Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék INTERAKTÍV.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék INTERAKTÍV."— Előadás másolata:

1 Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék INTERAKTÍV KÁBELTELEVÍZIÓS HÁLÓZATOK II. ELŐADÁS TÉMAVÁZLATOK HFC HÁLÓZATOK; OPTIKAI SZAKASZ Optikai távközlési alapismeretek SZIE. MTK. TÁVKÖZLÉSI TANSZÉK Győr

2 Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék 2004 március2 A fény jellemzői l Tárgyalási mód:  Geometriai optika módszere,  Hullámoptika módszere,  Kvantummechanika módszere,

3 Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék 2004 március3 A fény, mint elektromágneses hullám: l Az EM hullámok áttekintése hullámhossz, ill. frekvencia szerint: UVLÁTHATÓIR c=2, *10 8 m/s 0,40,50,60,81,01,21,41,61,8 µm /1650 I. II. III nm 1 pm1 nm1 µm1 mm1 m100m hullámhossz THz1 THz1 GHz1 MHz frekvencia KOZMIKUS RÖNTGEN FÉNY KOMMUNIKÁCIÓ

4 Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék 2004 március4 A fény, mint elektromágneses hullám: l A terjedés közege leírható az elektromos és mágneses anyagjellemzőkkel: : l A terjedés jellemzői:

5 Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék 2004 március5 A fény törése és visszaverődése l A fény visszaverődése: l A fény törése:  Snellius-Descartes törvény:  Határszög: az a beesési szög amelyhez tartozó törési szög éppen 90 0 :

6 Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék 2004 március6 Fénytani fogalmak l Optikai úthossz:  A fénynek a közegben megtett d útja megszorozva a közeg törésmutatójával:  Megadja, hogy a fény mekkora utat tenne meg vakuumban ugyanannyi idő alatt, mint amennyi alatt a „d” távolságot befutja a kérdéses közegben. l Határszög:  Érkezzen a fény egy optikailag sűrűbb közegből egy optikailag ritkább közeg határfelületéhez. Azt a beesési szöget amikor a kilépő fénysugár súrolja a közegek határfelületét határszögnek nevezzük. Ennél nagyobb beesési szögnél a fény már nem tud kilépni a közegből, hanem a határfelületen teljes visszaverődést szenved. (Lásd az előző diát)

7 Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék 2004 március7 A fényhullám teljesítménysűrűsége l A fény EM hullám, energiát szállít:  teljesítménysűrűsége:  C 1 a fény közegbeli sebessége,  α a beesés szöge,  E 0 az elektromos térerősség amplitúdója, l A fénytörés oka: a fény a közegben lassabban halad, mint a vákuumban, mert az elektromos térerőssége rezgésbe hozza a közeg atomjainak elektronburkát. A rezgő töltések sugárzást bocsátanak ki (a kényszerrezgéssel megegyező frekvencián). A beérkező és a közeg rezgő atomjai által kibocsátott sugárzás eredője a közeg utáni térben ugyanolyan rezgés, mint a beérkező, de a közeg vastagságával arányos fáziskésést szenved. Ezt a fáziskésést észleljük úgy, mintha a fény a közegben lassabban haladt volna.

8 Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék 2004 március8 Optikai szálak l Akceptanciaszög:az a legnagyobb szög, amelyen belül a belépő fénysugár a szálban még kilépés nélkül továbbhalad. Numerikus Apertúra Ha akkor a numerikus apertúra is kicsi. A távközlésben kis numerikus apertúrával gyártott szálakat, ún. gyengén vezető szálakat alkalmaznak.

