Opticki Kablovi i Osobine

OPTIČKI KABELIOPTIČKI KABELI

Pomorski fakultet u Splitu

svojstva i primjena

UVODUVODMaterijali od kojih se izrađuju optička vlakna su dielektrici,te su obrađeni u 6. nastavnoj cjelini. Ovdje ćemo im razmotriti posebnu primjenu u komunikacijama.Optičko vlakno nameće se kao najperspektivniji prijenosni medij, jer je davno uočen ogroman informacijski kapacitet kojeg omogućuju prijenosni sustavi koji rade na frekvencijama elektromagnetskih valova svjetlosti (kapacitet prijenosa informacija razmjerno raste s radnom frekvencijom sustava). Brz napredak optičkih komunikacija bio je ograničen s dva čimbenika: realizacijom primopredajnih komponenata optičkog komunikacijskog sustava i izradom optičkih vlakana pogodnih za prijenos informacija. Optička vlakna se danas sve više upotrebljavaju za veze na velikim udaljenostima na kopnu i pod morem, u lokalnim mrežama u poslovnim zgradama, industrijskim objektima, bolnicama, transportnim sustavima, na plovnim objektima, itd.

Suvremeno zanimanje za optičke komunikacije potječe iz 1960. godine, kad je prvi put prikazan laser (engl. Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation – pojačanje svjetlosti stimuliranom emisijom zračenja, izvor koherentnog monokromatskog zračenja.) kao efikasan izvor elektromagnetskih valova (svjetlosti) čije su frekvencije bile za oko 104 puta više od najviših radiokomunikacijskih frekvencija tada u upotrebi. Teškoće s prvim laserima su bile njihova nepouzdanost, glomaznost i neodgovarajuća izlazna snaga. Ti su problemi uvelike riješeni pronalaskom poluvodičkog lasera 1962. godine. Tako je otvoren put za korištenje ogromnih kapaciteta prijenosa s optičkim vlaknima.Kod suvremenih poluvodičkih lasera istovremeno se generira svjetlosno zračenje i obavlja modulacija. Pobuda je struja koja kroz njih protječe. Radnu valnu duljinu određuje materijal iz kojeg je napravljen P-N spoj.Silicijska poluvodička tehnologija pružila je, također, mogućnost realizacije efikasnih fotodetektora optičkih signala kao što su PIN i APD fotodiode.

PIN diode imaju osiromašeno područje koje formiraju nepokretni atomi donora u N-tipu i akceptora u P-tipu. Širina tog područja ovisi o koncentraciji primjesa (što je područje šire, manje je primjesa). Pri apsorpciji fotona elektroni prelaze iz valentne u vodljivu zonu, te nastaju parovi elektron-šupljina. Ako takav par nastane u osiromašenom području, nositelji naboja se pod utjecajem jakog električnog polja brzo kreću i nastaje električna struja. Poželjno je da se veći dio svjetlosti apsorbira u osiromašenom području. Povećanje osiromašenog sloja postiže se smanjenjem koncentracije primjesa u N-sloju. Slabo dopirani N-sloj može se smatrati intrinzičnim, tako da postoji Pi-prijelaz. Ako se tome doda jako dopirani N-sloj, dobija se PiN struktura. PiN fotodioda posjeduje veliku osjetljivost i brzinu rada, a blizak im je spoj metal-poluvodič28.

APD (Avalanche Photodiode) lavinska fotodioda 38. Kako je izlazna struja fotodiode svega nekoliko nA, tako slab strujni signal teško se može pojačati bez unošenja šuma u sklop. Zato je nužno povećati izlaznu struju diode prije pojačavanja, a to se postiže lavinskom diodom. Za nastajanje lavinskog učinka nužno je realizirati složeniju poluvodičku strukturu (vanjski tanki sloj N-tipa, slabo dopirani sloj P-tipa, te zatim široko područje i-tipa, te na kraju jako dopirani P+- sloj), te znatno povećati inverzni napon (u odnosu na PiN diodu) da bi nositelji naboja, koji nastaju kod apsorpcije fotona u vanjskim slojevima poluvodiča, prolazeći preko područja djelovanja jakog električnog polja, dobili energiju dovoljnu za pobudu višekratno ponavljajući proces udarne ionizacije. Čimbenik umnožavanja M jednak je višekratniku fotostruje, a za obični PN prijelaz određuje se izrazom: gdje je UB vanjski polarizacijski napon, UP probojni napon prijelaza i V broj koji za silicij iznosi od 1,5 do 4, a za germanij od 2,5 do 9.

