55
7/23/2019 Opticki kablovi pred10 http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 1/55  OPTIČKI KABELI OPTIČKI KABELI Pomorski fakultet u Splitu svojstva i primjena

Opticki kablovi pred10

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 1/55

 

OPTIČKI KABELIOPTIČKI KABELI

Pomorski fakultet u Splitu

svojstva i primjena

Page 2: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 2/55

 

UVODUVOD

Materijali od kojih se izrađuju optička vlakna su dielektrici,te suobrađeni 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 elektromagnetskihvalova svjetlosti kapacitet prijenosa informacija razmjerno raste sradnom frekvencijom sustava!. "rz napredak optičkih komunikacija

 bio je ograničen s dva čimbenika# realizacijom primopredajnih

komponenata optičkog komunikacijskog sustava i izradom optičkihvlakana pogodnih za prijenos informacija. Optička vlakna se danassve vi$e upotrebljavaju za veze na velikim udaljenostima na kopnu i

 pod morem, u lokalnim mre%ama u poslovnim zgradama,industrijskim objektima, bolnicama, transportnim sustavima, na

 plovnim objektima, itd.

Page 3: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 3/55

 

&uvremeno zanimanje za optičke komunikacije potječe iz '(6).godine, kad je prvi put prikazan laser engl. Light Amplification b*Stimulated Emission of R adiation + pojačanje svjetlosti stimuliranom

emisijom zračenja, izvor koherentnog monokromatskog zračenja.!kao efikasan izvor elektromagnetskih valova svjetlosti! čije sufrekvencije bile za oko ')  puta vi$e od najvi$ihradiokomunikacijskih frekvencija tada u upotrebi. -e$koće s prvim

laserima su bile njihova nepouzdanost, glomaznost i neodgovarajućaizlazna snaga. -i su problemi uvelike rije$eni pronalaskom poluvodičkog lasera '(6. godine. -ako je otvoren put za kori$tenjeogromnih kapaciteta prijenosa s optičkim vlaknima./od suvremenih poluvodičkih lasera istovremeno se generira

svjetlosno zračenje i obavlja modulacija. 0obuda je struja koja kroznjih protječe. 1adnu valnu duljinu određuje materijal iz kojeg jenapravljen 023 spoj.&ilicijska poluvodička tehnologija pru%ila je, također, mogućnost

realizacije efikasnih fotodetektora optičkih signala kao $to su 043 i50 fotodiode.

Page 4: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 4/55

 

043 diode imaju osiroma$eno područje koje formiraju nepokretni

atomi donora u 32tipu i akceptora u 02tipu. 7irina tog područja ovisio koncentraciji primjesa $to je područje $ire, manje je primjesa!. 0riapsorpciji fotona elektroni prelaze iz valentne u vodljivu zonu, tenastaju parovi elektron2$upljina. 5ko takav par nastane u

osiroma$enom području, nositelji naboja se pod utjecajem jakogelektričnog polja brzo kreću i nastaje električna struja. 0o%eljno je dase veći dio svjetlosti apsorbira u osiroma$enom području. 0ovećanjeosiroma$enog sloja posti%e se smanjenjem koncentracije primjesa u

 32sloju. &labo dopirani 32sloj mo%e se smatrati intrinzičnim, tako da postoji 0i2prijelaz. 5ko se tome doda jako dopirani 32sloj, dobija se0i3 struktura. 0i3 fotodioda posjeduje veliku osjetljivost i brzinurada, a blizak im je spoj metal2poluvodič8.

Page 5: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 5/55

 

50 5valanche 0hotodiode! lavinska fotodioda 98. /ako je izlaznastruja fotodiode svega nekoliko n5, tako slab strujni signal te$ko semo%e pojačati bez uno$enja $uma u sklop. :ato je nu%no povećatiizlaznu struju diode prije pojačavanja, a to se posti%e lavinskomdiodom. :a nastajanje lavinskog učinka nu%no je realizirati slo%eniju

 poluvodičku strukturu vanjski tanki sloj 32tipa, slabo dopirani sloj02tipa, te zatim $iroko područje i2tipa, te na kraju jako dopirani 0;2

sloj!, te znatno povećati inverzni napon u odnosu na 0i3 diodu! da bi nositelji naboja, koji nastaju kod apsorpcije fotona u vanjskimslojevima poluvodiča, prolazeći preko područja djelovanja jakogelektričnog polja, dobili energiju dovoljnu za pobudu vi$ekratno

 ponavljajući proces udarne ionizacije. <imbenik umno%avanja M jednak je vi$ekratniku fotostruje, a za obični 03 prijelaz određuje seizrazom# gdje je =" vanjski polarizacijski napon, =0 probojni napon

 prijelaza i > broj koji za silicij iznosi od ',? do , a za germanij od,? do (.