9 Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék 2004 március9 Az üvegszálak átviteli tulajdonságai l Csillapítás (veszteség) függ:  - az anyag hőmérsékletétől,  - a tisztaságától és  - a fény hullámhosszától.  Abszorpció:  Uv abszorpció,  IR abszorpció  Rayleigh szórás l Levágási hullámhossz l Egyéb jellemzők

10 Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék 2004 március10 Optikai szálak típusai l A fényvezető szálakat csoportosíthatjuk a:  fényterjedés típusa :  többmódusú (multimode),  egymódusú (single-mode),  a mag és héj anyaga,  a mag és a héj mérete,  az átviteli jellemzők szerint. Step Index MultiMode Gradiaded Index MultiMode MonoMode

11 Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék 2004 március11 Veszteségek l A vákuumtól eltérő anyagban haladó fény veszteségeket szenved. l Az átviteli veszteségek fő okai.  Elnyelődés (abszorpció): az atom, vagy molekula a beérkező fotont elnyeli s hatására magasabb energiájú állapba kerül.  Diszperzió: a közegben haladó fény sebessége függ a hullámhosszától. Miután a fény több különböző hullámhosszúságú rezgés keveréke, összetevőire bomlik és szinek szerint változó sebességgel halad.  Szóródás: az anyagban lévő inhomogenitásokon a fény energiája szóródik.  Tükröződés: a fény valamely közeg határára érve arról részben visszaverődik, a teljes energia visszavert hányada az anyag törésmutatójától függ (Fresnel reflexió). Tükröződésről beszélünk, ha a visszaverődés tökéletesen sík felületről történik.  Szórt visszaverődés: az optikailag durva felületről való visszaverődés (a visszaverő felület nem tökéletesen sima, sík felület).

12 Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék 2004 március12 Diszperzió l A diszperzió a szálból kilépő optikai jel elváltozása (szétkenődése) a belépő optikai jelhez képest. A diszperziót (jelszóródás) az optikai jel komponenseinek, módusainak, vagy különböző frekvenciájú spektrum- összetevőinek eltérő futásideje okozza. A gyakorlatban ez a jel kiszélesedéséhez, ellaposodásához vezet.. l Négyfajta diszperziót különböztetünk meg:  Módus diszperziót,  anyag és geometria következtében fellépő diszperziót, valamint a hullámvezető diszperziót, együttesen a kromatikus diszperziót,  a polarizációs módus diszperzióját. l A diszperzió megengedett értékét általában a bitidő 10%-ában határozzák meg.

13 Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék 2004 március13 Módusdiszperzió l A módus diszperziót a különböző módusok egymástól eltérő futásidejének különbsége okozza. Lépcsős törésmutató Gradiens törésmutató Egymódusú szál

14 Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék 2004 március14 Kromatikus diszperzió l A különböző hosszúságú fényhullámoknak ugyanazon az átviteli úton különböző futási idejük van. l Két összetevőből áll:  Anyag diszpezió: a hullámvezető anyag szennyezettsége nem egyenletes,  Hullámvezető diszperzió: a hullámvezető profiljától függ (a törésmutató profil változtatásával eltolható a nulla diszperziós pont. Adók spektruma

15 Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék 2004 március15 Kromatikus diszperzió l A kromatikus diszperzió (D) mértékegysége a ps/nm*km:  Diszperziós idő t H [ps],  A lézer fényforrás sávszélessége δλ[nm]  A távolság L [km]. l Ha D>0→a nagyobb hullámhosszak terjednek gyorsabban, l Ha D<0→a kisebb hullámhosszak terjednek gyorsabban.  forrás spektrális szélessége Lszakaszhossz Ddiszperziós együttható Hatása: impulzus kiszélesedés, átlapolódás Szakasztávolság csökken!

