ΦΩΤΟΝΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

Σχετικά έγγραφα
Φωτονική Τεχνολογία για Τηλεπικοινωνίες

Συστήματα Μετάδοσης & ίκτυα Οπτικών Ινών

Τηλεπικοινωνιακά Δίκτυα Ευρείας Ζώνης Ενότητα 10: Οπτικές Τηλεπικοινωνίες Διατάξεις και Τεχνολογίες Δικτύου

ΙΚΤΥΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ. Ιωάννης Σταυρακάκης, Καθηγητής Password: edi

Πτυχιακή Εργασία Πολυπλεξία με Διαίρεση Μήκους Κύματος Εφαρμογές σε Μητροπολιτικά Δίκτυα

Πολύπλεξη μήκους κύματος Wavelength Division Multiplexing

Φυσικό Επίπεδο ΕνσύρµαταΜέσαΜετάδοσης. Ενότητα Γ

Οπτικά Δίκτυα. Δομή των Τηλεπικοινωνιακών Δικτύων. Εισαγωγή

ΔΙΚΤΥΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ. Ιωάννης Σταυρακάκης, Καθηγητής Password: edi

ΔΙΚΤΥΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ. Ιωάννης Σταυρακάκης, Καθηγητής Password: edi

ΕΔΕΤ3/GRNET3 Κορυφαίας Ποιότητας Internet για την Έρευνα και την Εκπαίδευση

Ιόνιο Πανεπιστήµιο Τµήµα Πληροφορικής. Φυσικά Μέσα Μετάδοσης. Φυσικό Επίπεδο Ενσύρµατα και ΑσύρµαταΜέσαΜετάδοσης. Ενότητα Γ. ΕνσύρµαταΜέσαΜετάδοσης

Wavelength division multiplexing (WDM)

Τηλεπικοινωνίες οπτικών ινών

Τι είναι τα Εθνικά Ερευνητικά & Εκπαιδευτικά ίκτυα (ΝRENs);

Ενότητα 1. Εισαγωγή στις βασικές έννοιες των ικτύων ΗΥ

Οπτικά Δίκτυα Επικοινωνιών

1η Οµάδα Ασκήσεων. Τµήµα επεξεργασίας σήµατος του αναγεννητή

Οπτικά ίκτυα. Εισαγωγή. Kyriakos Vlachos, Computer Engineering and Informatics Dept., University of Patras, GREECE, contact:

ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Α.Π.Θ. KATΕΥΘΥΝΣΗ: ΙΚΤΥΑ, ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ, ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

«ΜΕΛΕΤΗ ΙΑΤΑΞΕΩΝ ΦΩΤΟΝΙΚΩΝ ΚΡΥΣΤΑΛΛΩΝ ΓΙΑ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ»

ΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΜΕΤΑ ΟΣΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ. Γεώργιος Τ.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ

1η Οµάδα Ασκήσεων. Τµήµα επεξεργασίας σήµατος του αναγεννητή

Στόχοι του μαθήματος. Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες με Οπτικές Ίνες. Μάθημα ΗΜΥ 455 Συστήματα και Δίκτυα Επικοινωνιών με Οπτικές Ίνες.

Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες με Οπτικές Ίνες

Οπτικές Ίνες (Fiber Optics) - Καλώδια Οπτικών Ινών

Εξελίξεις στις οπτικές επικοινωνίες

Bασική διάταξη τηλεπικοινωνιακού συστήµατος οπτικών ινών

ΜΑΘΗΜΑ: ΟΠΤΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΚΑΙ ΟΠΤΙΚΑ ΙΚΤΥΑ - ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΟΠΤΙΚΩΝ ΖΕΥΞΕΩΝ

Αρχές Δικτύων Επικοινωνιών. Επικοινωνίες Δεδομένων Μάθημα 4 ο

Οπτικά Δίκτυα Επικοινωνιών

Ολοκληρωµένα ικτυακά ΣυστήµαταΚορµού (Backbone Networks)

(Light Emitting Diodes)

ίκτυα Πρόσβασης Ευρείας Ζώνης

ίκτυα Οπτικών Επικοινωνιών

ΟΠΤΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΚΑΙ ΟΠΤΙΚΑ ΙΚΤΥΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΣΤΟΥΣ ΟΠΤΙΚΟΥΣ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΚΑΙ ΣΤΑ ΟΠΤΙΚΑ ΦΙΛΤΡΑ

HMY 333 Φωτονική Διάλεξη 01 - Εισαγωγή

ΘΕΜΑΤΑ ΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΕΡΓΑΣΙΩΝ ΕΑΡΙΝΟΥ ΕΞΑΜΗΝΟΥ Αριθμ. Συνέλευσης 65/

Ερευνητικά πεδία στη φωτονική τεχνολογία. Φωτονική ολοκλήρωση Optical Computing Βιοϊατρική Αισθητήρες Τηλεπικοινωνίες

ΦΩΤΟΝΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

Μάθημα Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες

Πώς γίνεται η µετάδοση των δεδοµένων µέσω οπτικών ινών:

Εργαστηριακοί Συνεργάτες: Γιασεµή Ασλανίδου, Η/Ν Μηχ. Άγγελος Χαριτόπουλος, Η/Ν Μηχ.-MSc Data Communications

Η οπτική ίνα ως μέσο μετάδοσης της. της στα σύγχρονα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα.

