!Optikai átviteli rendszerek!
Optikai átviteli rendszerek
Időrendi ÆttekintØs!A 90-es évek második felében (Internet) a nemzetközi átviteli hálózatoknak megnőtt a sævszølessøg igønye.!az optika az az Ætviteli k zeg, amely eleget tud tenni a n vekvő elvárásoknak:!tdm (Time Divison Multiplexing)!WDM (Wavelenght Division Multiplexing)!CWDM (Coarse Wavelenght Division Multiplexing)!DWDM (Dense Wavelenght Division Multiplexing)
TDM - Time Division Multiplexing T bb jelnek az időbeli multiplexálása az átvitel ugyanazon optikai úton történik A sávszélesség növelése 10 Gb/s felé egy komplex feladat:!az elektronikus berendezések komplexitása (költség).!az optikai átviteli közeg tulajdonságai, amelyek nem befolyásolják az átvitelt kis sávszélesség esetén:!kromatikus diszperzió (CD)!Polarizációs módus-diszperzió (PMD) Optical carrier (OC-x) Synchronous transport module (STM-x) Line rate (Gb/s) OC-3 STM-1 0.15552 (0.156) OC-12 STM-4 0.62208 (0.625) OC-48 STM-16 2.48832 (2.5) OC-192 STM-64 9.9533 (10) OC-768 STM-256 39.813 (40) 10 Gb/s step index szál 50-75 km
N vekvő sævszølessøg igøny Két módszer a sávszélesség növelésére:!az átvitt adat mennyiségének növelése. Az átviteli sebesség növelése, a 100 Gb/s TDM kikísérletezése és bevezetése. Ez utóbbi bevezetése az alábbi két feladat megoldására vár:!az elektronikus berendezések komplexitása és költsége.!az Ætviteli k zeg ( veg) fizikai jellemzőinek hatæsa, melyek kis sávszélesség esetøn elhanyagolhat ak Øs ezeknek megfelelő kompenzælæsa.!az átvitt hullámhosszak számának n veløse ugyanazon fønyvezető szælon.!400 hullámhosszas átvitel kísérletezés alatt (Bell Lab.) (400x40 Gb/s = 16 Tb/s). A 16 Tb/s sávszélesség meghaladja napjaink igényét. SÆvszØlessØg (Gb/s) 10000 1000 100 10 1 5120 2560 1280 1280 640 640 320 320 160 160 160 80 40 40 10 4 16 32 64 128 WDM csatornæk szæma OC-48 (2,5 Gb/s ) OC 192 (10 Gb/s) OC 768 (40 Gb/s)
DWDM Dense Wavelenght Division Multiplexing A DWDM Ætviteli rendszer előnyei:!az optikai hálózatok sávszélességének növelése a megløvő optikai kæbelezøs ÆtØp tøse nélkül.!a sávszélesség növelés kisebb költségeket von maga után.!átviteli csatornák bérbeadása. A DWDM rendszerek műk dtetøsønek œj vetületei:!hálózat-csatorna monitorizálás.!hálózat kihasználtság management.!biztonság. A DWDM átviteli rendszerek tervezésénél nagy figyelmet igényel:!csatorna sávszélesség és távolság.!az optikai fønyvezető szælba becsatolt teljes optikai teljesítmény.!az Æthidalhat tævolsæg erős tøs nélkül.!optikai jel erős tøs.!csatorna áthallás.!nem lineáris effektusok.
