Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L)...
Transcript of Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L)...
![Page 1: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/1.jpg)
Slabljenje v vlaknuMobitel d.d.,
izobraževanje
2. 4. 2010, Sla
blje
nje
(dB
/km
)
Prv
o o
kno (
O)
Dru
go o
kno (
S)
Tre
tje o
kno (
L)
1980 2. 4. 2010,
predavanje 4
Prof.dr.Jožko
Budin
Valovna dolžina (mm)
Sla
blje
nje
(dB
/km
)
1990
Vlaknodanes Min 0,16
dB/km
![Page 2: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/2.jpg)
Ponovitev:
Predavanje 3
Optično vlaknoOptično vlakno
![Page 3: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/3.jpg)
3
1. Slabljenje vlakna:1. Slabljenje pri λ = 1550 nm:
• koeficient slabljenja α = 0,19 do 0,22 dB/km (jedro SiO2 + primesi, obloga SiO2)• koeficient slabljenja α = 0,16 do 0,17 dB/km (jedro SiO2, obloga SiO2 + primesi)
2. Slabljenje v pasovih S, C, L:• koeficient slabljenja α < 0,4 dB/km (vlakno, očiščeno OH ionov)
2. Disperzija:
Optično prenosno vlakno, ključne lastnosti
2. Disperzija:• koeficient kromatske disperzije D = 17 ps/nm/km (standardno vlakno SSMF)• koeficient kromatske disperzije Dopt = 4 – 8 ps/nm/km (disperzijsko premaknjeno
vlakno NZDSF)• strmina disperzije S < 0,07 ps/nm2/km• koeficient polarizacijske rodovne disperzije PMD < 0,1 ps/km1/2, celo < 0,01 ps/km1/2
3. Nelinearnost:• efektivna površina Aef = 50 – 80 µm2 (NZDSF in SSMF)• efektivna površina Aef > 80µm2 (posebna vlakna)
![Page 4: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/4.jpg)
4
ITU-T standardizacija optičnega vlakna
• G.651 Mnogorodovno optično vlakno (MMF)
• G.652 Standardno enorodovno optično vlakno (SSMF)
• G.653 Enorodovno vlakno nične disperzije na 1550nm
• G.654 Enorodovno vlakno s premaknjeno mejno λc
• G.655 Enorodovno vlakno nenične disperzije na 1550
nm
• G.656 Enorodovno vlakno nenične disperzije na 1550
nm za širokopasovne transportne sisteme
• G.657 Enorodovno optično vlakno neobčutljivo na
krivine za notranje instalacije.
![Page 5: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/5.jpg)
5
Posebne vrste enorodovnih vlaken
Standardno enorodovno optično vlakno (SSMF)
Optično vlakno nične disperzije na λ=1,55 µm
Optično vlakno s premaknjeno mejno valovno dolžino λm
Optično vlakno nenične disperzije na λλλλ=1,55 µµµµm
Optično vlakno z nenično disperzijo na λ=1,55 µm
za širokopasovni prenos
a vlakno za dostop, LAN in MAN
b vlakno za dostop, LAN in MAN
c vlakno, očiščeno OH ionov (min. slabljenje), CWDM
d vlakno, očiščeno OH ionov (min. slabljenje), CWDM
![Page 6: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/6.jpg)
6
Parametri optičnega vlakna - pregled
Normirana frekvenca vlakna V:
Parametra
u in v:
Efektivni lomni količnik ne in normirani lomni količnik B:
Normirana frekvenca vlakna V:
![Page 7: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/7.jpg)
7Karakteristike prenosnega vlakna• Efektivna dolžinaEfektivna dolžinaEfektivna dolžinaEfektivna dolžina (effective length):
kjer je α koeficient slabljenja vlakna.
• Efektivna površinaEfektivna površinaEfektivna površinaEfektivna površina (effective area):
kjer je E(r) porazdelitev polja po prečnem prerezu vlakna.
( ) ( )( )dB/km
343,411
1km
0ααα
αα ==−== −−∫ &
lL
lef edleL
( )( )∫∫
=
A
Aef
rdrE
rdrEA
4
22
2 2µm π
km 20=&feL
2µm 8060 −=efA
kjer je E(r) porazdelitev polja po prečnem prerezu vlakna.
• Nelinearni koeficientNelinearni koeficientNelinearni koeficientNelinearni koeficient (non - linear coefficient):
kjer je n2 Kerrov koeficient nelinearne refrakcije.