MATERIJALI ZA MATERIJALI ZA OPTIČKA VLAKNA I OPTIČKA VLAKNA I

KABELEKABELE

S ta k le na vla kna(n a b a zi s il ic ij-d io ks id a )

M ultiko m p o ne ntna s ta k la(n a b a zi s il ic ijsko g , n a trijev o g , ka lcijev o g i b o ro v o g o ks id a )

S ta k le no -p la stič na vla kna

P la stič na o p tič ka vla kna

M a te r ija li za o p t ič k a v la k na

OPTIČKA SVOJSTVA OPTIČKA SVOJSTVA MATERIJALAMATERIJALA

B o ja

P roz irn os t ili tran sp aren c ija

L om

A p sorp c ija ili u p ijan je

R efleks ija ili od b ijan je

O p tič ka svo js tva m a te r ija la

KARAKTERISTIKEKARAKTERISTIKE OPTIČKOG OPTIČKOG VLAKNAVLAKNA

• Numerička apertura (numerička otvorenost)Numerička apertura (numerička otvorenost)• DisperzijaDisperzija• GušenjeGušenje• Širina propusnog opsegaŠirina propusnog opsega• Vrijeme porastaVrijeme porasta• Jakost nitiJakost niti

SASTAVNI DJELOVI SASTAVNI DJELOVI OPTIČKOG KABELAOPTIČKOG KABELA

Djelovi optičkog kabela su:Djelovi optičkog kabela su:

• optička jezgra (vlakno)optička jezgra (vlakno)

• omotač jezgreomotač jezgre

• zaštitni omotač kabelazaštitni omotač kabela

Svjetlost i indeks lomaSvjetlost i indeks loma

• U tehnici osvjetljenja U tehnici osvjetljenja koristi se usko područje koristi se usko područje valnih duljina (10valnih duljina (10-7-7 do 10 do 10--

33))

• Svjetlost je Svjetlost je elektromagnetski val koji elektromagnetski val koji se vakuumom širi se vakuumom širi brzinom: brzinom: s

km300000

s

m102,998

1c 8

00

n

ccv

rr

• n se zove indeks loma n se zove indeks loma sredstvasredstva•Indeks loma za zrak i Indeks loma za zrak i vakum je približno 1vakum je približno 1• Prozirnost je svojstvo Prozirnost je svojstvo

materijala da propušta materijala da propušta

svjetlost.svjetlost.• Za prozirna sredstva Za prozirna sredstva

rr 1, te je: 1, te je:

rn

• U nekom sredstvu, brzina se U nekom sredstvu, brzina se

mijenja: mijenja:

Svojstva optičkih materijala: Svojstva optičkih materijala: BOJABOJA

Kozmièke zrake > 3 x 1020 Hz < 10-12 m

Gama zrake od 3x1018 do 3x1024 Hz d 10-10 do 10-16 m

Rendgenske zrake od 3x1016 do 3x1022 Hz d 10-8 do 10-14 m

Ultraljubièaste zrake od 7,5x1014 do 3x1018 Hz d 4x10-7 do 10-10 m

Vidljive zrake od 4x1014 do 7,5x1014 Hz d 7,6x10-7 do 4x10-7 m

Infracrvene zrake od 1011 do 4x1014 Hz d 0,3x10-2 do 7,6x10-7 m

Radio valovi od 104 do 1011 Hz d 104 do 0,3x10-2 m

Elektrièni valovi od 0 do 104 Hz do 3x104 m

800-1600 nm

850, 1300, 1550 nm

Opticki kabeli

Istaknute valne duljine

LOM i REFLEKSIJALOM i REFLEKSIJA• U vakuumu vrijedi da je U vakuumu vrijedi da je

c=c=. Pri promjeni sredstva, . Pri promjeni sredstva, mijenja se brzina i valna mijenja se brzina i valna duljina, ali ne i frekvencija. duljina, ali ne i frekvencija. Kako je E=hKako je E=h, slijedi da se , slijedi da se energija ne mijenja.energija ne mijenja.

