SVJETLOVODI Izradio Joko Marasovi 0036387903 Sustavi za praenje

SVJETLOVODI Izradio: Joško Marasović 0036387903 Sustavi za praćenje i vođenje procesa

Povijesni razvoj 1790. Claude Chappe - „optički telegraf“ 1880. Alexander Graham Bell - optički telefonski sustav : „Photophone“ 1964. pojava lasera Sustavi za praćenje i vođenje procesa

Povijesni razvoj 1966. Charles Kao i George Hockham – nečistoća unutar stakla uzrok gušenju – 1000 d. B/km 20 d. B/km 1970. Donald Keck, Peter Schultz i Robert Maurer – prvo optičko vlakno dužine 100 m – gušenje<20 d. B/km Sustavi za praćenje i vođenje procesa

Povijesni razvoj Prvi komercijalni svjetlovodi – višemodni 50µm i 62, 5µm, 850 nm, galij-aluminij-arsenid dioda – 2 d. B/km, 10 km. 1976. AT&T u Atlanti – dva optička kabela, 7 km, 144 optička vlakna Druga generacija – indij – galij – arsenid – fosfid, 1, 3 µm i gradijentni indeks loma – 0, 5 d. B/km 1988. prvi prekoatlantski svjetlovod – – pojačala za regeneriranje svakih 60 km jednomodni svjetlovodi boljih svojstva po disperziji i gušenju. Nova generacija - jednomodni svjetlovodi – koristi zraku valne duljine 1, 55µm s gušenjem od 0, 2 -0, 3 d. B/km Sustavi za praćenje i vođenje procesa

Povijesni razvoj 1985. fizičar S. B. Poole – Erbij – optička pojačala – 100 puta veći kapacitet od sistema s elektronskim pojačalima. 1996. postavljeni novi prekoatlantski svjetlovodi sa optičkim pojačalima Sustavi za praćenje i vođenje procesa

Fizika u Svjetlovodu zakon odbijanja (refleksije) svjetlosti α =β Snelliusov zakon loma (refrakcije) svjetlosti n 1*sinα=n 2*sin Sustavi za praćenje i vođenje procesa

Fizika u svjetlovodu Sustavi za praćenje i vođenje procesa

Svjetlovodi Podjela s obzirom na različite aspekte: – vrsta materijala od kojih je izrađena jezgra i omotač(plašt) – indeks loma stepeničasti ili gradijentni – broj modova jednomodni i višmodeni – optičkoi prozoru s obzirom na gušenje i valnu duljinu koju koriste za prijenos. Sustavi za praćenje i vođenje procesa

Višemodni svjetlovod sa stepeničastim indeksom loma(MMF) Gušenje i vremenska disperzija, do 5 km staklo, plastične mase ili PSC(eng. plastic-clad silica) – plastična masa pojačana s silicijem 50/125µm – 300 mod 62, 5/125µm – 1100 mod 50µm na 850 nm – 1 Gbps na 1 km 62, 5µm samo 275 m. niska cijena. Sustavi za praćenje i vođenje procesa

Jednomodni svjetlovod sa stepeničasim indeksom loma(SMF) jezgra promjera od 8 do 10µm/125µm Izrađuju se samo od silicijskog stakla skupi povezivanje globalnih mreža gradijentni ili dvostruki indeksom loma SMF brzina prijenosa podataka do 50 puta veća od MMF najkvalitetnija! Sustavi za praćenje i vođenje procesa

Višemodni svjetlovod sa gradijentnim indeksom loma indeks loma se mijenja po paraboli Ograničeni: – viši modovi – prigušenje i disperzija Promjer jezgre 50, 62, 5 i 85µm/125µm 62, 5/125µm najčešće se koristi i najrašireniji Sustavi za praćenje i vođenje procesa

Jezgra, plašt i zaštitni plašt Proces izrade kemijski kontroliran proces jezgra se obično izrađuje s 0, 5 – 2% većim indeksom loma od omotača Treći sloj je drugi omotač koji ne smije biti optički vodljiv Jezgra i plašt: – oboje od silicijskog, kvarcnog stakla (Si. O 2) – oboje od višekomponentnog stakla s kovinskim, alkalnim i zemnoalkalnim oksidima – jezgra od kvarcnog stakla, odrazni plašt od PSC – oboje od plastičnih masa – polimera. Sustavi za praćenje i vođenje procesa

Karakteristike svjetlovoda Interferencija – Neosjetljivi na: EMI i RFI svjetlosnu interferenciju od visokog napona Sustavi za praćenje i vođenje procesa