Page 6: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 6/55

 

MATERIJALI ZAOPTIČKA VLAKNA IOPTIČKA VLAKNA I

KABELEKABELE

S t a k l e n a v l a k n a( n a b a z i s i l i c i j - d i o k s i d a )

M u l t i k o m p o n e n t n a s t a k l a( n a b a z i s i l i c i j s k o g , n a t r i j e v o g , k a l c i j e v o g i b o r o v o g o k s i d a )

S t a k l e n o - p l a s t i n a v l a k n a

! l a s t i n a o p t i k a v l a k n a

M a t e r i j a l i z a o p t i k a v l a k n a

Page 7: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 7/55

 

OPTIČKA SVOJSTVAOPTIČKA SVOJSTVA

MATEIJA!AMATEIJA!A

B o j a

P r o z i r n o s t i l i t r a n s p a r e n c i j a

L o m

A p s o r p c i j a i l i u p i j a n j e

R e f l e k s i j a i l i o d b i j a n j e

" p t i k a s v o j s t v a m a t e r i j a l a

Page 8: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 8/55

 

KAAKTEISTIKEKAAKTEISTIKE OPTIČKO"OPTIČKO"

V!AK#AV!AK#A$ Numerička apertura (numerička otvoreNumerička apertura (numerička otvore$ DisperzijaDisperzija

$ GušenjeGušenje$ Širina propusnog opsegaŠirina propusnog opsega$ Vrijeme porastaVrijeme porasta$ Jakost niti  Jakost niti 

Page 9: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 9/55

 

SASTAV#I DJE!OVISASTAV#I DJE!OVIOPTIČKO" KA%E!AOPTIČKO" KA%E!A

Djelovi opti&ko' ka(ela su)Djelovi opti&ko' ka(ela su)

$ opti&ka je*'ra +vlakno,opti&ka je*'ra +vlakno,

$ omota& je*'reomota& je*'re

$ *a-titni omota& ka(ela*a-titni omota& ka(ela

Page 10: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 10/55

 

Svjetlost i in.eks lomaSvjetlost i in.eks loma

$ U te/ni0i osvjetljenjaU te/ni0i osvjetljenjakoristi se usko po.ru&jekoristi se usko po.ru&jevalni/ .uljina +12valni/ .uljina +123434 .o 12.o 1233

55,,

$ Svjetlost jeSvjetlost jeelektroma'netski val kojielektroma'netski val kojise vakuumom -irise vakuumom -iri

(r*inom)(r*inom)s

km300000

s

m102,998

1c

  8

00

≈⋅=

µε

=

n

ccv =

µε=

r r 

$ n se *ove in.eks lomn se *ove in.eks lom  sre.stvasre.stva$In.eks loma *a *rak iIn.eks loma *a *rak i

vakum je pri(li6no 1vakum je pri(li6no 1

@ Pro*irnost je svojstvPro*irnost je svojstv

  materijala .a propu-materijala .a propu-

  svjetlost7svjetlost7

$ 8a pro*irna sre.stva8a pro*irna sre.stvaµµ rr ≈≈ 19 te je)19 te je)

r n   ε ≈

$ = nekom sredstvu, brzina se= nekom sredstvu, brzina se

mijenja#mijenja#

Page 11: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 11/55

 

Svojstva opti&ki/ materijala)Svojstva opti&ki/ materijala)%OJA%OJA

/ozmiAke zrake ν B 9 C ')) Dzλ E ')2' m

Fama zrake ν − od 9C')'8 do 9C') Dzλ − οd ')2') do ')2'6 m

1endgenske zrake ν − od 9C')'6 do 9C') Dzλ − οd ')28 do ')2' m

=ltraljubiAaste zrake ν − od G,?C')' do 9C')'8 Dzλ − οd C')2G do ')2') m

>idljive zrake ν − od C')' do G,?C')' Dzλ − οd G,6C')2G do C')2G m

4nfracrvene zrake ν − od ')'' do C')' Dzλ − οd ),9C')2 do G,6C')2G m

1adio valovi ν − od ') do ')'' Dzλ − οd ') do ),9C')2 m

HlektriAni valovi ν − od ) do ') Dzλ − do 9C') m

8))2'6)) nm

8?), '9)), '??) nm

Opti0ki ka(eli

4staknute valne duljine

Page 12: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 12/55

 

!OM i E:!EKSIJA!OM i E:!EKSIJA$ U vakuumu vrije.i .a jeU vakuumu vrije.i .a je

0;0;