• 2. zakon geometrijske 2. zakon geometrijske optike: zakon odbijanja ili optike: zakon odbijanja ili refleksije: refleksije: = =

• 3. zakon geometrijske optike 3. zakon geometrijske optike Snellov zakon (zakon loma): Snellov zakon (zakon loma):

sin sin / sin / sin = n = n22/ n/ n11

upadna zrakaupadna zraka reflektirana reflektirana

(odbijena) zraka(odbijena) zraka

lomljena zrakalomljena zraka

upadni kut - upadni kut - kut refleksijekut refleksije

(odbijanja) - (odbijanja) -

kut loma - kut loma -

1

2sinn

ng

n1 – indeks loma jezgren2 – indeks loma omotača

Vođenje svjetlosti kroz optičko Vođenje svjetlosti kroz optičko vlaknovlakno

21 cos nn g

1

2arccosn

ngA

Profili indeksa lomaProfili indeksa loma

= 1

2121

22

21

2 n

nn

n

nn

<< 1

22

11

)(

)0( 21)(

nanuzarzan

nnuzarzaa

rn

rn

g

arzan

arzanrn

)(

2

1

NUMERIČKA APERTURANUMERIČKA APERTURA

22

21 nnNA

22

2 nnNA

Za stupnjeviti svjetlovod:

Za gradijentno vlakno:

ANA sin

Prijenosni gubici vlakanaPrijenosni gubici vlakana

Glavni uzroci gubitaka u vlaknima su:- apsorpcija,- rasipanje,- radijacija optičke snage.

1

2log10P

PA

Ukupno prigušenje optičke snage između dva presjeka svjetlovoda Adefinira se na ovaj način:

Za homogeni svjetlovod u ravnotežnim uvjetima može se definiratiprigušenje po jedinici dužine -relacijom:

L

A

dB

dB/km

Disperzija

Disperzija u optičkom vlaknu podrazumijeva sve efekte koji stvaraju razlike u vremenima proleta, te na taj način ograničavaju širinu prijenosnog pojasa vlakna, odnosno kapacitet vlakna.

Drugim riječima, disperzija u optičkom vlaknu uzrokuje da se vlakno ponaša kao niskopropusni filter s impulsnim odzivom h(t) ili prijenosnom funkcijom H(f). Impulsni odziv i prijenosna funkcija predstavljaju Fourierov transformacijski par, pa je za određivanje disperzije dovoljno mjeriti h(t) ili H(f). Mjerenjem impulsnog odziva dobiva se informacija o širenju impulsa pri prolasku kroz vlakno (izražava se u ns/km), dok se mjerenjem prijenosne funkcije izravno dobiva propusni opseg vlakna (u MHz km).

U optičkom vlaknu razlikuju se:

- materijalna,- valovodna i - modalna disperzija.

Materijalna disperzija se javlja kod materijala gdje vrijednost indeksa loma ovisi o valnoj duljini svjetlosti. Kako svjetlosni signal u načelu nije monokromatski, već zauzima određeno područje valnih duljina, materijal preko indeksa loma različito utječe na brzinu prostiranja pojedinih komponenti unutar signala, tj. impulsa. Utjecaj materijalne disperzije znatno smanjuje rad na većim valnim duljinama, te uporabu optičkih emitera sa što manjom relativnom spektralnom širinom /. U kombinaciji s materijalnom disperzijom javlja se i valovodna disperzija. Valovodna disperzija nastaje, u principu, zbog ovisnosti modalnog V-broja o valnoj duljini, tj. propagacijske karakteristike moda (npr. grupna brzina) su funkcija omjera polumjera jezgre i valne duljine. Nastalo proširenje impulsa zanemarivo je s obzirom na materijalnu disperziju. Materijalna i valovodna disperzija dominantne su kod jednomodnih optičkih vlakana.Modalna disperzija smanjuje širinu propusnog područja višemodnih vlakana, a nastaje zbog različitih putova koje prelaze različiti modovi pri propagaciji kroz jezgru vlakna. Uslijed različitih putanja svi modovi ne stižu u isto vrijeme na prijenosnu stranu.

