Optikai kábelek. Brunner Kristóf

Hasonló dokumentumok
Fényvezető szálak és optikai kábelek

Készítette: Bagosi Róbert Krisztián Szak: Informatika tanár Tagozat: Levelező Évfolyam: 3 EHA: BARMAAT.SZE H-s azonosító: h478916

Kromatikus diszperzió mérése

POF (Plastic (Polymer) Optical Fiber)

TÁVKÖZLÉSI ISMERETEK FÉNYVEZETŐS GYAKORLAT. Szakirodalomból szerkesztette: Varga József

Fizikai Réteg. Kábelek a hálózatban. Készítette: Várkonyi Zoltán. Szeged, március 04.

Hálózatok I. (MIN3E0IN-L) ELŐADÁS CÍME. Segédlet a gyakorlati órákhoz. 2.Gyakorlat. Göcs László

OPTIKA. Hullámoptika Diszperzió, interferencia. Dr. Seres István

Sodort érpár típusok: Vezeték és csatlakozó típusok

ÉRZÉKELŐK 18. ELŐADÁS: FÉNYVEZETŐ SZÁLAS OPTIKAI ÉRZÉKELŐK TÖRTÉNETI ÁTTEKINTÉS BEVEZETŐ ÁTTEKINTÉS FÉLVEZETŐ LÉZERANYAGOK OPTIKAI HÁLÓZAT FELÉPÍTÉSE

Adat, mérés, vezérléstechnika LAN Távközlés

Az optikai szálak. FV szálak felépítése, gyakorlati jelenségek

Optika gyakorlat 2. Geometriai optika: planparalel lemez, prizma, hullámvezető

Optikai hálózatok 1.ea

Fénytávközlő rendszerek és alkalmazások

Adatátviteli eszközök

Optika fejezet felosztása

HÍRADÁSTECHNIKA I. Dr.Varga Péter János

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

A gradiens törésmutatójú közeg I.

E (total) = E (translational) + E (rotation) + E (vibration) + E (electronic) + E (electronic

OPTIKA. Vékony lencsék, gömbtükrök. Dr. Seres István

11. Egy Y alakú gumikötél egyik ága 20 cm, másik ága 50 cm. A két ág végeit azonos, f = 4 Hz

OPTIKA. Hullámoptika Diszperzió, interferencia. Dr. Seres István

A fény mint elektromágneses hullám és mint fényrészecske

Optika Gröller BMF Kandó MTI

Optika és Relativitáselmélet II. BsC fizikus hallgatóknak

GPON rendszerek bevezetése, alkalmazása a Magyar Telekom hálózatában

MÉRÉSI SEGÉDLET OPTIKAI ÖSSZEKÖTTETÉSEK VIZSGÁLATA (OP-1) V2 épület VI.emelet 620. Fénytávközlés Labor

OPT TIKA. Hullámoptika. Dr. Seres István

AZ OPTIKAI SZÁLAK ÉS A KVANTUMTITKOSÍTÁS FIZIKAI ALAPJAI. Informatikai eszközök fizikai alapjai szeminárium

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény

Tartalom. 1. és 2. rétegű eszközök. Hálózati kábelek. Első réteg. UTP kábel. Az UTP kábel felépítése

HÁLÓZATOK I. Segédlet a gyakorlati órákhoz. Készítette: Göcs László főiskolai tanársegéd NJE GAMF MIK Informatika Tanszék tanév 1.

6.óra Hálózatok Hálózat - Egyedi számítógépek fizikai összekötésével kapott rendszer. A hálózat működését egy speciális operációs rendszer irányítja.

Adatátviteli rendszerek Vezetékes kommunikációs interfészek. Dr. habil Wührl Tibor Óbudai Egyetem, KVK Híradástechnika Intézet

Hálózatok. Alapismeretek. A kommunikáció alapjai (általános távközlés-technikai fogalmak)

HÍRADÁSTECHNIKA I. Dr.Varga Péter János

SZIPorkázó optikai hálózatok telepítési és átadás-átvételi mérései

Audiofrekvenciás jel továbbítása optikai úton

SZENZOROK ÉS MIKROÁRAMKÖRÖK 18. ELŐADÁS: FÉNYVEZETŐ SZÁLAS ÉRZÉKELŐK I

Kristályok optikai tulajdonságai. Debrecen, december 06.