λνλν

7 Pri promjeni sre.stva97 Pri promjeni sre.stva9

mijenja se (r*ina i valnamijenja se (r*ina i valna.uljina9 ali ne i frekven0ija7.uljina9 ali ne i frekven0ija7Kako je E;/Kako je E;/ ν ν9 slije.i .a se9 slije.i .a seener'ija ne mijenja7ener'ija ne mijenja7

$ <7 *akon 'eometrijske<7 *akon 'eometrijskeoptike) *akon o.(ijanja ilioptike) *akon o.(ijanja ilire=eksije)re=eksije) αα ;; γ γ 

$ 57 *akon 'eometrijske optike57 *akon 'eometrijske optikeSnellov *akon +*akon loma,)Snellov *akon +*akon loma,)

sinsin αα > sin> sin ββ ; n; n<<> n> n11

upadna zrakaupadna zraka refektiranarefektirana(odi!ena" zrak (odi!ena" zrak 

#o$#!ena zrak #o$#!ena zrak 

upadni kut %upadni kut % kut refek&i!kut refek&i!

(odi!an!a" %(odi!an!a" %

kut #o$a %kut #o$a %

'

.sinnn g  =α

n1 ? in.eks loma je*'re

n< ? in.eks loma omota&a

Page 13: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 13/55

 

Vo@enje svjetlosti kro* opti&koVo@enje svjetlosti kro* opti&kovlaknovlakno

.' cos nn  g  =Θ⋅

'

arccosn

n g  A   =Θ=Θ

Page 14: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 14/55

 

Proli in.eksa lomaProli in.eksa loma

∆  I'

.'

.

'

.

.

.

'

. n

nn

n

nn   −≈

−  EE '

=>

=<   

  

∆−=

..

''

!).'!

nanuz ar  zan

nnuz ar  zaa

nr n

 g 

>

<=

ar  zan

ar  zanr n

 !

.

'

Page 15: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 15/55

 

#UMEIČKA APETUA#UMEIČKA APETUA

' nn NA −=

.

.

.

nn NA   −=

#a stupnjeviti svjetlovod$

#a gradijentno vlakno$

 A NA   Θ= sin

Page 16: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 16/55

 

Prijenosni 'u(i0i vlakanaPrijenosni 'u(i0i vlakana

"lavni u*ro0i 'u(itaka u vlaknima su)

3 apsorp0ija9

3 rasipanje9

3 ra.ija0ija opti&ke sna'e7

'

.log') P 

 P  A =

%kupno prigu&enje optike snage izme'u dva presjeka svjetlovoda A

deinira se na ovaj nain$

#a )omogeni svjetlovod u ravnote*nim uvjetima mo*e se de(iniratiprigu&enje po jedinici du*ine α-relacijom$

 L

 A=α 

 d+ 

d+km 

Page 17: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 17/55

 

Disperzija 

Page 18: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 18/55

 

isperzija u optičkom vlaknu podrazumijeva sve efekte kojistvaraju razlike u vremenima proleta, te na taj način ograničavaju$irinu prijenosnog pojasa vlakna, odnosno kapacitet vlakna.

rugim riječima, disperzija u optičkom vlaknu uzrokuje da sevlakno pona$a kao niskopropusni filter s impulsnim odzivom ht! ili prijenosnom funkcijom Df!. 4mpulsni odziv i prijenosna funkcija predstavljaju Jourierov transformacijski par, pa je za određivanjedisperzije dovoljno mjeriti ht! ili Df!. Mjerenjem impulsnog odziva

dobiva se informacija o $irenju impulsa pri prolasku kroz vlaknoizra%ava se u nsKkm!, dok se mjerenjem prijenosne funkcije izravnodobiva propusni opseg vlakna u MDz km!.

= optičkom vlaknu razlikuju se#

2 materijalna,2 valovodna i2 modalna disperzija.

Materijalna disperzija j lj k d t ij l dj ij d t

Page 19: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 19/55

 

Materijalna disperzija  se javlja kod materijala gdje vrijednostindeksa loma ovisi o valnoj duljini svjetlosti. /ako svjetlosni signal unačelu nije monokromatski, već zauzima određeno područje valnihduljina, materijal preko indeksa loma različito utječe na brzinu

 prostiranja pojedinih komponenti unutar signala, tj. impulsa. =tjecajmaterijalne disperzije znatno smanjuje rad na većim valnimduljinama, te uporabu optičkih emitera sa $to manjom relativnomspektralnom $irinom ∆λKλ.