16 Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék 2004 március16 Kromatikus diszperzió l A szál anyagából, a törésmutató-profil geometriai kialakításából fakadó diszperziót, illetve az ún. hullámvezető diszperziót együttesen kromatikus diszperziónak nevezik. 1. görbe egy normál monomódusú (egymódusú) kvarcüveg szál diszperziója 2. és a 3. görbe eltolt diszperziójú szálak

17 Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék 2004 március17 CCITT G. 653 ajánlása

18 Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék 2004 március18 Polarizációs módus diszperzió

19 Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék 2004 március19 Polarizációs módusdiszperzió l A polarizációs módus diszperzió (PMD = Polarization Mode Dispersion) a különböző polarizációs síkok egymáshoz viszonyított futásidő-különbségéből származó jelszóródás. Ez az átvitt impulzusok időbeli szóródását eredményezi a digitális rendszereknél és torzítást okoz az analóg átvitelnél. l Az. ábrán látható a fény, mint elektromágneses hullám terjedése. A fény polarizációja azt jelenti, hogy a terjedése közben a terjedés irányára merőlegesen különböző irányokban rezeg. A két alapvető polarizációs síknál a rezgés iránya megegyezik az elektromos (E), illetve a mágneses (H) térerősség vektorának irányával.

20 Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék 2004 március20 Polarizációs módusdiszperzió Egy ideális körszimmetrikus optikai szálban a két polarizációs módus azonos sebességgel terjed. A valóságban azonban a szálak nem teljesen körkörösek, a két polarizációs módus sebessége különböző lesz. Ez az aszimmetrikus karakterisztika véletlenszerűen változik a szál hosszán, ezért az eltérése a két diszperziós módusnak statisztikusan számítható ki. BIREFRIGERANCIA A fényvezető szál anyagának egyenetlenségei miatt a szálban kialakul egy „gyors” és egy „lassú” polarizációs terjedési sík (irány). Ebben a két síkban a fényvezető törésmutatója különbözik egymástól. Birefrigeranciának nevezzük a két polarizációs terjedési sík törésmutatójának a különbségét. A polarizált fény komponensei a két polarizációs terjedési síkban különböző sebességgel terjednek és így a szál végére időkülönbséggel érkeznek. A fény polarizációs állapotának változását előidézheti a fénytörés, a fényvisszaverődés és a fényszóródás.

21 Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék 2004 március21 fényvezetőszál  PMD késleltetés Okok: geometriai hibák, szennyezések, fizikai hatások Előre nehezen (nem) számítható statisztikus érték! Eltérő törésmutató értékek a különböző polarizációs síkokra. Polarizációs módus diszperzió

22 Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék 2004 március22 Levágási hullámhossz l Az egymódusú szálak előállításánál arra törekedtek, hogy a legjobb átviteli paraméterekkel rendelkező szálkonstrukciót alakítsák ki. A magátmérőt úgy lecsökkentették, hogy összemérhetővé váljék a rajta keresztül áthaladó fény hullámhosszával, mert ekkor csak egyetlen módus, az alapmódus tud rajta terjedni. l Minél kisebbre választjuk tehát az alkalmazott hullámhosszt, annál kisebb magátmérőjű optikai szálra van szükségünk. Megfordítva ezt a folyamatot az is kitűnik, hogy egy adott magátmérőjű szál csak egy bizonyos hullámhossztól lesz egymódusú, ahonnan összemérhetővé válik a hullámhossz a keresztmetszettel. Egy 10  m magátmérőjű optikai szál levágási hullámhossza 1280 nm körül van. Ez azt jelenti, hogy a II. és a III. ablak hullámhosszaira nézve egymódusú a szál, míg 850 nm hullámhossz esetén többmódusú.

23 Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék 2004 március23 Egyéb jellemzők l A szál meghajlítása miatti veszteségek:  Makrohajlat  Mikrohajlat, l A szál öregedése, l Gyártási hibák:  Magátmérő különbség,  Koncentricitási hiba,  Köralak hiba,  Egyenetlen törésmutató eloszlási hiba. l Illesztési hibák


Letölteni ppt "Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék Honfy József egyetemi adjunktus SZÉCHENYI I. EGYETEM Távközlési Tanszék INTERAKTÍV."

Hasonló előadás


Google Hirdetések