Hullámok tesztek. 3. Melyik állítás nem igaz a mechanikai hullámok körében?

WDM hálózatok kulcselemei, működésük fizikai elve és technológiájuk

Alapjai (BMEVIHVJV71. Optikai Gerhátné Dr. Udvary Eszter.

Abszorpciós spektroszkópia

Rezgés, Hullámok. Rezgés, oszcilláció. Harmonikus rezgő mozgás jellemzői

FÉNYTÁVKÖZLÉS. Dr.Varga Péter János

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Gyakorlat anyag. Veszely. February 13, Figure 1: Koaxiális kábel

Rezgések és hullámok

ÁTVITELI ALAPOK, ALAPFOGALMAK

OPTIKA. Geometriai optika. Snellius Descartes-törvény szeptember 19. FIZIKA TÁVOKTATÁS

13. KOMMUNIKÁCIÓS HÁLÓZATOK

Optika gyakorlat 6. Interferencia. I = u 2 = u 1 + u I 2 cos( Φ)

5.1. ábra. Ábra a 36A-2 feladathoz

Hálózatok. Alapismeretek. Átviteli közegek

Járműinformatika Multimédiás buszrendszerek (MOST, D2B és Bluetooth) 4. Óra

HÍRADÁSTECHNIKA I. Dr.Varga Péter János

100 kérdés Optikából (a vizsgára való felkészülés segítésére)

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Geometriai és hullámoptika. Utolsó módosítás: május 10..

Foton-visszhang alapú optikai kvantum-memóriák: koherens kontroll optikailag sűrű közegben

ZAJCSILLAPÍTOTT SZÁMÍTÓGÉPHÁZ TERVEZÉSE

DOP 02. Kezelési és karbantartási útmutató OPTIKAI KIOLVASÓ. Dok. No. DOP M 2007/8

Abszorpciós fotometria

Mechanikai hullámok. Hullámhegyek és hullámvölgyek alakulnak ki.

Fénysebesség E Bevezetés

A klasszikus Ethernet leggyakoribb típusai. 185 m BNC. 10Base-T sodrott érpár 100 m RJ45 A kábel 4 érpárjából 2 érpárat használ.

3B sorozat Optoelektronikus érzékelők

Hangintenzitás, hangnyomás

Négysugaras infrasorompó 8 választható frekvenciával HASZNÁLATI UTASÍTÁS

Tartalom. 1. és 2. rétegű eszközök. Hálózati kábelek. Első réteg. UTP kábel. Az UTP kábel felépítése

Számítógépek, perifériák és a gépeken futó programok (hálózati szoftver) együttese, amelyek egymással összeköttetésben állnak.

HiCap a legjobb megoldás ha Gigabit Ethernetről

A rádiócsatorna 1. Mozgó rádióösszeköttetés térerőssége Az E V térerősséget ábrázoljuk a d szakasztávolság függvényében.

a) Valódi tekercs b) Kondenzátor c) Ohmos ellenállás d) RLC vegyes kapcsolása

Az optikai szálak. FV szálak mérései, gyártásuk

d) A gömbtükör csak domború tükröző felület lehet.

Fizika 2 - Gyakorló feladatok

GEOMETRIAI OPTIKA I.

24. Fénytörés. Alapfeladatok

Fény, mint elektromágneses hullám, geometriai optika

Világító diódák emissziójának szimulációja Monte Carlo sugárkövetés módszerével

Beugró kérdések. Elektrodinamika 2. vizsgához. Számítsa ki a gradienst, divergenciát és a skalár Laplace operátort henger koordinátákban!

E3S-CT11 E3S-CT61 E3S-CR11 E3S-CR61 E3S-CD11 E3S-CD61 E3S-CD12 E3S-CD62

Hálózati architektúrák és Protokollok PTI 3. Kocsis Gergely

Háromsugaras infrasorompó 8 választható frekvenciával HASZNÁLATI UTASÍTÁS

Karácsonyi világítás katalógus

A légköri sugárzás. Sugárzási törvények, légköri veszteségek, energiaháztartás

Atomfizika. A hidrogén lámpa színképei. Elektronok H atom. Fényképlemez. emisszió H 2. gáz

Távközlés Optikai függelék

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

KÁBELHÁLÓZATOK FEJLŐDÉSE GRÓF RÓBERT HFC TECHNICS KFT.