• Ojačevalni koeficient stimuliranega sipanjaOjačevalni koeficient stimuliranega sipanjaOjačevalni koeficient stimuliranega sipanjaOjačevalni koeficient stimuliranega sipanja - gain coefficient of stimulated
(Raman, Brillouin) scattering:
kjer je Ps moč signala in Pč
moč črpalke.
( )efA
n2
0
11 2kmW
λ
πγ =−−
( )dz
dP
PP
Ag s
čs
ef=−1mW
1(Wkm) 7,2 −=&γ
m/W 105
m/W 10
11
13
−
−
⋅=
=
&
&
R
R
g
g
![Page 8: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/8.jpg)
8
Slabljenje in disperzija standardnih vlaken
G.652 standardno enorodovno vlakno (SSMF – Standard Single-Mode Fiber) ima
standardno vrednost slabljenja in standardno vrednost disperzije ter je v praksi
najpogostejše vlakno (npr. Corning-28).
![Page 9: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/9.jpg)
9
Polje osnovnega rodu HE11
Rod HE11 – polje v jedru Rod HE11 (LP01) - polje v jedru
(poljubna vrednost ∆) (šibkolomni približek ∆<0,01)
∆ = ( n1-n2)/n1
![Page 10: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/10.jpg)
10
Numerična odprtina vlakna
2
2
2
1 nnNA −=
Θ = arc sin NA
![Page 11: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/11.jpg)
11
Normirana frekvenca V
V <=2,405 pogoj enorodovnosti
∆ = (n1 – n2)/n1 < 0,01 šibek lom
![Page 12: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/12.jpg)
12
Definicije
∫
∫∞
∞
=4
2
0
2
)(
)(
2
rdrrE
rdrrE
Aef π
Efektivna površina daje podatek, kako
je sredica vlakna izkoriščena za
prenos svetlobe
Efektivna površina je pomembna za
nelinearne pojave v vlaknu
• Efektivna površina
∫0
4)( rdrrE
• Efektivni lomni količnik
nef = βz / k0, n1< nef < n2
![Page 13: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/13.jpg)
13
Hibridni rodovi v optičnem vlaknun1
Norm
irana f
azna k
onsta
nta
Transverzalno elektični TE
Transverzalno magnetni TM
Hibridni HE
Hibridni EH
k0
n2
Normirana frekvenca V
Norm
irana f
azna k
onsta
nta
Osnovni rod HE11
Enorodovno področje vlakna
V < 2,405
![Page 14: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/14.jpg)
14
LP rodovi v optičnem vlaknu
B
LP01
LP01 = HE11
osnovni rod
![Page 15: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/15.jpg)
15
Slabljenje in disperzija
1. Slabljenje:• Linearno (Rayleigh-jevo) sipanje
• Absorpcija (infrardeča, ultravijolična)
• Slabljenje na makro in mikro krivinah• Slabljenje na makro in mikro krivinah
2. Disperzija:• Kromatska (barvna)
• Polarizacijska (rodovna) disperzija
![Page 16: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/16.jpg)
16
![Page 17: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/17.jpg)
Slabljenje v vlaknuMobitel d.d.,
izobraževanje
2. 4. 2010, Sla
blje
nje
(dB
/km
)
Prv
o o
kno (
O)
Dru
go o
kno (
S)
Tre
tje o
kno (
L)
1980 2. 4. 2010,
predavanje 4
Prof.dr.Jožko
Budin
Valovna dolžina (mm)
Sla
blje
nje
(dB
/km
)
1990
Vlaknodanes Min 0,16
dB/km
![Page 18: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/18.jpg)
18
Vsebina
1. Slabljenje v vlaknu - splošno
2. Karakteristike slabljenja v prenosnem vlaknu
3. Glavni snovni povzročitelji slabljenja:
• sipanje na nanometrskih nehomogenostih vlakna
• infrardeča absorpcija
• ultravijolična absorpcija
4. Drugi povzročitelji slabljenja (mikro- in makrokrivine)
5. Slabljenje na stiku vlaken, na konektorjih in spojih
6. Elastično in neelastična slabljenja
7. Primer standardnega enorodovnega vlakna SSMF-
Corning-28, podatki
8. Alternativni materiali.
![Page 19: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/19.jpg)
19
Zgodovina steklaS
lab
ljen
je
0-Leta
Sla
blje
nje
0,2 dB/km
17 dB/km
![Page 20: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/20.jpg)
20
Slabljenje v kremenovem vlaknu1. Trije osnovni pojavi slabljenja v steklu SiO2 s primesmi:
• Rayleighevo razpršilno slabljenje (linearna razpršitev svetlobe na drobnih
nehomogenostih stekla) je prevladujoče slabljenje v področju valovnih dolžin 0,5 - 1,7 µm.
