Τ.Ε.Ι Λαμίας Τμήμα Ηλεκτρονικής

Transcript

1 Τ.Ε.Ι Λαμίας Τμήμα Ηλεκτρονικής 1 η ΕΡΓΑΣΙΑ ΟΠΤΙΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Μπαρμπάκος Δημήτριος Τζούτζης Έλτον-Αντώνιος

2 Περιεχόμενα 1.Μέτρηση αριθμητικού ανοίγματος (ΝΑ) οπτικής ίνας. 2.Οπτικό ανακλασύμετρο O.T.D.R(Optical Time Domain Reflectometer). 3.Μέτρηση εξασθένησης fiber. 3.1.Κατευθείαν μέτρηση. 3.2.Μέτρηση με παρεμβολή. 3.3.Μικτή μέθοδος

3 1. Μέτρηση αριθμητικού ανοίγματος (ΝΑ) οπτικής ίνας. [1] Συνδέουμε στο ένα άκρο τής συνθετικής οπτικής ίνας με το Laser των 660nm και εισάγουμε το άλλο άκρο στην τρύπα του κουτιού με την διαβαθμισμένη βάση. Η απόσταση μεταξύ της οπτικής ίνας και της διαβαθμισμένης βάσης είναι L=20mm,η απόσταση των κύκλων των χαραγμένων στη βάση είναι 1mm. Ανοίγουμε το Laser πιέζοντας το κατάλληλο μπουτόν. Θεωρούμε D την διάμετρο της φωτεινής περιοχής (Σχ.1.1). Υπολογίζουμε τα αριθμητικό άνοιγμα ΝΑ από τον τύπο: ΝΑ arc sin( το arc sin υπολογίζεται σε ακτίνα). ) (θυμόμαστε ότι Συγκρίνουμε την μετρούμενη τιμή με εκείνη που δίνεται από τον κατασκευαστή της βιομηχανίας. Εκτελούμε την ίδια μέτρηση με 200/230, 50/125, 10/125 οπτικές ίνες και με συνθετική ίνα. (Σχ.1.1) Τρίγωνο Δ ΑΚΓ θ=δmax sinθ tanθ= = = sinθ= για μικρές γωνίες ισχύει: sinδmax επίσης ΝΑ=sinδmax NA

4 Πίνακας μετρήσεων A/A fiber Γεωμετρία Αριθμός D NA δmax fiber ομόκεντρων 1 Πλαστικό(PVC) 500/530μm 9 18mm o 2 Πολύτροπη 200/230μm 6 12mm o 3 Διαβαθνισμένη 50/125μm 4 8mm o 4 Μονότροπη 10/125μm 2 4mm o 2. Οπτικό ανακλασύμετρο O.T.D.R(Optical Time Domain Reflectometer). (Σχ.1.2)

5 Στο σχήμα 1.2 βλέπουμε μια τεχνική μέτρησης η οποία συνιστάται στην εκτόξευση μιας ακολουθίας περιοδικών φωτεινών παλμών μέσα στην οπτική ίνα και στη μέτρηση της αντίστοιχης ισχύος,που οπισθοσκεδάζει.οι απώλειες στην οπτική ίνα μπορεί να υπολογισθούν και να ανιχνευθούν μετρώντας την ισχύ,που οπισθοσκεδάζει διασχίζοντας την οπτική ίνα. Υπολογίζουμε έτσι τον χρόνο που η φωτεινή ενέργεια κάνει να διασχίσει την οπτική ίνα στις δύο διευθύνσεις (μπρος και πίσω).η μέτρηση τότε αναπαριστάται σ ένα Χ-Υ επίπεδο,στο οποίο η οπισθοσκεδάζουσα ισχύ σημειώνεται στον Υ-άξονα,συνήθως σε dbm, και η απόσταση στον Χ άξονα(σαν γινόμενο της ταχύτητας διάδοσης του φωτός μέσα στην οπτική ίνα επί τον χρόνο που πέρασε). t ολικός χρόνος μέχρι την επιστροφή υ 1 =, R= R απόσταση βλάβης (Σχ.1.3 γράφημα O.T.D.R) 3. Μέτρηση εξασθένησης fiber. 3.1.Κατευθείαν μέτρηση.