2. Miért hunyorognak a csillagok? Melyik az egyetlen helyes válasz? a. A Föld légkörének változó törésmutatója miatt Hideg-meleg levegő

Számítógépes hálózatok

Értékelés Összesen: 100 pont 100% = 100 pont A VIZSGAFELADAT MEGOLDÁSÁRA JAVASOLT %-OS EREDMÉNY: EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 35%.

Modern Fizika Labor. 17. Folyadékkristályok

Az elektromágneses sugárzás kölcsönhatása az anyaggal

Átírás:

Optikai kábelek Brunner Kristóf

Távközlés A modern társadalomban elképzelhetetlen lenne, hogy ha egy levelet írunk a világ egyik oldaláról a másikra az ne érkezzen meg legrosszabb esetben egy percen belül a címzettnek A két nagy csoport amit külön kell választani, a vezeték nélküli, és a vezetékes távközlés

Előnyök, hátrányok Vezetékes Elég jól szűrhetőek a zajok (pl. csavart érpár) Relatív nehezen lehallgatható A vezetékes távközlés kiépítése relatív nagy munka, mivel például minden házhoz ki kell húzni A vezeték meghibásodhat, ezt meg kell javítani helyben Vezeték nélküli Mobilitás Az adóállomást/ állomásrendszert kell kiépíteni, ezután a vevőkészülékeket javítani, felújítani nem olyan nagy munka Hátránya, hogy a jel/zaj arányt nehéz növelni Könnyű lehallgatni

Miért pont optikai kábel? Nagyon magas sebesség (10-40 Gbit/s probléma nélkül) Nincs áthallás Az optikai szálak nagyon alacsony veszteséggel képesek továbbítani fényjeleket Szinte teljesen zajmentes Az anyagi minőség, és az előállítási pontosság javításával akár 0,2 db/km -re csökkenthető a csillapítás (csak adott frekvenciás fényre) A kábel anyaga, és előállítása relatív olcsó, így nagy távolságú STABIL kapcsolat kiépítésére ideális választás (lopásbiztos) Nagyon vékony kábel, ezért könnyen kötegelhető Nehezebben lehallgatható mint egy hagyományos (koax) kábel

Hol használnak optikai szálakat? Adatátvitel Díszek, lakberendezési tárgyak Orvosi alkalmazás: Optikai kötegek belső világításhoz Endoszkópos vizsgálat, képtovábbítás Internet Telefon Televízió

Működési elv Egy digitális jelet először valamilyen technikával fényjellé kell alakítani Ezt egy LED (lézer) dióda belelövi az optikai szálba, amelynek falán teljes visszaverődést szenved el, így eljut a kábel végéhez Ezután egy félvezető fototranzisztor érzékeli, erősíti, majd rekonstruálja a bemeneti jelet (később visszatérek, hogy tényleg ugyan az e a két jel)

Fizikai alapok

Fizikai alapok

Fizikai alapok Az elektrodinamika óráról ismert: A hullámvezetők leírására szolgáló egyenlet (Helmholtzegyenlet) megoldása téglalap keresztmetszetű egyenes cső esetére Henger vezető esetén a megoldások a Besselfüggvények Hullámvezetőkben a keresztmetszet függvényében van egy levágási frekvencia, aminél magasabb frekvenciájú hullám nem tud hagyományosan terjedni a vezetőben (téglalap keresztmetszet esetén ω min =c π/a ) Végtelen hengerben, ha a mag maximális törésmutatója n1,a héjé n2, a levágási frekvencia a Bessel-függvény legalacsonyabb zérushelye (nagyjából 2,405) V = 2 π a n2 n2 norm λ0 1 2

Optikai kábel osztályozása Módusok száma Törésmutató Szerkezet Anyaga Kvarcüveg Műanyag Speciális tulajdonságok