DWDM Dense Wavelenght Division Multiplexing A DWDM hullámtartományok:!hagyományos (ITU-T G652) SM fønyvezető szæl: 1310 Øs 1550 nm közvetlen környezete!speciælis fønyvezető szælak lehetővø teszik a 1310 1600 nm tartomány teljes kihasználását. A DWDM hullámkiosztás:!itu-t G692 alapfrekvencia 193100 Ghz (1552,527 nm)!csatorna távolság 100 GHz (105 csatorna) és 50 GHz (210 csatorna)!alsó határ 197100 GHz (1521,02 nm)!felső hatær 186700 GHz (1605,737 nm)
DWDM hálozat Øp tő elemei A DWDM hæl zat Øp tő elemei:!optikai adók!optikai vevők!optikai csillapítók!optikai kapcsolók!optikai Cross Connects (OXC)!HullÆmhossz f ggő csatol k!diszperzi kiegyenl tők!multiplexerek és Demultiplexerek!AddDrop Multiplexerek (OADM)!Optikai erős tők!optikai kábelek
DWDM hálozat kritikus paraméterei Kritikus paraméterek:!csatorna központi hullámhossz, csatorna távolság, sávszélesség 3dB, áthallás, egyenletesség!polarizáció függés PDL, PMD!Beiktatási csillapítás!irányítottság!optical Return loss!kromatikus diszperzió (CD)!Polarizációs módus diszperzió (PMD)!Nem lineáris effektusok!erős tøs, jel-zaj viszony, ASE (amplified spontaneous emission)!érzékenység!kapcsolæsi idő!stabilitás!pontosság!megismøtelhetősøg!hullæmhossz f ggősøg
DWDM fønyvezető szæl!plarizációs módus diszperzió Ugyanazon hullámhossz k l nb ző ÆtfutÆsi idő (intermodal delay time)!kromatikus diszperzió!k l nb ző hullæmhosszak k l nb ző ÆtfutÆsi idő!anyag diszperzió k l nb ző sebessøg függ a törésmutatótól anyag jellemzők Be Øs kiløpő jelszølessøg Speciális fønyvezető szálak
DWDM jelregenerætorok Øs erős tők Optikai jel regenerátor Optikai erős tők felépítés szerint!fabry-perot løzer erős tő!dfb (distributed feedback) løzer erős tő!stimulated Raman!Stimulated Brillouin!EDFA!FØlvezető erős tők
DWDM EDFA Előny k:!nagy hatékonyság átvitt teljesítmény (>50%)!Nagy sávszélesség (1550 nm közvetlen környezetében) és egyenletes erős tøs!nagy, konstans és szabil erős tøsi tønyező (10 25 dbm)!jó jel/zaj viszony!polarizáció független!alkalmas a nagy távolságú átvitelekre Hátrányok:!Nagy møretű berendezøsek!saját zaj ASE (amplified spontaneus emission)!áthallás!vøges erős tøs
DWDM MUX, DEMUX, ADM Multiplexer& Demultiplexer!Fénytörésen alapuló prizma effektus!interferometrikus jelenségen alapuló Add/Drop Multiplexer Szelektíven ki- és becsatol egy adott hullámhosszat
DWDM hálózati topológia Csillag gyűrű A HUB minden optikai node-l össze van kötve. Teljesen sszek t tt optikai gyűrű A HUB és minden node össze van kötve egymás között.
DWDM Pont - Pont Øs Gyűrű hæl zat Pont-Pont átvitel Gyűrűs Ætvitel
DWDM alkalmazás
E-2000 0,1dB csatlakozó-család
Az E-2000 0,1 db-s csatlakozó-család Fr ccsentett műanyag alkatrøszek Ártakarékos szerkezet Automatikus záródó mechanizmus Biztonságos és kiváló tengelyirányú terhelés tehermentesítés Szilárd, robusztus és szétszedhetetlen felépítés Alkalmazható ott is ahol a durva kezelés elkerülhetetlen
Az E-2000 0,1 db-s csatlakozó-család BeØp tett szøntartalmœ porvødő sapka! Védelmet biztosít a felhasználó személyzetnek a lézersugárzás ellen! Automatikusan záródik szétcsatlakoztatás után. Megvezető pælyæk FelcserØlhető mechanikai Øs sz n kódolás! Biztonságosan megvezeti a ferrulét a csatlakozóhüvelybe.! Biztonságos csatlakoztatás.! Biztos tja az egyørtelmű vonalazonosítást.! Védelmet biztosít a rossz csatlakoztatások ellen.
Az E-2000 0,1 db-s csatlakozó-család Kompakt és moduláris felépítés! Magas szintű termøkrugalmassæg! Kisszámú alapalkatrészek! FelcserØlhető r gz tő-klipszek Beépített rugós csapóajtó!a felhasználó személyzetet védi a káros lézersugárzás hatásától FelcserØlhető sz n Øs mechanikailag kódolt klipszek!biztos tja az egyørtelmű vonalazonosítást.! Védelmet biztosít a rossz csatlakoztatások ellen.