= kombinaciji s materijalnom disperzijom javlja se i valovodnadisperzija. alovodna disperzija nastaje, u principu, zbog ovisnostimodalnog >2broja o valnoj duljini, tj. propagacijske karakteristikemoda npr. grupna brzina! su funkcija omjera polumjera jezgre ivalne duljine. 3astalo pro$irenje impulsa zanemarivo je s obzirom na

materijalnu disperziju. Materijalna i valovodna disperzijadominantne su kod jednomodnih optičkih vlakana.Modalna disperzija smanjuje $irinu propusnog područja vi$emodnihvlakana, a nastaje zbog različitih putova koje prelaze različiti modovi

 pri propagaciji kroz jezgru vlakna. =slijed različitih putanja svimodovi ne sti%u u isto vri eme na ri enosnu stranu.

Page 20: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 20/55

 

Gušenje

0od gu$enjem se podrazumijeva gubitak ili smanjenje signala kojise prenosi.= svjetlovodnoj niti usmjereni modovi gube dio energije zbograsipanja i apsorpcije svjetlosti u jezgri valovoda. -i su gubici

 posljedica#

2 raspr$enja svjetlosti na submikroskopski malimnehomogenostima u strukturi, po svojim dimenzijama znatnomanjim od valne duljine primijenjene svjetlosti,2 apsorpcije i rasipanja svjetlosti u strukturi koja sadr%i ione nekih

 primjesa, nepo%eljnih promjena modalne strukture uzdu%svjetlovoda, npr. zbog pretvaranja usmjerenih modova u modoveomotača i rasipanja svjetlosti zbog savijanja i mikrosavijanja,raznih defekata i mikroskopski malih neujednačenosti u jezgriniti.

Page 21: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 21/55

 

detektor De23e laser 

4)  4

4I4)e2a

kiveta

/ao izvor svjetla u ovom se pokusu koristi helij2neonski laser, kojidaje lasersku svjetlost intenziteta  I 0. Laserski snop prolazi kroz

 posudu za kemijske pokuse tzv. kiveta!. /iveta je popunjena optički prozirnim sredstvom sredstvo koje propu$ta svjetlost!. 3a izlazu iz

kivete laserski je snop oslabljen, te je njegov intenzitet  I . -aj iznosdetektira se u fotodetektoru. = ovom jednostavnom slučaju mo%e sezaključiti da je do$lo do gu$enja svjetlosti.

Page 22: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 22/55

 

Mo.ovi -irenja svjetlosno'Mo.ovi -irenja svjetlosno'

si'nalasi'nala%roj na&ina prijenosa si'nala je)

V  N ≈

V 3 (roj ili parametarnormali*irane

frekven0ije i*nosi)

.

.

.

'

.nnaV    −

Π=

α 

Page 23: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 23/55

 

O&no'ne kon&truki!eO&no'ne kon&truki!eopti)ki* '#akanaopti)ki* '#akana

Page 24: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 24/55

 

Uspore.(a je.nomo.ni/ iUspore.(a je.nomo.ni/ ivi-emo.ni/ vlakanavi-emo.ni/ vlakana

⇒ Jednomodna vlakna su manjeg radijusa od višemodnih,

⇒ manjena širina propusnog opsega usljed različitih puteva

⇒!ptimalni pro"l raspodjele indeksa loma je para#olični,

⇒ Jednomodnim vlaknima je ote$ano spajanje, a dovoljnu snag

  mo$e uvesti samo laserski izvor,

⇒ Jednomodna vlakna imaju manje gu#itke z#og rasipanja svje

⇒ %luktua&ije indeksa loma jednomodnog vlakna uzrokuju

raspršenje svjetlosti'

Page 25: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 25/55

 

Pro-irenje impulsaPro-irenje impulsa

Pro-irenje impulsa koji se propa'ira kro* vlakno poslje.i0

3 .isper*ivni/ svojstava materijala prijenosno' me.ija9

3 strukturni/ ne'omo'enosti9

3 .efekata vlakana7

K t k ij ti&ki/K t k ij ti&ki/

Page 26: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 26/55

 

Konstruk0ije opti&ki/Konstruk0ije opti&ki/ka(elaka(ela

Osnovni optički moduli koji se koriste pri konstrukciji jezgre optičkih kabela

a! klasični modul "slobodne" strukture #LOO$% &'P%!b! klasični modul "čvrste" strukture #&I()& &'P%!

c! *ljebasti optički modul 

d! trakasti optički modul 

+ru,i &#o! &ekundarne za-tite % ./0

Pr'i &#o! &ekundarne za-tite % ./1 $

Vodonepropu&na $a&a

Opti)ko '#akno

Pri$arna za-tita

K#a&i)ni $odu# 2&#oodne3 &trukture (LOO4E TK#a&i)ni $odu# 2&#oodne3 &trukture (LOO4E T

t t

Page 27: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 27/55

 

onstru 0 e optons ru 0 e opka(elaka(ela

Osnovni optički moduli koji se koriste pri konstrukciji jezgre optičkih kabela

a! klasični modul "slobodne" strukture #LOO$% &'P%!

