ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ(attenuation)(attenuation)

ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΝΑΣΟΠΤΙΚΗΣ ΙΝΑΣ

ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ (ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ (absorptionabsorption light-to-heat) light-to-heat)

- - Ενδογενής Ενδογενής (Intrinsic Si-O (Intrinsic Si-O μοριακοί δεσμοί)μοριακοί δεσμοί)

- - Προσμίξεις Προσμίξεις Fe, Cu, V, Co, OH ion (Impurity)Fe, Cu, V, Co, OH ion (Impurity)

- - Ελαττωματικό υλικό (Ελαττωματικό υλικό (Defect)Defect)

ΣΚΕΔΑΣΗ (ΣΚΕΔΑΣΗ (light scattering)light scattering)

- - Ενδογενής (Ενδογενής (Intrinsic) Intrinsic) – μεταβολές στον δείκτη διάθλασης και στην – μεταβολές στον δείκτη διάθλασης και στην σύνθεση του γυαλιούσύνθεση του γυαλιού - Rayleigh Scattering - Rayleigh Scattering

- - Κυματοδηγική (Κυματοδηγική (waveguide)waveguide) – ατέλειες – ατέλειες claddingcladding

- - Λυγίσματα (Λυγίσματα (bends, microbends)bends, microbends)

ΑΙΤΙΑΑΙΤΙΑ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣ

P(z)

ΔPb

ΔPs

Δz

P(z) - ΔPa - ΔPs - ΔPb

ΔPa

ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΗΣ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣ ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΗΣ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣ

ΤΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΝΑΣΤΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΝΑΣ

P(z) = P(z) = προσπίπτουσα οπτική ισχύςπροσπίπτουσα οπτική ισχύς

ΔΔPb = Pb = οπισθοσκεδασμένη οπτική ισχύς απο το τμήμα ινας μήκους Δοπισθοσκεδασμένη οπτική ισχύς απο το τμήμα ινας μήκους Δzz

ΔΔPs = Ps = υπόλοιπη συνολική σκεδασμένη οπτική ισχύς απο το τμήμα Δυπόλοιπη συνολική σκεδασμένη οπτική ισχύς απο το τμήμα Δzz

ΔΔPa = Pa = Αποροφούμενη οπτική ισχύς απο το τμήμα ΔΑποροφούμενη οπτική ισχύς απο το τμήμα Δzz

ααaa = absorption coefficient = absorption coefficientααss = scattering coefficient = scattering coefficientααbb = backscattering coefficient = backscattering coefficientααTT = total attenuation coefficient = = total attenuation coefficient = ααa a ++ ααs s ++ ααbb

P(P(zz) = P() = P(00) exp (-) exp (-ααTT z) z)P(P(00) = ) = οπτική ισχύς εισερχόμενη στην ίναοπτική ισχύς εισερχόμενη στην ίνα

Εξασθένηση (Εξασθένηση (dB) = (1 / L) 10 logdB) = (1 / L) 10 log1010 P(0) / P(L) = P(0) / P(L) = ααTT

P(P(LL) = ) = οπτική ισχύς εξερχόμενη απο ίνα σε απόσταση οπτική ισχύς εξερχόμενη απο ίνα σε απόσταση LL

ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣ

Attenuation coefficient (Attenuation coefficient (α) α)

ΦΑΣΜΑΤΙΚΗΦΑΣΜΑΤΙΚΗ ( (λλ) ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΝΑΣ) ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΝΑΣ

((SPECTRAL ATTENUATIONSPECTRAL ATTENUATION))

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΟΠΤΙΚΩΝ ΙΝΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΟΠΤΙΚΩΝ ΙΝΩΝ ΒΑΣΙΣΜΕΝΕΣ ΣΤΗΝ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΒΑΣΙΣΜΕΝΕΣ ΣΤΗΝ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ

ΑΝΑΛΟΓΑ ΜΕ ΤΟ λ (μήκος κύματος)ΑΝΑΛΟΓΑ ΜΕ ΤΟ λ (μήκος κύματος)

