Upload
ginger
View
48
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Optický přenosový systém. Vysílač (zdroj světla) převádí elektrické impulsy na světelné elektroluminiscenční dioda (LED) laserová dioda (dražší) Přenosové médium (vlákno) přenáší světelný paprsek od zdroje k detektoru co nejmenší útlum (ztráty) Přijímač (detektor) - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Optický přenosový systém
Vysílač (zdroj světla) převádí elektrické impulsy na světelné
elektroluminiscenční dioda (LED) laserová dioda (dražší)
Přenosové médium (vlákno) přenáší světelný paprsek od zdroje k detektoru
co nejmenší útlum (ztráty)Přijímač (detektor)
převádí světelné impulsy na elektrické fotodioda fototranzistor
Optický přenosový systém
Výhody imunní proti elektromagnetickému rušení přenášený signál nezkreslen
žádné přeslechy velmi malý či žádný šum velmi malý útlum (závisí na homogenitě)
přenos na velké vzdálenosti opakovače cca po 100 kilometrech
velká šířka pásma vysoké frekvence - světlo cca 108 MHz vysoká přenosová rychlost (až 10Gbps)
v Praze páteřní síť CESNETu 1-10Gbps dnes testování 1Tbps
bezpečnost proti odposlechu malý průměr malá hmotnost
Optický přenosový systém
Nevýhody nároky na montáž
problémy při spojování vláken (především jednovidových) cena optických rozvodů
především aktivních prvků a konektorů potřeba školeného instalatéra špatně se dynamicky mění přijímače
Optický přenosový systém
Struktura optického vláknaTři vrstvy
jádro (core) optického vlákna průměr řádově jednotky až desítky m vyrobeno ze skla či plastu
plášť (cladding) optického vlákna sklo či plast jiný index lomu než jádro
plastický obal plní pouze ochrannou funkci
Na rozhraní vrstev vlákna úplný odraz paprsku
musí vstupovat pod určitým úhlem tzv. numerická apertura (viz. fyzika)
Sklo má nízký optický odpor pouze pro tři vlnové délky světla 850 nm 1300 nm 1500 nm
Struktura optického vlákna
Lom a odraz paprsku
Index lomu a vedení paprskuDopadá-li světelný paprsek na rozhraní dvou prostředí
část se odráží do původního prostředí část prochází (láme se) do druhého poměr mezi oběma částmi
závisí na úhlu dopadu paprsku při určitém úhlu dopadu => úplný odraz (beze ztrát)
Při úplném odrazu je paprsek veden vláknemZpůsob vedení paprsku vláknem
ovlivněn optickými vlastnostmi vlákna především indexem lomu na rozhraní jádro-plášť
mění se skokem (s konstantním indexem lomu) mění se plynule (s proměnným indexem lomu)
Dle způsobu vedení paprsku vláknem mnohovidová (multimode fiber) jednovidová (singlemode fiber)
Vedení paprsku vláknem
Rozdělení vláken50-100 m
vícevidové vlákno (multi mode) budí se pomocí LED oproti jednovidovým kratší vzdálenosti (cca 50 km) dále se dělí na
s konstantním (stupňovitým) indexem lomu s proměnným (gradientním) indexem lomu
3-10 m jednovidové vlákno (single mode)
úzké jádro - paprsek se šíří jádrem vlákna rovnoběžně budí se laserem pro spoje na velké vzdálenosti
Mnohovidová vláknaVede více paprsků různých vln. délek
tzv. vidy (modes) Mnohovidové vlákno s konstantním indexem lomu
homogenní jádro (z hlediska indexu lomu) index lomu se mění skokem každá vlnová délka má svoji cestu (vid) menší šířka pásma => menší přenosová rychlost rozptylování => větší zkreslení nejlevnější z optických kabelů použití - LAN
Mnohovidové vlákno s proměnným indexem lomu index lomu jádra vlákna se mění plynule vlákno vidy ohýbá všechny paprsky se šíří stejně rychle menší zkreslení větší šířka pásma použití – telefonní spoje
Mnohovidová vlákna
Přenos vidů vláknem
Jednovidová vlákna Vlastnosti
vedou pouze jediný vid (osou vlákna) bez odrazů delší vzdálenosti (řádově cca 100 km) vyžaduje laserovou diodu
Použití velmi dlouhé telefonní spoje
„jednovidovosti“ se docílí malým průměrem jádra
srovnatelný s vlnovou délkou vidu vyšší nároky na montáž (souosost)
malým rozdílem indexu lomu jádra a pláště paprsek – může „vyletět“ z vlákna (zvláště v ohybech) omezen poloměr ohybu
Jednovidová vlákna
Srovnání vlákenVýhody mnohavidových vláken
relativně nízká cena snazší spojování snazší montáž konektorů velká numerická apertura možnost použití LED
Výhody jednovidových vláken vynikající přenosový výkon bez zkreslení vidovou disperzí větší vzdálenost mezi opakovači
Rozměry vláken
Konektory SC
Konektory ST
Kabely ST-SC
Lámačka a svářečka vláken
Lámačka zachovává kolmost plochy čel vláken
odchylka 0,5°
Svářečka zajišťuje kolmost při spojování
Lámačka
Lámačka
Svářečka
Svářečka