Karakteristike svjetlovoda Gušenje P(x)=P 0 exp(-αx) – inherentne nečistoće – apsorpcija svjetlosti – savijanje svjetlovoda – mijenja put zrake – Rayleighevo raspršenje 96% – infracrvena apsorpcija – ultraljubičasta apsorpcija – posljedica vlage OH- molekula rezonantno gušenje Sustavi za praćenje i vođenje procesa

Karakteristike svjetlovoda Sustavi za praćenje i vođenje procesa

Optički prozori Sustavi za praćenje i vođenje procesa

Karakteristike svjetlovoda Disperzija – Disperzija materijala – kromatska – Multimodna ili intermodna – nekromatska – Polarizacijska – nekromatska Sustavi za praćenje i vođenje procesa

Karakteristike svjetlovoda Nelinearni optički efekti – vlastita modulacija faze(SPM – self – phase modulation ) – križna modulacija faze(XPM – cross – phase modulation) – miješanje 4 vala(FWM – four – wave mixing) – Ramanovo raspršenje (SRS – stimulated Raman scattering) – Brillouinovo(SBS - stimulated Brillouin scattering) – Kerrov efekt. Sustavi za praćenje i vođenje procesa

ITU-T standardi - preporuke ITU-T G. 651 – višemodni svjetlovod s gradijentnim indeksom loma – 50/125µm – gušenje 0, 8 d. B/km na 1310 nm – optimiziran na frekvencijskom pojasu 1310 nm, može i na 850 nm Sustavi za praćenje i vođenje procesa

ITU-T standardi - preporuke ITU-T G. 652 – – – monomodni svjetlovod , 9/125 µm stepeničastim indeksom loma , 2. i 3. prozor optimizirano na 1310 nm - nulta disperzija radi i na 1550 nm, ali nije optimizirano Gušenje od 0, 3 – 0, 4 d. B/km na 1310 nm i od 0, 17 – 0, 25 d. B/km na 1550 nm – polarizacijska disperzija<0, 1 ps/km Sustavi za praćenje i vođenje procesa

ITU-T standardi - preporuke ITU-T G. 653 – optičko vlakno s pomaknutom disperzijom – namijenjeno je za 3. optički prozor – monomodno sa stepeničastim indeksom loma – nulta disperzija s 2. prozora pomaknuta na 3. prozor – gušenje od 0, 19 – 0, 25 d. B/km Sustavi za praćenje i vođenje procesa

ITU-T standardi - preporuke ITU-T G. 654 – – monomodno optičko vlakno s pomaknutom cutoff vrijednošću velika kromatska disperzija na 1550 nm. ITU-T G. 655 – – vlakno s pomaknutom non-zero disperzijom Mogu umanjiti nelinearna izobličenja tako da izbacuju nultu disperziju izvan trećeg optičkog prozora gušenje oko 0, 2 d. B/km i polarizacijska disperzija 0, 1 ps/km. Sustavi za praćenje i vođenje procesa

Konstrukcija kabela tri osnovna tipa modula klasični žljebasti trakasti Sustavi za praćenje i vođenje procesa

Primjer kabela Sustavi za praćenje i vođenje procesa

Primjer kabela Sustavi za praćenje i vođenje procesa

Konektori Sustavi za praćenje i vođenje procesa

Sustavi za praćenje i vođenje procesa

Zaključak avioindustrija, kabelska televizija, podmornice, internet za proizvodnju 100 km vlakna potrebno je samo 2, 7 kg stakla prijenosni sustav od 2, 5 Gbit/s = 31. 000 istovremenih tel. razgovora Danas je 80% globalnih računalnih mreža, tj. mreža gdje se promet odvija na velike udaljenosti i 90% telefonije povezano svjetlovodima Danas brzine 50 Tb/s (50, 000 Gb/s) na velike udaljenosti – 0. 78 billion tel. poziva – 10 e 6 TV kanala Nove tehnologije multipleksiranja signala kroz svjetlovod Cilj dovesti svjetlovode u do razine kućanstva Sustavi za praćenje i vođenje procesa

Literatura http: //www. ciscopress. com http: //eskola. hfd. hr/laseri/paper 1/bd 6. htm Navy Electricity and Electronics Training Series, Module 24 - Introduction to Fiber Optics, NAVEDTRA 14196 Jim Hayes, Fiber Optics – Technician's Manual, 2 th edition http: //dar. ju. edu. jo/mansour/optical/ Sustavi za praćenje i vođenje procesa