Szybkość transmisji
Nośnikiem informacji jest światło - fala elektromagnetyczna o częstotliwości 3x1014Hz. Pojemność kanału transmisji można zwielokrotnić przesyłając jednym światłowodem fale o różnych „kolorach”.
• Zasięg transmisji
Bardzo małe tłumienie szkła krzemionkowego i całkowite wewnętrzne odbicie na granicy rdzenia umożliwiają transmisję bez regeneracji na znaczne odległości.
• Mody światłowodu.
Wiele właściwości światłowodu, w tym pojęcie modu, można wyjaśnić tylko uwzględniając fakt, Ŝe światło to fala elektromagnetyczna rozchodząca się w falowodzie o małych wymiarach poprzecznych.
Mod - w falowodzie lub rezonatorze modem nazywamy jedną z dopuszczalnych struktur pola elektromagnetycznego. Dopuszczalne struktury pola możemy obliczyć korzystając z równań Maxwella i odpowiednich warunków brzegowych.
Ze względu na strukturę, charakterystyki modowe, stosowane materiały i sposób prowadzenia światła światłowody możemy dzielić na następujące grupy:
• struktura: włókniste i planarne,
• charakterystyka modowa: jednomodowe i wielomodowe,
• rozkład współczynnika załamania w rdzeniu: skokowe i
gradnientowe,
• materiał: szklane, plastikowe, półprzewodnikowe, ...
• zastosowania: pasywne, aktywne, specjalne
• sposób prowadzenie światła: standardowe, fotoniczne
Włókna światłowodowe
• SiO2 (domieszkowane)
• inne szkła, np. ZBLAN (Zr, Ba, La, Al, Na)
• materiały krystaliczne - szafir
• Światłowody plastikowe (PMMA)
Światłowody planarne
• Wielowarstwy epitaksjalne (np. GaAs/AlGaAs)
• Warstwy dielektryczne (Ta2O5, ZnO, Si3N3/SiO2)
• Warstwy polimerowe (PMMA, PS)
Światłowody aktywne (erbowe, prazeodymowe)
• Światłowody polaryzacyjne (podtrzymujące polaryzacje,
polaryzujące
• Światłowody cieczowe
1. Ogromna pojemność informacyjna pojedynczego włókna
2. Małe straty = przesyłanie sygnałów na znaczne odległości
3. Całkowita niewrażliwość na zakłócenia i przesłuchy e-m
4. Mała waga
5. Małe wymiary
6. Bezpieczeństwo pracy (brak iskrzenia)
7. Utrudniony (prawie niemożliwy) podsłuch przesyłanych danych.
8. Względnie niski koszt (i ciągle spada)
9. Duża niezawodność (poprawnie zainstalowanych łączy światłowodowych)
10. Prostota obsługi.
Parametry włókien światłowodowych:
1. Optyczne
tłumienie, dyspersja, długość fali odcięcia, współczynniki załamania, apertura numeryczna, właściwości modowe, stabilność temperaturowa parametrów
(…)
… odbiciowe - wywołane odbiciami na powierzchniach granicznych światłowodów i struktur
Straty całkowite w elementach toru światłowodowego:
Współczynnik odbicia na granicy dielektryków o współczynnikach załamania n1 i n2
Tłumienność odbiciowa dB (optical return loss) - określa jaka część sygnału wraca w kierunku źródła:
Tłumienność wywołana odbiciami w dB - określa jaka część sygnału pozostaje w linii…
…, ..., linijki detektorów CCD)
Jeżeli jako konstruktorzy przystąpimy do projektowania zamówionego system, może okazać się przydatny inny system klasyfikacji, np. według parametrów:
• spektrum czułości (zakres widmowy)
• czułość (liczniki fotonów, ..., detektory mocy)
• używane materiały (metal, półprzewodnik, dielektryk)
• cena (fotoprzewodnik _ fotodioda _ fotopowielacz)
• Zastosowanie (telekomunikacja…
… (Ekscymery - zjonizowane fluorki gazów szlachetnych) ultrafiolet
3. Lasery barwnikowe zawierają barwnik organiczny w ciekłym roztworze. Lasery te umożliwiają strojenie długości fali; zakres widzialny i bliska podczerwień. Zakres strojenia zależy od użytego barwnika - Rodamina 6G umożliwia strojenie 0.570-0.650 nm.
4. Lasery półprzewodnikowe (diody laserowe)
5. Lasery światłowodowe
6. Lasery na swobodnych…
… siatką Bragga za całym obszarze aktywnym, dzięki czemu efektywnie może się rozchodzić i być wzmacnianym tylko jeden podłużny
mod lasera.
Zastosowania laserów półprzewodnikowych
•komunikacja
•drukowanie, poligrafia
•obróbka materiałów
•układy pomiarowe, badania naukowe
•gromadzenie, przechowywanie danych (CD-ROM)
•pompowanie optyczne
•medycyna
•wskaźniki, czytniki kodów paskowych, poziomowanie, geodezja…
…
•prototypy nowych urządzeń
Sieci światłowodowe
1. Sieci telekomunikacyjne (SDH, SONET)
2. Sieci komputerowe LAN, MAN, WAN (Ethernet, FDDI, ...)
3. Sieci „telewizji kablowej” (dystrybucyjne, analogowe lub cyfrowe)
4. Sieci SAN (Fibre Channel)
5. Magistrale optyczne (MOST)
6. Światłowodowe systemy oświetlenia
7. Lokalne i rozległe sieci całkowicie optyczne (technologia WDM)
8. Łączność optyczna w swobodnej…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)