3 3 ΠΑΡΑΘΥΡΑΠΑΡΑΘΥΡΑ 3 3 τεχνολογίεςτεχνολογίες

0.8μ0.8μm m Short wavelenth Short wavelenth

1.31.3μμm m Long wavelength Long wavelength

1.51.5μμm m Very Long wavelength Very Long wavelength

ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ - ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ - ATTENUATION ATTENUATION

ΜΟΝΟΤΡΟΠΙΚΩΝ / ΠΟΛΥΤΡΟΠΙΚΩΝ ΜΟΝΟΤΡΟΠΙΚΩΝ / ΠΟΛΥΤΡΟΠΙΚΩΝ

ΟΠΤΙΚΩΝ ΙΝΩΝΟΠΤΙΚΩΝ ΙΝΩΝ

ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣOPTICAL TIME DOMAIN REFLECTOMETRYOPTICAL TIME DOMAIN REFLECTOMETRY ( (OTDR)OTDR)

ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣOPTICAL TIME DOMAIN REFLECTOMETRYOPTICAL TIME DOMAIN REFLECTOMETRY ( (OTDR)OTDR)

ααTT = total attenuation coefficient = total attenuation coefficient dB / km dB / km

ΛΕΠΤΟΜΕΡΕΙΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣΛΕΠΤΟΜΕΡΕΙΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣOPTICAL TIME DOMAIN REFLECTOMETRYOPTICAL TIME DOMAIN REFLECTOMETRY ( (OTDR)OTDR)

ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ ΑΠΟ ΛΥΓΙΣΜΑΤΑΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ ΑΠΟ ΛΥΓΙΣΜΑΤΑ

Bending - microbendingBending - microbending

ΔΙΑΣΠΟΡΑΔΙΑΣΠΟΡΑ

ΟΠΤΙΚΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΝΑΣΙΝΑΣ

(DISPERSION )(DISPERSION )

ΔΙΑΣΠΟΡΑ (ΔΙΑΣΠΟΡΑ (dispersion) dispersion) ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΝΑΣ ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΝΑΣ

Διασπορά = η Διασπορά = η παραμόρφωσηπαραμόρφωση του οπτικά διαμορφωμένου ψηφιακού σήματος του οπτικά διαμορφωμένου ψηφιακού σήματος ((bits 1 & 0) bits 1 & 0) που ταξιδεύει στην οπτική ίνα που ταξιδεύει στην οπτική ίνα

ΟφείλεταιΟφείλεται στην ύπαρξη των στην ύπαρξη των ModesModes & στο & στο λλ της φωτεινής πηγής της φωτεινής πηγής

Συμβαίνει Συμβαίνει στον Χρόνο ( στον Χρόνο (t) t) & στην Συχνότητα& στην Συχνότητα (f) (f)

ΕΜΦΑΝΙΖΕΤΑΙ ΣΑΝ «ΕΜΦΑΝΙΖΕΤΑΙ ΣΑΝ «ΑΣΥΜΜΕΤΡΟ ΑΠΛΩΜΑΑΣΥΜΜΕΤΡΟ ΑΠΛΩΜΑ» ΤΟΥ ΨΗΦΙΑΚΟΥ ΠΑΛΜΟΥ» ΤΟΥ ΨΗΦΙΑΚΟΥ ΠΑΛΜΟΥ

ΠΩΣ ΕΜΦΑΝΙΖΕΤΑΙ Η ΔΙΑΣΠΟΡΑ & ΕΙΔΗΠΩΣ ΕΜΦΑΝΙΖΕΤΑΙ Η ΔΙΑΣΠΟΡΑ & ΕΙΔΗ

ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ

Modal Modal ΔΙΑΣΠΟΡΑΔΙΑΣΠΟΡΑ

ΧρωματικήΧρωματική ΔΙΑΣΠΟΡΑΔΙΑΣΠΟΡΑ

Αρχικοί παλμοί Μετά απο μεγάληαπόσταση

Μετά απο απόσταση

MODAL MODAL ΔΙΑΣΠΟΡΑΔΙΑΣΠΟΡΑ

(modal dispersion)(modal dispersion)