Módusok száma Egy-, és többmódusú optikai szál Ha kellően vékony a szál magja (hullámvezető) akkor elérhető, hogy bizonyos frekvencián csak egyetlen módus tudjon terjedni (levágási frekvencia) Egymódusú szálban a csillapítás kisebb (mert nincs szóródás a falon)

Speciális célú optikai kábelek Polarizáció tartó -e (nyomás alatti kettős törés) Gömbhullámok? (Wispering-gallery waves)

Törésmutató A törésmutató változása lehet folytonos, vagy lépcsőfüggvény szerű A folytonosan változó törésmutató eredményeképp a nagy szögben érkező sugarak (hosszabb út) alacsonyabb törésmutatójú közegben haladnak sokat Ez az átmeneti jel simulásához vezet Az ideális törésmutató függvény közel parabolikus

Törésmutató és magátmérő együtt

Speciális célú optikai kábelek Polarizáció tartó -e (nyomás alatti kettős törés) Gömbhullámok? (Wispering-gallery waves)

Szerkezet Hengeres, kettőstörő, sík, szalag

Optikai szál sérülése Nagy hangsúlyt fektetnek a szál mechanikai védelmére Ha nagy teljesítmény halad egy szálban (kb. 1 W és afölött), és mechanikailag sérül, akkor a sérülésen elnyelődő fény elégeti a szálat, és 1-3 m/s -os sebességgel ez az égés elterjed az adó felé Két módon lehet védekezni ez ellen: Mechanikai védelem (pl. kevlár burok) Reaktív védelem (nyitottszál-vezérlő rendszer)

Mechanikai védelem

Fényforrás Az optikai szál végén monokróm koherens fényforrást használnak, amely három fő ablakban sugározhat 850 nm 1300 nm 1550 nm

Fényforrás Mi határozza meg a csillapítást? Rayleigh szórás sűrűségfluktuációkon UV elnyelődés (a Rayleigh szórás mellett elhanyagolható) IR tartomány elnyelődik rotációs ill. vibrációs módusként

Csillapítás Továbbá csillapodik a jel a fényvezető szennyeződésein való szóródás miatt És a rétegek közti átmenet érdességén való szóródás miatt

Előállítása Leggyakrabban szilícium-dioxidból készül (ritkábban fluórüvegből) A műanyag optikai szálak csillapítása magas (akár 1 db/m) Az előállítás az elmúlt 10 évben hatalmas fejlődésen ment keresztül Tisztább vezetőt, és rétegek közti simább átmeneteket tudunk létrehozni How it is made https://www.youtube.com/watch?v=6cqt4duavxs Működés videóban https://www.youtube.com/watch?v=0mwmkbet_5i

Sebesség Minden szálon több csatorna hordozhat információt különböző hullámhosszokon (WDM) Egy hagyományos, jól felépített rendszer egy csatornán 10-40 Gb/s -es sebességet ér el 80 körüli az általános csatornaszám egy többmódusú kábelen A hálózati adatfolyam könnyen kiszámítható a csatornaszám, a csatornánkénti sebesség, és a FEC (forward error correction) arány szorzataként

Történelem és rekordok Daniel Colladon és Jacques Babinet 1842 -ben bemutatta, hogyan lehet irányítani a fényt 1880 -ban Alexander Graham Bell feltalálta a Photopfon -t (papíron) A jelenség első gyakorlati alkalmazása a 20. század elején a fogorvoslásban volt Harold Hopkins és társai 1947 -ben egy 75 cm hosszú alacsony veszteségű fényvezetőt alkotott 1989 -ben kimutatták, hogy a depigmentált hajszálak is használhatók optikai szálként (gondolom azóta is növesztik a hajukat a kutatók...)

Történelem és rekordok 2006 Nippon Telegraph and Telephone Corporation 14 Tbit/s - 160 km 2009 Bell Labs in Villarceaux, France 100 Gbit/s - 7000 km 2010 Bell Labs in Villarceaux, France 100 Pbit/s kis távolság (?) 2010 Nippon Telegraph and Telephone Corporation 69.1 Tbit/s - 240 km (432 csatorna, 171 Gbit/s/cs) 2012 Nippon Telegraph and Telephone Corporation 1 Pbit/sec 50 km Mindezt egy szálon

Köszönöm a figyelmet Brunner Kristóf