Rayleighevo slabljenje je izrazito odvisno od (četrte potence) λ. Minimalna vrednost
slabljenja pri λ = 1550 nm v steklu SiO2 brez primesi je 0,13 dB/km. Primesi v vlaknu
dvigujejo vrednost razpršilnega slabljenja.
• Infrardeče slabljenje (absorpcija svetlobe zaradi interakcije foton - fonon) je
prevladujoče slabljenje pri valovnih dolžinah nad λ = 1,7 µm. Omejuje spekter optičnih
komunikacij pri daljših valovnih dolžinah.komunikacij pri daljših valovnih dolžinah.
• Ultravijolično slabljenje (absorpcija svetlobe zaradi interakcije foton - elektron) je
prevladujoče slabljenje pri valovnih dolžinah pod λ = 0,5 µm. V infrardečem delu spektra
ni pomembno.
2. Drugi pojavi slabljenja vlakna:
• slabljenje ionov OH pri λ = 1,4 µm
• slabljenje na krivinah vlakna in
• slabljenje na mikrokrivinah vlakna
so posledica tehnoloških pomanjkljivosti in je nanje mogoče vplivati.
�
![Page 21: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/21.jpg)
21
Optične komunikacije - slabljenje
SOP0 Psαααα
vlakno SSMF (jedro iz materiala SiO2 - GeO2)
llll
αmin = 0,16 dB/km, vlakno PSCF (jedro iz materiala SiO2 brez primesi)
α = 0,2 dB/km,
,300
,100
,10
kml
kml
kml
=
=
=
,
,
,
PSCF
SSMF
SSMF
m
m
m
µλ
µλ
µλ
5,1
5,1
5,1
=
=
=
(>300 km je največja dosežena razdalja brez vmesne prekinitve)
Pravilo: podvojitev dolžine vlakna daje podvojitev slabljenja v dB
dBlL
dBlL
dBlL
45
20
2
min ==
==
==
α
α
α
![Page 22: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/22.jpg)
22
S
Mikrovalovna usmerjena zveza, λ = 3 cm
Radijske komunikacije - slabljenje
Pravilo: podvojitev razdalje R daje za 6 dB večje slabljenje L
efA
AL log10=
2
22
1804
=
ππθ stRA
kmR
kmR
kmR
000.40
100
10
=
=
=
dBL
dBL
dBL
8,115
8,63
8,43
=
=
=
dBL
dBL
dBL
5,204
5,152
5,132
=
=
=
λ
πRL
4log20=
razdalja površina osvetlitve osnovno slabljenje slabljenje
R
25
2
24
108,3
4,2
104,2
kmA
kmA
mA
⋅=
=
⋅=
![Page 23: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/23.jpg)
23ENORODOVNO VLAKNO - pasovi in standardizacija
• Valovni pasovi in spekter slabljenja:
• Standardizacija:
O (1260 - 1360 nm)
XS (1360 - 1460 nm)
S (1460 - 1530 nm)
C (1530 - 1565 nm)
L (1565 - 1625 nm)
XL (1625 - 1675 nm)
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
01200 1300 1400 1500 1600
slab
ljen
je (
dB
/km
)
valovna dolžina (nm)
skupna frekvenčna širina vseh pasov je okoli 50 THz
• Standardizacija:
• G.652 - Standardno enorodovno vlakno (SSMF). Podatki pri λ = 1550 nm:
- SSMF (D = 17 S = 0,057 α = 0,2 Aef = 80)
• G.655 - Disperzijsko premaknjeno enorodovno vlakno nenične (pozitivne ali
negativne) disperzije (NZDSF). Podatki pri λ = 1550 nm:
- Tera Light (D = 8 S = 0,058 α = 0,2 Aef = 65)
- True Wave - RS (D = 4,2 S = 0,045 α = 0,2 Aef = 55)
- Pure Guide (D = 8 S = 0,06 α = 0,15 Aef = 65)
- LEAF (D = 4,2 S = 0,085 α = 0,2 Aef = 72)
- All Wave (vlakno očiščeno OH ionov)
Enote: D(ps/nm/km), S(ps/nm2/km), α(dB/km), Aef(µm2) pri λ = 1,55 µm
![Page 24: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/24.jpg)
24Karakteristike prenosnega vlakna• Efektivna dolžina (effective length):
kjer je α koeficient slabljenja vlakna.
• Efektivna površina (effective area):
kjer je E(r) porazdelitev polja po prečnem prerezu vlakna.