Gušenje

Pod gušenjem se podrazumijeva gubitak ili smanjenje signala koji se prenosi.U svjetlovodnoj niti usmjereni modovi gube dio energije zbog rasipanja i apsorpcije svjetlosti u jezgri valovoda. Ti su gubici posljedica:- raspršenja svjetlosti na submikroskopski malim nehomogenostima u strukturi, po svojim dimenzijama znatno manjim od valne duljine primijenjene svjetlosti,- apsorpcije i rasipanja svjetlosti u strukturi koja sadrži ione nekih primjesa, nepoželjnih promjena modalne strukture uzduž svjetlovoda, npr. zbog pretvaranja usmjerenih modova u modove omotača i rasipanja svjetlosti zbog savijanja i mikrosavijanja, raznih defekata i mikroskopski malih neujednačenosti u jezgri niti.

detektorHe-Ne laserI0

II=I0e-at

kiveta

Kao izvor svjetla u ovom se pokusu koristi helij-neonski laser, koji daje lasersku svjetlost intenziteta I0. Laserski snop prolazi kroz posudu za kemijske pokuse (tzv. kiveta). Kiveta je popunjena optički prozirnim sredstvom (sredstvo koje propušta svjetlost). Na izlazu iz kivete laserski je snop oslabljen, te je njegov intenzitet I. Taj iznos detektira se u fotodetektoru. U ovom jednostavnom slučaju može se zaključiti da je došlo do gušenja svjetlosti.

Modovi širenja svjetlosnog Modovi širenja svjetlosnog signalasignala

Broj načina prijenosa signala je: 2

2VN

V - broj ili parametar normalizirane frekvencije iznosi:

22

21

2nnaV

Osnovne konstrukcije Osnovne konstrukcije optičkih vlakanaoptičkih vlakana

Usporedba jednomodnih i Usporedba jednomodnih i višemodnih vlakanavišemodnih vlakana

Jednomodna vlakna su manjeg radijusa od višemodnih,

Smanjena širina propusnog opsega usljed različitih puteva modova,

Optimalni profil raspodjele indeksa loma je parabolični,

Jednomodnim vlaknima je otežano spajanje, a dovoljnu snagu

može uvesti samo laserski izvor,

Jednomodna vlakna imaju manje gubitke zbog rasipanja svjetlosti,

Fluktuacije indeksa loma jednomodnog vlakna uzrokuju

raspršenje svjetlosti.

Proširenje impulsaProširenje impulsa

Proširenje impulsa koji se propagira kroz vlakno posljedica je:

- disperzivnih svojstava materijala prijenosnog medija,

- strukturnih negomogenosti,

- defekata vlakana.

Konstrukcije optičkih Konstrukcije optičkih kabelakabela

Osnovni optički moduli koji se koriste pri konstrukciji jezgre optičkih kabela:a) klasični modul "slobodne" strukture (LOOSE TYPE)b) klasični modul "čvrste" strukture (TIGHT TYPE)c) žljebasti optički moduld) trakasti optički modul

Drugi sloj sekundarne zaštite - 1,4 mm

Prvi sloj sekundarne zaštite - 1,7 mm

Vodonepropusna masa

Optičko vlakno

Primarna zaštita

Klasični modul “slobodne” strukture (LOOSE TYPE)Klasični modul “slobodne” strukture (LOOSE TYPE)



Sekundarna zaštita - 1,2 mm

Primarna zaštita - 0,5 mm

Optičko vlakno (0,125 - 0,14 mm)

Klasični modul “čvrste” strukture (TIGHT TYPE)Klasični modul “čvrste” strukture (TIGHT TYPE)



Žljebasti optički modul



Trakasti optički modul

Optički elektrokomunikacijski Optički elektrokomunikacijski sustavsustav

Shema optičkog elektrokomunikacijskog sustava

Komponenete optičkih Komponenete optičkih prijenosnih sustavaprijenosnih sustava

aktivne

pasivne

optički izvori

optički detektori

optička vlakna optički sprežnici optički prekidači i konektori

Aktivne optičke Aktivne optičke komponentekomponente

• LED• laserska dioda

• PIN dioda • lavinska dioda

Bitni parametri optičkih prijenosnih sustava su:- željena brzina prijenosa,- duljina prijenosnog puta,-zahtjevana vjerojatnost pogreške (kvaliteta prijenosa).