MODAL MODAL ΔΙΑΣΠΟΡΑΔΙΑΣΠΟΡΑ

(modal (modal ή ή intermodal dispersion)intermodal dispersion) Οφείλεται στην ύπαρξη των Οφείλεται στην ύπαρξη των ModesModes και την μείξη τους ( και την μείξη τους (mode mixing)mode mixing) Εμφανίζεται στις πολυτροπικές ίνεςΕμφανίζεται στις πολυτροπικές ίνες ( (multimode fiber)multimode fiber) Απλώνει τον παλμό έξω και πέρα απο το αρχικό «Απλώνει τον παλμό έξω και πέρα απο το αρχικό «time slot” time slot” τουτου Είναι υψηλή στις Είναι υψηλή στις Step - Index Step - Index οπτικές ίνεςοπτικές ίνες Είναι σχετικά χαμηλή στις Είναι σχετικά χαμηλή στις Graded – Index Graded – Index οπτικές ίνες οπτικές ίνες Είναι πολύ χαμηλή έως αμελητέα στις μονοτροπικές ίνες διότι σε Είναι πολύ χαμηλή έως αμελητέα στις μονοτροπικές ίνες διότι σε αυτές δεν δημιουργούνται περισσότερες απο 1 – 2 αυτές δεν δημιουργούνται περισσότερες απο 1 – 2 modesmodes

Πολλές modes

1 - 2 modes

Συγκέντρωση των modes

MODAL MODAL ΔΙΑΣΠΟΡΑΔΙΑΣΠΟΡΑ (modal dispersion) (modal dispersion)

Η Η mode 1 mode 1 διανύει ένα διανύει ένα μακρύτερο φυσικο μονοπάτιμακρύτερο φυσικο μονοπάτι απο ότι η απο ότι η mode 2mode 2

Η Η mode 1 mode 1 όμως ταξιδεύει σε φυσικό μέσο με μικροτερο όμως ταξιδεύει σε φυσικό μέσο με μικροτερο nn και και συνεπώς έχει συνεπώς έχει μεγαλυτερη ταχύτηταμεγαλυτερη ταχύτητα ταξιδεύει γρηγορότερα ταξιδεύει γρηγορότερα

Συνεπώς η καθυστέρηση διάδοσης (Συνεπώς η καθυστέρηση διάδοσης (propagation delay) propagation delay) είναι είναι περίπου η ίδια περίπου η ίδια χαμηλότερη διασπορά σε σύγκριση με χαμηλότερη διασπορά σε σύγκριση με step-indexstep-index

ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ MODAL MODAL ΔΙΑΣΠΟΡΑΣΔΙΑΣΠΟΡΑΣΣΤΙΣ ΣΤΙΣ GRADED – INDEX GRADED – INDEX ΙΝΕΣΙΝΕΣ

ΧΡΩΜΑΤΙΚΗ ΧΡΩΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΣΠΟΡΑ ΔΙΑΣΠΟΡΑ

((chromatic dispersion) chromatic dispersion)

ΧΡΩΜΑΤΙΚΗ ΧΡΩΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΣΠΟΡΑ (ΔΙΑΣΠΟΡΑ (chromatic dispersion)chromatic dispersion)

Οφείλεται στην μεταβολή του δείκτη διάθλασης Οφείλεται στην μεταβολή του δείκτη διάθλασης nn με το με το λλ Το φώς ταξιδεύει με διαφορετική ταχύτητα (Το φώς ταξιδεύει με διαφορετική ταχύτητα (Group Velocity - Vg) Group Velocity - Vg) σε διαφορετικά σε διαφορετικά λλ Κάθε λ έχει τη δική του ταχύτητα – Κάθε λ έχει τη δική του ταχύτητα – Group VelocityGroup Velocity Εξαρτάται απο το φασματικό εύρος του φωτός της πηγήςΕξαρτάται απο το φασματικό εύρος του φωτός της πηγής Τα Τα μικρά λ (μπλέ)μικρά λ (μπλέ) ταξιδεύουν ταχύτερα απο τα ταξιδεύουν ταχύτερα απο τα μεγάλα λ (κόκκινο)μεγάλα λ (κόκκινο) Συνεπώς Συνεπώς φτάνουν γρηγορότεραφτάνουν γρηγορότερα στο τέλος της ίνας στο τέλος της ίνας Οταν η πηγή έχει μεγάλο φασματικό εύρος Οταν η πηγή έχει μεγάλο φασματικό εύρος εμφανίζεται εμφανίζεται μεγάλημεγάλη χρωματική χρωματική διασπορά διασπορά συνεπώς απαιτούνται πηγές με συνεπώς απαιτούνται πηγές με στενόστενό φασματικό εύρος φασματικό εύρος Η χρωματική διασπορά μηδενίζεται για Η χρωματική διασπορά μηδενίζεται για λ = 1.3 μλ = 1.3 μmm 2ο παράθυρο 2ο παράθυρο