( ) ( )( )dB/km
343,411
1km
0ααα
αα ==−== −−∫ &
lL
lef edleL
( )( )∫∫
=
A
Aef
rdrE
rdrEA
4
22
2 2µm π
km 20=&feL
2µm 8060 −=efA
kjer je E(r) porazdelitev polja po prečnem prerezu vlakna.
• Nelinearni koeficient (non - linear coefficient):
kjer je n2 Kerrov koeficient nelinearne refrakcije.
• Ojačevalni koeficient stimuliranega sipanja (gain coefficient of stimulated (Raman,
Brillouin) scattering:
kjer je Ps moč signala in Pč
moč črpalke.
( )efA
n2
0
11 2kmW
λ
πγ =−−
( )dz
dP
PP
Ag s
čs
ef=−1mW
1(Wkm) 7,2 −=&γ
m/W 105
m/W 10
11
13
−
−
⋅=
=
&
&
R
R
g
g
![Page 25: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/25.jpg)
25
Primer valovnega multipleksa
-
-
-
![Page 26: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/26.jpg)
26
Pojemanje moči na poti skozi vlakno
zpePzPα−
= )0()(
lpePlPα−
= )0()(]dBm)[0(P pePlP = )0()(
]km/1[343.4)(
)0(log
10]dB/km[ p
lP
P
lαα =
=
z=0 Z=l
]km[]dB/km[]dBm)[0(]dBm)[( lPlP ×−= α
]dBm)[0(P
z
![Page 27: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/27.jpg)
Slabljenje optičnega vlakna
Pdz
dP α−= ( )LPP inout α−= exp
( )α log10
10
−=
P
P
LkmdB
in
out
dBmmW
mWmWP 10
1
10log1010 10 =
==
( ) ( )
α
α
α
34.4
log10
log10
10
10
=
−−=
−=
−
eLL
P
eP
L
PL
in
L
in
in
mWmWdBmP 50110127 10
27
=
==
![Page 28: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/28.jpg)
28
Radio po vlaknu in radio po koax.S
lablje
nje
dB
/km
Pre
nos m
ikro
valo
v
po k
oaksia
lnem
vodu
Frekvenca (MHz)
Sla
blje
nje
dB
/km
Pre
nos m
ikro
valo
v p
o
vla
knu p
o n
ačin
u R
OF
![Page 29: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/29.jpg)
29
Slabljenje na stiku
dveh vlakendveh vlaken
![Page 30: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/30.jpg)
30
Primeri sklopa na stiku vlaken
![Page 31: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/31.jpg)
31
Slabljenje na stiku dveh vlaken 1/2
![Page 32: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/32.jpg)
32
Slabljenje na stiku dveh vlaken 2/2
![Page 33: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/33.jpg)
33
Vrste slabljenja v optičnem vlaknu1. Razpršilno slabljenje (sipanje)• Interakcija svetlobe s podvalovno oz. nano
nehomogenostjo snovi (Rayleigh)2. Absorpcijsko slabljenje• infrardeče (IR) – interakcija s fononi• ultravijolično (UV) – interakcija z elektroni• ultravijolično (UV) – interakcija z elektroni3. Slabljenje na krivinah• slabljenje na makrokrivinah (upognitev)• slabljenje na mikrokrivinah4. Slabljenje na ionih OH (je odpravljivo)5. Slabljenje na primeseh in nečistočah6. Slabljenje zaradi strukturnih nepravilnosti
![Page 34: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/34.jpg)
34
Spekter slabljenja vlaknaS
lablj
enje
dB
/km
Absorpcija OH
Rayleighjevo sipanje
Valovna dolžina/mm
Sla
blj
enje
dB
/km
absorpcija
IR absorpcija
![Page 35: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/35.jpg)
35
Spekter sestavin slabljenjaS
lablje
nje
PSCF
Sla
blje
nje
Valovna dolžina
0,16
dB/km
![Page 36: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/36.jpg)
36
SMF-28 – spekter slabljenjaS
lablje
nje
v d
B/k
mCorning 28TM
Najbolj razširjeno vlakno v praksi
Nova izpeljanka vlakna SMF-28
ULL (ultra low loss) ima znižano
slabljenje na 1400 nm.
Valovna dolžina v nm
Sla
blje
nje
v d
B/k
m
![Page 37: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/37.jpg)
37
Vlakno All WaveS
lablje
nje
dB
/km
λ/nm
![Page 38: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/38.jpg)
38
Slabljenje vlaken iz novih materialov??
?1,55
![Page 39: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/39.jpg)
39
SMF-28 ULL – spekter slabljenjaS
lablje
nje
v d
B/k
mCorning
Najbolj razširjeno vlakno v praksi
Nova izpeljanka vlakna SMF-28 ULL
(ultra low loss) ima še znižano
slabljenje na 1400 nm.