Pri odabiru izvora svjetlosti treba uzeti u obzir:

- vrstu izvora (LED ili lasersku diodu),- centralnu valnu duljinu zračenja,- širinu spektra zračenja,- izlaznu snagu,- brzinu odziva na električnu pobudu,- dijagram zračenja i efektivnu površinu zračenja,- način modulacije i kodiranja,- radni vijek.

Pri odabiru optičkog vlakna kao prijenosnog medija relevantni parametri su:- vrsta optičkog vlakna (jednomodno ili višemodno),- promjer jezgre,- raspodjela profila indeksa loma,- numerička apertura,- prigušenje u zadanom spektralnom području,- propusno područje,- čvrstoća,- osjetljivost na mikrosavijanje,- disperzija svjetlosnih impulsa.

Pri odabiru detektora svjetlosti relevantni parametri su:- vrsta detektora (PIN ili lavinska fotodioda),- osjetljivosti u zadanom spektralnom području,- brzina rada,- šum,- minimalna prijemna snaga.

Pasivne optičke Pasivne optičke komponentekomponente

Optički konektori

Optički prekidači se dijele na mehaničke i nemehaničke. Mehanički prekidači koriste pokretne optičke elemente (mikroogledala, mikroprizme itd.), zbog čega imaju malu brzinu prekidanja. Nemehanički prekidači koriste razne elektrooptičke efekte. Imaju veliku brzinu prekidanja, male dimenzije i veliku pouzdanost. Zbog ovih svojstava su daleko pogodniji za korištenje u FOLAN mrežama.

Optički konektori su neophodne komponente koje omogućuju sprezanje vlakna s aktivnim optičkim komponentama. Zbog toga se zahtijeva da budu malih dimenzija, malog unesenog prigušenja, pouzdani i jednostavni za rukovanje. Prosječno prigušenje konektora je danas ispod 0,5 dB. Dijele se na valjkaste i konusne. Valjkasti konektori obično sadrže precizne prstene ili precizne metalne štapiće kojima se vezuju vlakna. Konusni konektori sastoje se od dva konusna čepa s bikonusnim rukavcem koji ih povezuje.

Optički sprežnici su elementi kojima se ostvaruje fizičko sprezanje (vezanje) s mrežom, tj. s prijenosnim medijem. Predstavljaju element s tri ili više vlakana, koje treba spojiti, pri čemu je osigurano sprezanje između njih.

Za ostvarivanje razdvojivih spojeva optičkih vlakana, te spojeva izmedu vlakana i aktivnih optičkih komponenata (optičkog izvora ili optičkog detektora) koriste se optički konektori.

Fizičko spajanje stanica s optičkim prijenosnim medijem obavlja se primjenom sprežnika koji mogu biti tipa "T" (izravni) u mrežama s topologijom sabirnice ili prstena, ili pak tipa "zvijezda" (distributivni) u mrežama zvjezdaste topologije.

Pri tome treba voditi računa na: kutne podešenosti, podudaranje osi, prazni prostor između vlakana, devijacije promjera, slaganje numeričke aperture i refleksiju na spoju.

Primjena optičkih kabela u Primjena optičkih kabela u brodskim informacijskim brodskim informacijskim sustavimasustavimaIntenzivna primjena lokalnih mreža (LAN) u izgradnji

informacijskih sustava plovnog objekta vezana je za donošenjestandarda za LAN. Standardi IEEE 802.3, 802.4 i 802.5 opisujuprvi (fizički) i drugi (vezni) sloj otvorenog sustava povezivanja.Za razliku od javnih paketskih mreža, lokalna mreža jedefinirana samo s ta dva sloja, jer se informacije prenose prekojednog informacijskog medija iz razloga ekonomičnosti uadresnim okvirima.Sve stanice su istovremeno fizički priključene na isti prijenosnimedij preko jedinica za pristup mediju.Komunikacijski procesor je sastavni dio pristupne jedinice naoptičko vlakno, FOMAU. Pristupna jedinica omogućuje pristupradnih stanica na prijenosni medij.U slučajevima kad su zahtjevi sigurnosti vrlo oštri, optički kabelse koristi kao prijenosni medij čak i između FOMAU i osobnohračunala.