6 (Σχ.1.4) α) Γεννήτρια:850nm,μήκος fiber 200m Fiber:πολύτροπη βηματική με δείκτη δίαθλασης 200/230μm Ισχύς εκπομπής P 1 =-16dBm Ισχύς λήψης P r =-16.35dBm Απώλειες P απ = P 1 - P r =0.35dBm Ισχύς εκπομπής P 1 =-15.15dBm Ισχύς λήψης P r =-16dBm Απώλειες P απ = P 1 - P r =0.85dBm P απ,μέση = = =0.6dBm P απ,μέση =0.6dBm 200m 0,6dBm 1000m X. X=3dBm/Km A l =3dBm/Km β) Γεννήτρια:1300nm,μήκος fiber 200m Fiber:πολύτροπη βηματική με δείκτη δίαθλασης 200/230μm Ισχύς εκπομπής P 2 =-18dBm Ισχύς λήψης P r =-28.11dBm Απώλειες P απ = P 2 - P r =10.11dBm Ισχύς εκπομπής P 2 =-30.70dBm

7 Ισχύς λήψης P r =-18dBm Απώλειες P απ = P 2 - P r =12.70dBm P απ,μέση = = =11.40dBm P απ,μέση =11.40dBm 200m 11.4dBm 1000m X. X=57.025dBm/Km A l =57.025dBm/Km 3.2.Μέτρηση με παρεμβολή α) (Σχ.1.5) Γεννήτρια:850nm,μήκος fiber 200m Pigtail: πολύτροπη βηματική με δείκτη δίαθλασης 200/230μm Fiber:πολύτροπη βηματική με δείκτη δίαθλασης 200/230μm Connector:ST-ST Ισχύς εκπομπής P Ref =-18.32dBm Ισχύς λήψης P R =-21.92dBm Απώλειες P απ = P Ref - P R =3.6dBm Ισχύς εκπομπής P Ref =-18.32dBm Ισχύς λήψης P R =-22.15dBm Απώλειες P απ = P Ref - P R =3.83dBm P απ,μέση = = =3.71dBm P απ,μέση =3.71dBm 200m 3.71dBm 1000m X. X=18.575dBm/Km A l =18.575dBm/Km

8 β) (Σχ.1.6) Γεννήτρια:1300nm,μήκος fiber 200m Pigtail: πολύτροπη βηματική με δείκτη δίαθλασης 200/230μm Fiber:πολύτροπη βηματική με δείκτη δίαθλασης 200/230μm Connector:ST-ST Ισχύς εκπομπής P Ref =-24.41dBm Ισχύς λήψης P R =-35.62dBm Απώλειες P απ = P Ref - P R =11.21dBm Ισχύς εκπομπής P Ref =-24.41dBm Ισχύς λήψης P R = dbm Απώλειες P απ = P Ref - P R =8.87dBm P απ,μέση = = =10.04dBm P απ,μέση =10.04dBm 200m 10.04dBm 1000m X. X=50.2dBm/Km A l =50.2dBm/Km 3.3.Μικτή μέθοδος α)

9 (Σχ.1.7) Γεννήτρια:850nm Pigtail: πολύτροπη βηματική με δείκτη δίαθλασης 200/230μm Fiber:πολύτροπη βηματική με δείκτη δίαθλασης 200/230μm Connector:ST-ST Ισχύς εκπομπής P Ref =-18.32dBm Ισχύς λήψης P R =-15.38dBm Απώλειες P απ = P Ref - P R =2.94dBm Ισχύς εκπομπής P Ref =-18.32dBm Ισχύς λήψης P R =-16dBm Απώλειες P απ = P Ref - P R =0.49dBm P απ,μέση = = =1.715dBm P απ,μέση =1.715dBm 200m 1.715dBm 1000m X. X=8.575dBm/Km A l =8.575dBm/Km β) (Σχ.1.8) Γεννήτρια:1300nm,μήκος fiber 200m Pigtail: πολύτροπη βηματική με δείκτη δίαθλασης 200/230μm

10 Fiber:πολύτροπη βηματική με δείκτη δίαθλασης 200/230μm Connector:ST-ST Ισχύς εκπομπής P Ref =-24.41dBm Ισχύς λήψης P R =-28.25dBm Απώλειες P απ = P Ref - P R =3.84dBm Ισχύς εκπομπής P Ref =-24.41dBm Ισχύς λήψης P R =-27.95dBm Απώλειες P απ = P Ref - P R =3.54dBm P απ,μέση = = =3.69dBm P απ,μέση =3.69dBm 200m 3.69dBm 1000m X. X=18.45dBm/Km A l =18.45dBm/Km Συπεράσματα: Βιβλιογραφία: [1] Εργαστηριακές Ασκήσεις Οπτικών Επικοινωνιών, Δρ.Βασίλης Κώτσος [2]