b! klasični modul "čvrste" strukture #&I()& &'P%!

c! *ljebasti optički modul 

d! trakasti optički modul 

4ekundarna za-tita % ./6 $$

Pri$arna za-tita % 7/8 $$

Opti)ko '#akno (7/.68 % 7/.0 $$"

K#a&i)ni $odu# 2)'r&te3 &trukture (TI9:T T5PK#a&i)ni $odu# 2)'r&te3 &trukture (TI9:T T5P

K t k ij ti&ki/K t k ij ti&ki/

Page 28: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 28/55

 

Konstruk0ije opti&ki/Konstruk0ije opti&ki/ka(elaka(ela

Osnovni optički moduli koji se koriste pri konstrukciji jezgre optičkih kabela

a! klasični modul "slobodne" strukture #LOO$% &'P%!b! klasični modul "čvrste" strukture #&I()& &'P%!

c! *ljebasti optički modul 

d! trakasti optički modul 

Blje(asti opti&ki mo.ul

K t k ij ti&ki/K t k ij ti&ki/

Page 29: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 29/55

 

Konstruk0ije opti&ki/Konstruk0ije opti&ki/ka(elaka(ela

Osnovni optički moduli koji se koriste pri konstrukciji jezgre optičkih kabela

a! klasični modul "slobodne" strukture #LOO$% &'P%!

b! klasični modul "čvrste" strukture #&I()& &'P%!

c! *ljebasti optički modul 

d! trakasti optički modul 

 Trakasti opti&ki mo.ul

Page 30: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 30/55

 

Opti&ki elektrokomunika0ijskiOpti&ki elektrokomunika0ijski

sustavsustav

S/ema opti&ko' elektrokomunika0ijsko'

sustava

Page 31: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 31/55

 

Komponenete opti&ki/Komponenete opti&ki/

prijenosni/ sustavaprijenosni/ sustava

⇒ akti'ne

⇒ pa&i'ne

→ opti&ki i*vori

→ opti&ki .etektori

→ opti&ka vlakna→ opti&ki spre6ni0i→ opti&ki preki.a&i i konekto

Page 32: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 32/55

 

Aktivne opti&keAktivne opti&ke

komponentekomponente

$ !ED$ laserska .io.a

$ PI# .io.a$ lavinska .io.a

Page 33: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 33/55

 

"itni parametri optičkih prijenosnih sustava su#2 %eljena brzina prijenosa,- duljina prijenosnog puta,

2zahtjevana vjerojatnost pogre$ke kvaliteta prijenosa!.

0ri odabiru izvora svjetlosti treba uzeti u obzir#

2 vrstu izvora LH ili lasersku diodu!,- centralnu valnu duljinu zračenja,2 $irinu spektra zračenja,- izlaznu snagu,2 brzinu odziva na električnu pobudu,- dijagram zračenja i efektivnu povr$inu zračenja,2 način modulacije i kodiranja,

2 radni vijek.

Page 34: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 34/55

 

0ri odabiru optičkog vlakna kao prijenosnog medija relevantni parametri su#2 vrsta optičkog vlakna jednomodno ili vi$emodno!,

- promjer jezgre,- raspodjela profila indeksa loma,- numerička apertura,2 prigu$enje u zadanom spektralnom području,2 propusno područje,- čvrstoća,- osjetljivost na mikrosavijanje,- disperzija svjetlosnih impulsa.

0ri odabiru detektora svjetlosti relevantni parametri su#- vrsta detektora 043 ili lavinska fotodioda!,- osjetljivosti u zadanom spektralnom području,2 brzina rada,

- $um,- minimalna prijemna snaga.

Page 35: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 35/55

 

Pasivne opti&kePasivne opti&ke

komponentekomponente

Opti&ki konektori

Page 36: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 36/55

 

"ptiki prekidai se dijele na mehaničke i nemehaničke. Mehanički prekidači koriste pokretne optičke elemente mikroogledala,mikroprizme itd.!, zbog čega imaju malu brzinu prekidanja.

 3emehanički prekidači koriste razne elektrooptičke efekte. 4majuveliku brzinu prekidanja, male dimenzije i veliku pouzdanost. :bogovih svojstava su daleko pogodniji za kori$tenje u JOL53 mre%ama.