OPTIČKI KABELI U POSEBNIM OPTIČKI KABELI U POSEBNIM UVJETIMA PLOVNOG OBJEKTAUVJETIMA PLOVNOG OBJEKTA

Razlozi zbog kojih se optičke tehnologije uvode na plovne Razlozi zbog kojih se optičke tehnologije uvode na plovne objekte su:objekte su:

• visoka pouzdanost sustava (dielektrična struktura visoka pouzdanost sustava (dielektrična struktura svjetlovodnih vlakana isključuje potrebu uzemljenja, svjetlovodnih vlakana isključuje potrebu uzemljenja, mogućnost pojave prenapona, iskrenja, kratkog spoja i mogućnost pojave prenapona, iskrenja, kratkog spoja i požara; svjetlovod je optimalni prijenosni medij u opasnim, požara; svjetlovod je optimalni prijenosni medij u opasnim, eksplozivnim i visokotemperaturnim sredinama plovnih eksplozivnim i visokotemperaturnim sredinama plovnih objekata)objekata)

• smanjenje zapremine i težine čak za 90% u usporedbi s smanjenje zapremine i težine čak za 90% u usporedbi s klasičnim kabelomklasičnim kabelom


• jednostavna samodijagnostika (mjesto oštećenja jednostavna samodijagnostika (mjesto oštećenja svjetlovoda se utvrđuje na temelju raspršenja svjetlosti svjetlovoda se utvrđuje na temelju raspršenja svjetlosti uz korištenje reflektometra)uz korištenje reflektometra)

• integracija svih brodskih sustava i podsustava u jedinstveni integracija svih brodskih sustava i podsustava u jedinstveni integrirani sustav pomoću lokalne optičke mrežeintegrirani sustav pomoću lokalne optičke mreže

• sposobnost optičke brodske mreže da osigura eventualne sposobnost optičke brodske mreže da osigura eventualne potrebe povećanja kapaciteta prijenosnog sustava i potrebe povećanja kapaciteta prijenosnog sustava i podudarnost životnog vijeka optičkog sustava sa životnim podudarnost životnog vijeka optičkog sustava sa životnim vijekom brodavijekom broda


• implementacija pri izgradnji brodskog svjetlovodnog implementacija pri izgradnji brodskog svjetlovodnog integriranog sustava koji je otporan na utjecaje EM impulsnih integriranog sustava koji je otporan na utjecaje EM impulsnih smetnji, EM interferenciju i interferenciju radio frekvencijasmetnji, EM interferenciju i interferenciju radio frekvencija

• jednostavno i jeftino instaliranje (kabliranje je u pravilu lakše i jednostavno i jeftino instaliranje (kabliranje je u pravilu lakše i jeftinije zbog manjih dimenzija i težine optičkih u odnosu na jeftinije zbog manjih dimenzija i težine optičkih u odnosu na bakrene kabele)bakrene kabele)

• smanjenje troškova održavanja, što je posljedica velike smanjenje troškova održavanja, što je posljedica velike pouzdanosti optičkog kabelskog sustava, odnosno rijetkih pouzdanosti optičkog kabelskog sustava, odnosno rijetkih kvarova (u prvoj godini troškovi održavanja su 25 do 50% kvarova (u prvoj godini troškovi održavanja su 25 do 50% troškova održavanja bakrenog kabelskog sustava, a nakon toga troškova održavanja bakrenog kabelskog sustava, a nakon toga se mogu sresti na nulu)se mogu sresti na nulu)


• prijenos signala na plovnim objektima obavlja se na prijenos signala na plovnim objektima obavlja se na udaljenostima do nekoliko stotina metara, pa se na udaljenostima do nekoliko stotina metara, pa se na svjetlovodna vlakna ne postavljaju visoki zahtjevi u svjetlovodna vlakna ne postavljaju visoki zahtjevi u pogledu ukupnog prigušenja i propusnog područja.pogledu ukupnog prigušenja i propusnog područja.

• kako brodski integrirani komunikacijski sustav ima kako brodski integrirani komunikacijski sustav ima stacionaran karakter, niti mehaničke karakteristike ne stacionaran karakter, niti mehaničke karakteristike ne dolaze do izražaja.dolaze do izražaja.