Valovna dolžina v nm
Sla
blje
nje
v d
B/k
m
ULL
![Page 40: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/40.jpg)
40
Slabljenje vlakna - primerjava
Valovna dolžina SMF28 62.5/125
850 nm 1.8 dB/km 2.72 dB/km
enorodovno mnogorodovno
1300 nm 0.35 dB/km 0.52 dB/km
1380 nm 0.50 dB/km 0.92 dB/km
1550 nm 0.19 dB/km 0.29 dB/km
![Page 41: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/41.jpg)
41
Praktične vrednosti slabljenja
konektorjev, spojev in vlaken
Tipična vrednost slabljenja Največja vrednost slabljenja
Varjeni spoj
Konektor, minimalno
Konektor, maksimalno
Varjeni spoj
Mehanski spoj
0,35 dB/km
0,35 dB/km
0,2 dB/km
![Page 42: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/42.jpg)
42
Rayleighjevo
razpršilno in
absorpcijskoabsorpcijsko
slabljenje
![Page 43: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/43.jpg)
43
Razprševanje svetlobe na delcih
![Page 44: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/44.jpg)
44
Dipolski model Rayleigh-jevega sipanja
polje dipola
Prostorninski element povišane
dielektričnosti deluje kot elementarni
električni dipol.
Smerni diagram dipolskega polja
predstavlja razpršeno polje.
![Page 45: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/45.jpg)
45
![Page 46: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/46.jpg)
46
Rayleighjevo razpršilno slabljenje
dB/km
∆n = n1 - n2
λ v µm
primes Ge
![Page 47: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/47.jpg)
47
Rayleighjevo razpršilno slabljenje
1
5 )exp(
−
−
∝
Tk
hc
B
scatλ
λα TkBλ
eTemperatur : ,JK 103806.1 Js, 10626.6 -12334Tkh B
−− ×=×=
![Page 48: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/48.jpg)
Zvišan in znižan lomni količnik
![Page 49: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/49.jpg)
49
Absorpcijsko slabljenje
1. Infrardeča absorpcija
2. Ultravijolična absorpcija
![Page 50: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/50.jpg)
50
Slabljenje na
(makro)krivini(makro)krivini
vlakna
![Page 51: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/51.jpg)
51
![Page 52: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/52.jpg)
52
Pojasnitev slabljenja na krivini
Optični tunelski pojav v oblogiPrenehanje pogoja za totalni odboj
![Page 53: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/53.jpg)
53
Izgubno sevanje na krivini
![Page 54: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/54.jpg)
54
Slabljenje na krivini
Makrokrivinsko (upognitveno)
slabljenjeSredica vlakna
Mikrokrivinsko slabljenje
absorpcija
![Page 55: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/55.jpg)
55
Slabljenje na makrokrivini vlakna
R krivinski
polmer vlakna
![Page 56: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/56.jpg)
56
Odboj od konca
vlakna
![Page 57: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/57.jpg)
57
Odboj na začetku in koncu vlakna
Γ12Γ21
4% 4%
n1n2 n1
![Page 58: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/58.jpg)
58
Linearno in
nelinearno
sipanjesipanje
![Page 59: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/59.jpg)
59
![Page 60: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/60.jpg)
60
Linearno in nelinearno sipanjeRayleighovo sipanje
virtualni nivo
Rayleighjevo sipanje: Spontano Ramanovo sipanje:
Rayleighjevo sipanje
Linearno sipanje Nelinearno sipanje
Fotoni se sipajo v vse smeri
(dipolsko sevanje)
Fotoni se sipajo v poljubnih smereh
število fotonov na E2 in E1
Sevanje anti-Stokes mnogo šibkejše.
![Page 61: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/61.jpg)
61
Stimulirano Ramanovo sipanje
• Pri močni črpalki se število sevanih Ramanovih fotonov
močno poveča. Zato:
Stimulirajo koherentno Ramanovo sevanje v smeri širjenja
črpalke in s tem signal ojačujejo.
Stokesov in anti-Stokesov
signal imata lahko primerljivo
intenziteto.
![Page 62: Mobitel d.d., Prvo okno (O) Drugo okno (S) Tretje okno (L) …antena.fe.uni-lj.si/gradiva/mobitel/prof. dr. Jožko Budin - Strokovno... · Slabljenje v kremenovem vlaknu 20 1. Trije](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022040800/5e379b93e90d5c5a2b4f5692/html5/thumbnails/62.jpg)
62
Konec