"ptiki konektori  su neophodne komponente koje omogućujusprezanje vlakna s aktivnim optičkim komponentama. :bog toga sezahtijeva da budu malih dimenzija, malog unesenog prigu$enja,

 pouzdani i jednostavni za rukovanje. 0rosječno prigu$enje konektora je danas ispod ),? d". ijele se na valjkaste i konusne. >aljkastikonektori obično sadr%e precizne prstene ili precizne metalne $tapićekojima se vezuju vlakna. /onusni konektori sastoje se od dvakonusna čepa s bikonusnim rukavcem koji ih povezuje.

i i * i i l i k ji j fi i k j

Page 37: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 37/55

 

"ptiki spre*nici su elementi kojima se ostvaruje fizičko sprezanjevezanje! s mre%om, tj. s prijenosnim medijem. 0redstavljajuelement s tri ili vi$e vlakana, koje treba spojiti, pri čemu je osiguranosprezanje između njih.

:a ostvarivanje razdvojivih spojeva optičkih vlakana, te spojevaizmedu vlakana i aktivnih optičkih komponenata optičkog izvora ili

optičkog detektora! koriste se optiki konektori.

 +izičko spajanje stanica s optičkim prijenosnim medijem obavlja se

 primjenom sprežnika koji mogu biti tipa "&" #izravni! u mre*ama s

topologijom sabirnice ili prstena, ili pak tipa "zvijezda"#distributivni! u mre*ama zvjezdaste topologije-

0ri tome treba voditi računa na# kutne pode$enosti, podudaranje osi, prazni prostor između vlakana, devijacije promjera, slaganjenumeričke aperture i refleksiju na spoju.

P i j i&ki/ k ( lP i j ti&ki/ k ( l

Page 38: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 38/55

 

Primjena opti&ki/ ka(ela uPrimjena opti&ki/ ka(ela u(ro.skim informa0ijskim(ro.skim informa0ijskim

sustavimasustavima

.ntenzivna primjena lokalni mre*a (LA/) u izgradnji

inormacijski sustava plovnog objekta vezana je za dono&enjestandarda za LA/0 Standardi .EEE 12304, 12305 i 12306 opisuju

prvi (iziki) i drugi (vezni) sloj otvorenog sustava povezivanja0

  ,

deinirana samo s ta dva sloja, jer se inormacije prenose preko

ednog inormacijskog medija iz razloga ekonominosti u

adresnim okvirima0

Sve stanice su istovremeno iziki prikljuene na isti prijenosni

medij preko jedinica za pristup mediju0

7omunikacijski procesor je sastavni dio pristupne jedinice naoptiko vlakno, 8"MA%0 !ristupna jedinica omogu9uje pristup

radni stanica na prijenosni medij0

% sluajevima kad su zatjevi sigurnosti vrlo o&tri, optiki kabel

se koristi kao prijenosni medij ak i izme'u 8"MA% i osobnoraunala0

Č

Page 39: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 39/55

 

OPTIČKI KA%E!I U POSE%#IMOPTIČKI KA%E!I U POSE%#IMUVJETIMA P!OV#O" O%JEKTAUVJETIMA P!OV#O" O%JEKTA

a*lo*i *(o' koji/ se opti&ke te/nolo'ije uvo.e na plovnea*lo*i *(o' koji/ se opti&ke te/nolo'ije uvo.e na plovne

o(jekte su)o(jekte su)

$ visoka pou*.anost sustava +.ielektri&na struktura svjetlovo.ni/visoka pou*.anost sustava +.ielektri&na struktura svjetlovo.ni/vlakana isklju&uje potre(u u*emljenja9 mo'uCnost pojavevlakana isklju&uje potre(u u*emljenja9 mo'uCnost pojaveprenapona9 iskrenja9 kratko' spoja i po6ara svjetlovo. jeprenapona9 iskrenja9 kratko' spoja i po6ara svjetlovo. je

optimalni prijenosni me.ij u opasnim9 eksplo*ivnim ioptimalni prijenosni me.ij u opasnim9 eksplo*ivnim ivisokotemperaturnim sre.inama plovni/ o(jekata,visokotemperaturnim sre.inama plovni/ o(jekata,

$ smanjenje *apremine i te6ine &ak *a 2F u uspore.(i ssmanjenje *apremine i te6ine &ak *a 2F u uspore.(i sklasi&nim ka(elomklasi&nim ka(elom

ČČ

Page 40: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 40/55

 

OPTIČKI KA%E!I U POSE%#IMOPTIČKI KA%E!I U POSE%#IMUVJETIMA P!OV#O" O%JEKTAUVJETIMA P!OV#O" O%JEKTA

$ je.nostavna samo.ija'nostika +mjesto o-teCenja je.nostavna samo.ija'nostika +mjesto o-teCenjasvjetlovo.a se utvr@uje na temelju raspr-enja svjetlostisvjetlovo.a se utvr@uje na temelju raspr-enja svjetlostiu* kori-tenje re=ektometra,u* kori-tenje re=ektometra,

