faktor 20- Vi kan endast tolerera en faktor 10 Byt till 2mW laser eller till känsligare detektor eller till fiber med lägre förlust. Skarvar+fummelmarginal 9 db. Dämpning i fibern 1db, dvs 0.25 db/km Testning-OTDR Hur kompenserar man för förluster Repeaters Fiberförstärkare

Hur små signaler kan sändaren detektera?

6 Hur kompenserar man för förluster-med repeater Över tröskelnivån tolkas signalen som logisk 1 Den dämpade, brusiga signalen ligger fortfarande över tröskelnivåm och tolkas rätt 1 Hur kompenserar man för förluster-med repeater nalog överföring Insignal Sändare Repeater Mottagare R Signalen påverkad av brus och distorsion Signalen förstärks men är forfarande brusig och distorderad Tröskelnivå Under tröskelnivån tolkas signalen som logisk 0 Pulsen kan återskapas 0 Digital överföring Sändare Repeater Mottagare R Signalen påverkad av Signalen återskapad Insignal brus och distorsion Fiberlasern Sampling av signal 111 mplitud Samplingstillfälle Tid Vid samplings tillfälle1 har signalen värdet 011 (3) Vid samplingstillfälle 2 har signalen värdet 010 (2) Värdet vid tillfälle 3? Sampling av signal tt skicka signaler-hur synchronisera? Tidssynkroniseringen mellan sändare och mottagare kan härledas från signalen då det sker nivåändringar. Här sker inga nivåänringar! Tid Sampling 1 Sampling 2 Sampling 3

Under tröskelnivån tolkas signalen som logisk 0 Pulsen kan återskapas 0 Digital överföring Sändare Repeater Mottagare R Signalen påverkad av Signalen återskapad Insignal brus och distorsion

7 tt skicka signaler-manchester coding 1 Time-division multiplexing (TDM) Sändning Data vi vill skicka 0 Först riktiga data, sedan komplementet Data som vi skickar det Sändning Sändning B Sändning C Multiplexer C B C B C B C B Genom att dela upp sändningar i små paket kan flera signaler skickas "samtidigt" i samma fiber Wavelength division multiplexing (WDM) Wave Division Multiplexers Skicka på våglängd 1 Skicka på våglängd 2 Ta emot på våglängd 2 Ta emot på våglängd 1 Man kan sända i båda riktningarna samtidigt Ljus med olika våglängd skickar olika signaler Sändningarna separeras på mottagarsidan Ta emot på våglängd 1 Många sändningar skickas i en enda fiber Bandpassfilter för fiberoptik Bragg gitter

division multiplexing (WDM) Wave Division Multiplexers Skicka på våglängd 1 Skicka på våglängd 2 Ta emot på våglängd 2 Ta emot på våglängd 1 Man kan sända i båda riktningarna samtidigt

8 Tillverkning av Bragg gitter Dispersion Dispersion Dispersionskompensation med Bragg gitter Fiberoptiska sensorer Fiberoptiska sensorer- Positionssensor Positionssensor Trycksensor Töjningssensor Fiberoptiskt gyro

sensorer Fiberoptiska sensorer- Positionssensor

9 Fiberoptiska sensorer- Trycksensor Positionssensor Trycksensor Töjningssensor Fiberoptiskt gyro Fiberoptiska sensorer- Töjningssensor Fiberoptiska sensorer- Fiberoptiskt gyro Fiberoptiska sensorer- Fiberoptiskt gyro

Fiberoptiska sensorer- Töjningssensor Fiberoptiska

Relevanta dokument

Övningar modul 1 - Dataöverföring & fysisk infrastruktur

1. Dataöverföring Övningar modul 1 - Dataöverföring & fysisk infrastruktur Syfte: Förstå begreppen dämpning och förstärkning av en signal. Kunna räkna i db och kunna använda det till beräkning av effektbudget.