• brodski optički kabeli moraju imati svojstva otpornosti brodski optički kabeli moraju imati svojstva otpornosti na specifične uvjete brodske okoline (djelovanje soli, na specifične uvjete brodske okoline (djelovanje soli, kemikalija, vatre, promjena temperature, stranih EMP).kemikalija, vatre, promjena temperature, stranih EMP).

Mjerenje bitnih Mjerenje bitnih parametara optičkih parametara optičkih sustavasustava

REFLEKTOMETARSKI POSTUPAK U ODNOSU NAODREZNI IMA NIZ PREDNOSTI:

- nedestruktivan je,- zahtjeva pristup samo jednom kraju kabela,

- za svako dodano prigušenje može se odrediti lokacija i iznos,

- omogućuje praćenje promjene optičke snage duž vlakna i svake varijacije u prigušenju po dužini,

- omogućuje otkrivanje pogrešaka, prekida, i spojeva na optičkom vlaknu.

Mjerenje prigušenja na optičkom vlaknu postupkom povratnog raspršenja

Postupak OTDR se koristi za mjerenja važna za prijenos tijekominstaliranja, za kontrolu spojeva i za kontrolu procesa kalibriranja,ali nije pogodan za tehnologijska mjerenja zbog nepreciznosti kojemogu nastati uslijed fluktuacija parametara. Nedostaci ovog postupka su:

- nemogućnost mjerenja spektralnog slabljenja,

- nemogućnost kontroliranja raspodjele modova,

- slab povratni signal, što zahtjeva osjetljiv prijemnik,

- osjetljivost na neuniformnosti optičkog vlakna.

PROIZVODNJA PROIZVODNJA OPTIČKIH VLAKANAOPTIČKIH VLAKANA

Za proizvodnju staklenih vlakana razvijeno je više različitih Za proizvodnju staklenih vlakana razvijeno je više različitih tehnologija, koje se mogu podijeliti u dvije osnovne skupine:tehnologija, koje se mogu podijeliti u dvije osnovne skupine:

- primjena dvije posude s tekućim staklima jezgre i omotača,- kemijska depozicija u parnoj fazi.

Postupak dvostruke Postupak dvostruke posudeposude

Postupci kemijske Postupci kemijske depozicije u parnoj fazidepozicije u parnoj fazi

U procesima kemijske depozicije u parnoj fazi proizvodi se stakleni štap: predforma. Promjer štapa je od 2 do 4 cm, te je on uveličana verzija željenog optičkog vlakna.Njegova dužina je do metar. U stroju za izvlačenje štap se zagrijava,u indukcijskoj ili elektrootpornoj peći, na 2000 C.Štap se lagano unosi u peć, a većom brzinom se na donjem kraju izvlači vlakno,koje se namotava na veliki bubanj. Nakon toga se vlakno kontrolira.

Postoje: • vanjska, • unutarnja i • aksijalna depozicija

Dobijanje vlakna iz Dobijanje vlakna iz predformepredforme

Postupak vanjske depozicijePostupak vanjske depozicije

Postupak unutarnje Postupak unutarnje depozicijedepozicije

Postupak aksijalne Postupak aksijalne depozicijedepozicije

Usporedba postupaka Usporedba postupaka depozicijedepozicije

Tipična i najmanja slabljenja višemodnih vlakana (u dB/km) s obzirom na postupak proizvodnjepredforme

850 nm 1300 nm 1550 nmVanjska depozicija 2,4 2,2 0,9 0,52 0,30Aksijalna depozicija 2,4 2,2 0,7 0,44 0,29Unutarnja depozicija 2,4 2,3 0,6 0,40 0,34

POSTAVLJANJE POSTAVLJANJE SVJETLOVODNIH SVJETLOVODNIH KABELAKABELA

• Ručno postavljanje kabela• Upuhivanje svjetlovodnog kabela u cijev

Pitanja za ponavljanjePitanja za ponavljanje

1. Profili indeksa loma i numerička 1. Profili indeksa loma i numerička apertura s obzirom na profil.apertura s obzirom na profil.

2. Materijalna, valovodna i modalna 2. Materijalna, valovodna i modalna disperzija.disperzija.

3. Usporedba jednomodnih i 3. Usporedba jednomodnih i višemodnih vlakana.višemodnih vlakana.

Documents

Opticki Kablovi i Osobine