$ inte'ra0ija svi/ (ro.ski/ sustava i po.sustava u je.instveniinte'ra0ija svi/ (ro.ski/ sustava i po.sustava u je.instveni

inte'rirani sustav pomoCu lokalne opti&ke mre6einte'rirani sustav pomoCu lokalne opti&ke mre6e$ sposo(nost opti&ke (ro.ske mre6e .a osi'ura eventualnesposo(nost opti&ke (ro.ske mre6e .a osi'ura eventualne

potre(e poveCanja kapa0iteta prijenosno' sustava ipotre(e poveCanja kapa0iteta prijenosno' sustava ipo.u.arnost 6ivotno' vijeka opti&ko' sustava sa 6ivotnimpo.u.arnost 6ivotno' vijeka opti&ko' sustava sa 6ivotnim

vijekom (ro.avijekom (ro.a

ČČ

Page 41: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 41/55

 

OPTIČKI KA%E!I U POSE%#IMOPTIČKI KA%E!I U POSE%#IMUVJETIMA P!OV#O" O%JEKTAUVJETIMA P!OV#O" O%JEKTA

$ implementa0ija pri i*'ra.nji (ro.sko' svjetlovo.no' inte'rirano'implementa0ija pri i*'ra.nji (ro.sko' svjetlovo.no' inte'rirano'sustava koji je otporan na utje0aje EM impulsni/ smetnji9 EMsustava koji je otporan na utje0aje EM impulsni/ smetnji9 EMinterferen0iju i interferen0iju ra.io frekven0ijainterferen0iju i interferen0iju ra.io frekven0ija

$ je.nostavno i jeftino instaliranje +ka(liranje je u pravilu lak-e i je.nostavno i jeftino instaliranje +ka(liranje je u pravilu lak-e i jeftinije *(o' manji/ .imen*ija i te6ine opti&ki/ u o.nosu na jeftinije *(o' manji/ .imen*ija i te6ine opti&ki/ u o.nosu na

(akrene ka(ele,(akrene ka(ele,$ smanjenje tro-kova o.r6avanja9 -to je poslje.i0a velikesmanjenje tro-kova o.r6avanja9 -to je poslje.i0a velikepou*.anosti opti&ko' ka(elsko' sustava9 o.nosno rijetki/ kvarovapou*.anosti opti&ko' ka(elsko' sustava9 o.nosno rijetki/ kvarova+u prvoj 'o.ini tro-kovi o.r6avanja su <G .o G2F tro-kova+u prvoj 'o.ini tro-kovi o.r6avanja su <G .o G2F tro-kovao.r6avanja (akreno' ka(elsko' sustava9 a nakon to'a se mo'uo.r6avanja (akreno' ka(elsko' sustava9 a nakon to'a se mo'u

sresti na nulu,sresti na nulu,

OPTIČKI KA%E!I U POSE%#IMOPTIČKI KA%E!I U POSE%#IM

Page 42: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 42/55

 

OPTIČKI KA%E!I U POSE%#IMOPTIČKI KA%E!I U POSE%#IMUVJETIMA P!OV#O" O%JEKTAUVJETIMA P!OV#O" O%JEKTA

$ prijenos si'nala na plovnim o(jektima o(avlja se naprijenos si'nala na plovnim o(jektima o(avlja se nau.aljenostima .o nekoliko stotina metara9 pa se nau.aljenostima .o nekoliko stotina metara9 pa se nasvjetlovo.na vlakna ne postavljaju visoki *a/tjevi usvjetlovo.na vlakna ne postavljaju visoki *a/tjevi upo'le.u ukupno' pri'u-enja i propusno' po.ru&ja7po'le.u ukupno' pri'u-enja i propusno' po.ru&ja7

$ kako (ro.ski inte'rirani komunika0ijski sustav imakako (ro.ski inte'rirani komunika0ijski sustav imasta0ionaran karakter9 niti me/ani&ke karakteristike nesta0ionaran karakter9 niti me/ani&ke karakteristike ne.ola*e .o i*ra6aja7.ola*e .o i*ra6aja7

$ (ro.ski opti&ki ka(eli moraju imati svojstva otpornosti na(ro.ski opti&ki ka(eli moraju imati svojstva otpornosti na

spe0i&ne uvjete (ro.ske okoline +.jelovanje soli9spe0i&ne uvjete (ro.ske okoline +.jelovanje soli9kemikalija9 vatre9 promjena temperature9 strani/ EMP,7kemikalija9 vatre9 promjena temperature9 strani/ EMP,7

Page 43: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 43/55

 

jerenje #itnihjerenje #itnih parametara optičkih parametara optičkihsustavasustavaRE8LE7:"ME:ARS7. !"S:%!A7 % ";/"S% /A