Az E-2000 0,1dB - csœcsminősøg! Maximum 0.1 db-s beiktatási csillapítás véletlenszerű csatlakoztatás 16 Distribution of Insertion Loss! Minimum 85 db visszirányú csillapítás! Nagy távolságú átvitel No. of Connectors 14 12 10 8 6 4 2! Magas átviteli hatékonyság! Nagyszámú megismételhetőség 0 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 Insertion Loss (db)
Aktív szálmag központosítás! Számítógép vezérelte szálmag központosítás! A maradandó szálmag excentricitás < 0,125 mm.! Nagypontosságú kilépési szög mérés! Garantált megismételhetősége az optikai paramétereknek! Időben állandó optikai paraméterek
A csatlakozó homlokfelületének polírozása! Konvex PC és APC csatlakozó geometria amely garantálja a fizikai érintkezést a szálmagok között és csökkenti a felületi visszaverődést.! Többször megismételhető polírozás a ferrule kisebb keményégének köszönhetően! Minimális alúlcsiszolás! Nagyon jó minőségű csatlakoztatás
Az E-2000 0,1dB - mudularitás A teljes termék család csœcsminősøget biztos t
E-2000 TM High power csatlakozó
High power csatlakozó miért?!az üvegszál (silca) nem nyeli el a fényt, az átvitt teljesítmény hatására nem melegedik fel, ennek következtében magán a szálon belül semmi rizikóval nem jár a magasabb teljesítmény átvitele.!a kritikus pont a csatlakoztatások. A csatlakoztatásokban a szálvégek és ezen bel l is a szælmag szennyeződhet. A szælmagra lerak dott szennyeződøs elnyeli a fény egy részét és ennek hatására felmelegedik és ennek következményeként rongálódhat az üvegszál. Ha egy 9 m szálmag-ætmørőjű fønyvezető szælon 1W optikai teljes tmønyt viszünk át a csatlakoztatási pontokban a felületi energia-sűrűsøg 10-15 GW/m 2. (A nap sugærzæsænak a F ld felsz nøn az energiasűrűsøg 62,6 MW/m 2 ) A Diamond kifejlesztett egy speciælis feløp tøsű csatlakoz, amely hagyomænyos Diamond csatlakozó-alkatrészekre épül és maximum 2W optikai teljesítmény átvitelére alkalmas.
High power csatlakozó Hagyományos egymódusú fønyvezető szæl:!ha a csatlakoztatás csatlakozóinak homlokfelülete tiszta, akkor problémamentesen Ætvihető 1 W optikai teljes tmøny.!ha a csatlakoztatás valamelyik csatlakozójának homlokfelülete a szálmag k zvetlen k rnyezetøben szennyezett, a szennyeződøs elnyeli Øs hőenergiævæ alakítja át a fényenergia egy részét, ami a szálmag rongálódásához vezet a csatlakoztatási felületen (az üvegszál kirobban). SzÆlmag ÆtmØrő 9 m `tvitt o ptikai teljes tmøny 1 W Energ ia s űrűsøg 15 GW/m 2 A szennyeződøs ÆtmØrő je 1 m SzÆm to tt hőmørsøklet 2000 C Az üvegszál (silca) olvadæsi hőmørsøklete 1500 Cû
High power csatlakozó A megoldás a szálmag-ætmørő megn veløse a csatlakoztatæsi fel leten, melynek k vetkeztøben a fel leti energiasűrűsøg cs kken. SzÆlmag ÆtmØrő 40 m `tvitt o ptikai teljes tmøny 1 W Energ ia s űrűsøg 15 GW/m 2 A szennyeződøs ÆtmØrő je 1 m SzÆm to tt hőmørsøklet 400 C
High power csatlakozó Gyakorlati kivitelezés: a csatlakozócsapon belül a szálmag-ætmørő megn veløse a monomódusú szálat összehegesztjük egy grádiens törésmutatójú multimódusú szállal.
High power csatlakozó - gyártás!a multimódusú és monomódusú szálak hegesztése az anyagkülönbségek miatt problémás automatikus fiber-to-fiber alignment multi- és monomódusú szælak hegesztøsøre alkalmas szælhegesztő
High power csatlakozó - gyártás!az összehegesztett szálakat a fókusztávolság által meghatározott hosszúságban kell hasítani (vágni) pozícióméréssel ellátott szálvágó CCD kamerával ellátott nagyítómikroszkóp
High power csatlakozó - gyártás!a multimódusú szál a nagy szálmag-ætmørő miatt fokozottan ØrzØkeny a mechanikai hatásokra első k zpontos tæs helyett a csatlakoz csap elő-központosítása
High power csatlakozó - gyártás!a csatlakozó homlokfelületén mért kilépési szög hiba (eltérés a homlokfelület merőlegesøtől) a csatlakoz beiktatæsi csillap tæsænak n vekedøséhez vezet. a második központosítás nem a szálmag excentricitását kell minimalizálja hanem a kilépési szöget új típusú második központosító berendezés
High power csatlakozó - gyártás!a csatlakozók homlokfelületének csiszolása kritikus (multimódusú szál hossza a csatlakozócsapon belül) a fókusztávolság miatt. a csatlakozó csiszolása a multimódusú szál hosszúság betartásával történik a csiszolæs folyamatæban ellenőrizni kell a MM szæl hosszœsægæt infravörös kamerával
Az E-2000 TM High power csatlakozó beiktatási csillapítás
Az E-2000 TM High power csatlakozó!aktív szálmag központosítás!optimalizált kilépési szög!beiktatási csillapítás < 0,2 db!az E-2000 TM csatlakozócsalád minden tulajdonságával rendelkezik!szimplex, duplex és backplane változat