ΧΡΩΜΑΤΙΚΗ ΧΡΩΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΣΠΟΡΑ σε ΜΟΝΟΤΡΟΠΙΚΗ ΙΝΑΔΙΑΣΠΟΡΑ σε ΜΟΝΟΤΡΟΠΙΚΗ ΙΝΑ

ΜΕΤΡΗΣΗ ΔΙΑΣΠΟΡΑΣ ΜΕΤΡΗΣΗ ΔΙΑΣΠΟΡΑΣ (group velocity dispersion)(group velocity dispersion)

σε ΜΟΝΟΤΡΟΠΙΚΗ ΙΝΑσε ΜΟΝΟΤΡΟΠΙΚΗ ΙΝΑ

ΔΙΑΣΠΟΡΑ ΔΙΑΣΠΟΡΑ ΥΛΙΚΟΥΥΛΙΚΟΥ

((material dispersion)material dispersion)

ΔΙΑΣΠΟΡΑ ΔΙΑΣΠΟΡΑ ΥΛΙΚΟΥΥΛΙΚΟΥ

ΜΟΝΟΤΡΟΠΙΚΗ ΟΠΤΙΚΗ ΙΝΑΜΟΝΟΤΡΟΠΙΚΗ ΟΠΤΙΚΗ ΙΝΑ

ΜΕ ΜΕ

ΜΕΤΑΘΕΣΗ ΔΙΑΣΠΟΡΑΣ (ΜΕΤΑΘΕΣΗ ΔΙΑΣΠΟΡΑΣ (DSF)DSF)

Η χρωματική διασπορά στην Η χρωματική διασπορά στην SMF SMF ίνα μηδενίζεται για ίνα μηδενίζεται για λ = 1.3 μλ = 1.3 μmm

Με ειδική επεξεργασία παράγεται η Με ειδική επεξεργασία παράγεται η DSF DSF ινα όπου η χρωματική διασπορά ινα όπου η χρωματική διασπορά

μηδενίζεται για μηδενίζεται για λ = 1.55 μλ = 1.55 μmm 3ο παράθυρο 3ο παράθυρο

ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΠΟΛΥΤΡΟΠΙΚΩΝ - ΜΟΝΟΤΡΟΠΙΚΩΝΣΥΓΚΡΙΣΗ ΠΟΛΥΤΡΟΠΙΚΩΝ - ΜΟΝΟΤΡΟΠΙΚΩΝ

ΔΟΜΗ ΚΑΛΩΔΙΟΥ ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΝΑΣΔΟΜΗ ΚΑΛΩΔΙΟΥ ΟΠΤΙΚΗΣ ΙΝΑΣ

ΟΠΤΙΚΗ ΣΥΖΕΥΞΗ - ΟΠΤΙΚΗ ΣΥΖΕΥΞΗ - OPTICAL COUPLINGOPTICAL COUPLING

ΟΠΤΙΚΗ ΣΥΝΔΕΣΗ / ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΗ ΟΠΤΙΚΗ ΣΥΝΔΕΣΗ / ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΗ ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΙΣΗΕΥΘΥΓΡΑΜΜΙΣΗ

ΟΠΤΙΚΗ ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΗ ΟΠΤΙΚΗ ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΗ ΜΕ ΤΗΞΗ ΜΕ ΤΗΞΗ FUSION SPLICINGFUSION SPLICING

ΟΠΤΙΚΗ ΣΥΝΔΕΣΗΟΠΤΙΚΗ ΣΥΝΔΕΣΗOPTICAL CONNECTORSOPTICAL CONNECTORS