";RE#/. .MA /.# !RE;/"S:.$

nedestruktivan je,

2  za)tjeva pristup samo jednom kraju kabela,

2  za svako dodano prigu&enje mo*e se odrediti lokacija i

  iznos,

omogu9uje pra9enje promjene optike snage du*  vlakna i svake varijacije u prigu&enju po du*ini,

omogu9uje otkrivanje pogre&aka, prekida, i spojeva

  na optikom vlaknu0

Page 44: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 44/55

 

 jerenje prigu/enja na optičkom vlaknu postupkom povratnog raspr/enja

0ostupak O-1 se koristi za mjerenja va%na za prijenos tijekom

Page 45: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 45/55

 

0ostupak O-1 se koristi za mjerenja va%na za prijenos tijekominstaliranja, za kontrolu spojeva i za kontrolu procesa kalibriranja,ali nije pogodan za tehnologijska mjerenja zbog nepreciznosti kojemogu nastati uslijed fluktuacija parametara. 3edostaci ovog postupka su#

2  nemogućnost mjerenja spektralnog slabljenja,

nemogućnost kontroliranja raspodjele modova,

2  slab povratni signal, $to zahtjeva osjetljiv prijemnik,

2  osjetljivost na neuniformnosti optičkog vlakna.

Page 46: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 46/55

 

*!+V!DNJ-*!+V!DNJ-

!.+/0+1 V2-0-N-!.+/0+1 V2-0-N-

#a proizvodnju stakleni) vlakana razvijeno je vi&e razliiti)#a proizvodnju stakleni) vlakana razvijeno je vi&e razliiti)

te)nologija, koje se mogu podijeliti u dvije osnovne skupine$te)nologija, koje se mogu podijeliti u dvije osnovne skupine$

2 primjena dvije posude s tekućim staklima jezgre i omotača,2 kemijska depozicija u parnoj fazi.

Page 47: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 47/55

 

ostupak dvostrukeostupak dvostruke posude posude

Page 48: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 48/55

 

ostup&i kemijskeostup&i kemijske

depozi&ije u parnoj 3azi depozi&ije u parnoj 3azi 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.

 jegova dužina je do metar. U stroju za izvlačenje štap se zagrijava,u indukcijskoj ili elektrootpornoj pe!i, na 2""" #.$tap se lagano unosi u pe!, a ve!om %rzinom se na donjem kraju izvlači vlakno,koje se namotava na veliki %u%anj. akon toga se vlakno kontrolira.

0ostoje#@ vanjska,@ unutarnja i@ aksijalna depozicija

Do(ijanje vlakna i*Do(ijanje vlakna i*

Page 49: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 49/55

 

Do(ijanje vlakna i*Do(ijanje vlakna i*pre.formepre.forme

k j k . i ijP k j k . i ij

Page 50: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 50/55

 

Postupak vanjske .epo*i0ijePostupak vanjske .epo*i0ije

Page 51: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 51/55

 

Postupak unutarnjePostupak unutarnje.epo*i0ije.epo*i0ije

Postupak aksijalnePostupak aksijalne

Page 52: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 52/55

 

Postupak aksijalnePostupak aksijalne.epo*i0ije.epo*i0ije

Page 53: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 53/55

 

Uspore.(a postupakaUspore.(a postupaka

.epo*i0ije.epo*i0ije&ipična i najmanja slabljenja vi/emodnih vlakana #u d01km! s obzirom na postupak proizvodnje

 pred2orme

8?) nm '9)) nm '??) nm

>anjska depozicija , , ),( ),? ),9)

5ksijalna depozicija , , ),G ), ),(

=nutarnja depozicija , ,9 ),6 ),) ),9

Page 54: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 54/55

 

!.-V2J-NJ4!.-V2J-NJ4

VJ4.2!V!DN+1VJ4.2!V!DN+10-542-0-542-@ &učno postavljanje ka%ela

@ Upu'ivanje svjetlovodnog ka%ela u cijev

Page 55: Opticki kablovi pred10

7/23/2019 Opticki kablovi pred10

http://slidepdf.com/reader/full/opticki-kablovi-pred10 55/55

 

Pitanja *a ponavljanjePitanja *a ponavljanje

17 Proli in.eksa loma i numeri&ka17 Proli in.eksa loma i numeri&kaapertura s o(*irom na prol7apertura s o(*irom na prol7

<7 Materijalna9 valovo.na i mo.alna<7 Materijalna9 valovo.na i mo.alna.isper*ija7.isper*ija7

57 Uspore.(a je.nomo.ni/ i57 Uspore.(a je.nomo.ni/ ivi-emo.ni/ vlakana7vi-emo.ni/ vlakana7