Περιεχόµενα. Επικοινωνίες εδοµένων: Τρόποι Μετάδοσης και Πρωτόκολλα. Εισαγωγή

ΕΥΡΥΖΩΝΙΚΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ

Κεφάλαιο 12. Πρότυπα. Ανακεφαλαίωση Ερωτήσεις

Μάθημα Εναλλακτικά τηλεπικοινωνιακά δίκτυα

1η Οµάδα Ασκήσεων. Κόµβος Ν L 1 L 2 L 3. ηλεκτρονικής επεξεργασίας σήµατος km L N L N+1

Κεφάλαιο 5: Τοπικά ίκτυα

Διασπορά Ι ΦΩΤΟΝΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ. Ηρακλής Αβραμόπουλος. EΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Η/Υ

SONET/SDH. SDH Synchronous Digital Hierarchy. Εισαγωγή οµή ικτύου SONET/SDH Πλαισίωση Πλαισίωση SONET Πλαισίωση SDH Τοπολογίες SONET/SDH

Αρχιτεκτονική Τηλεφωνικού ικτύου

Πανεπιστήμιο Κύπρου. Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών (ΗΜΜΥ)

Γραµµικά και Μη Γραµµικά Συστήµατα Μετάδοσης

T R T R L 2 L 3 L 4 Αναγεννητής α 1 = 0.18 db/km α 2 = 0.45 db/km α 3 = 0.55 db/km α 4 = 0.34 db/km

Μάθηµα 9 ο : Συστήµατα πολλαπλής πρόσβασης

ΦΩΤΟΝΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

Ευρυζωνικά δίκτυα (4) Αγγελική Αλεξίου

«ΟΙ ΤΕΛΕΥΤΑΙΕΣ ΕΞΕΛΙΞΕΙΣ ΣΤΑ ΟΠΤΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ»

Ενδεικτικές Ερωτήσεις

ΦΩΤΟΝΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

PDH ΠΛΗΣΙΟΧΡΟΝΗ ΨΗΦΙΑΚΗ ΙΕΡΑΡΧΙΑ (PLESIOCHRONOUS DIGITAL HIERARCHY)

Μέσα Μετάδοσης. Επικοινωνίες Δεδομένων Μάθημα 7 ο

ίκτυα Υπολογιστών και Επικοινωνία ίκτυα Υπολογιστών & Επικοινωνία ΙΑΛΕΞΗ 8 Η Παντάνο Ρόκου Φράνκα 1 ιάλεξη 8: Το Φυσικό Επίπεδο

Διασπορά ΙI ΦΩΤΟΝΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ. Ηρακλής Αβραμόπουλος. EΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Η/Υ

Τί είναι δίκτυο πρόσβασης. Δίκτυα Πρόσβασης. Υπηρεσία πρόσβασης. Τί είναι δίκτυο πρόσβασης (συν.)

ΤΕΙ ΗΠΕΙΡΟΥ Οπτικές Ίνες Οπτικά δίκτυα

Πρότυπο FDDI. Fiber Distributed Data Interface. Ενότητα : Τοπικά Δίκτυα υψηλών επιδόσεων. Διδακτική Ενότητα. Εκπαιδευτής : Σαλαβασίδης Κ.

Μέσα Μετάδοσης-Κατασκευή καλωδίου τύπου CAT 5

ΕΝ ΕΙΚΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑΤΩΝ

Συσκευές Τηλεπικοινωνιών και Δικτύωσης. Επικοινωνίες Δεδομένων Μάθημα 9 ο

Περιγραφή των μέσων μετάδοσης

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΑΙ ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΜΕΤΑ ΟΣΗΣ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΔΙΚΤΥΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 1 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ

Εισαγωγή στο πως λειτουργεί το διαδίκτυο

ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑ ΠΑΡΑ ΟΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΚΑΘΗΓΗΤΕΣ/ΤΡΙΕΣ

Εισαγωγικές Ασκήσεις για Απώλειες και ιασπορά

ΦΩΤΟΝΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

Οπτικά Δίκτυα Επικοινωνιών

Κεφάλαιο 6 Συστήµατα Επικοινωνίας

Π.Μ.Σ «ΔΙΚΤΥΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ & ΑΣΦΑΛΕΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ»

Οπτικά Δίκτυα. Νόκας Γιώργος. Δρ.Ηλεκτρολόγος Μηχανικός & Τεχνολογιας Υπολογιστών

Ημερίδα Διάχυσης Αποτελεσμάτων Προγράμματος Φάση 2 Ενίσχυσης Ελληνικών Τεχνολογικών Συνεργατισμών Σχηματισμών στη Μικροηλεκτρονική.

Εργαστήριο ίκτυα Η/Υ ΙΙΙ

Κεφάλαιο 12. Επικοινωνίες-Δίκτυα-Διαδίκτυο. Εξαιρούνται οι παράγραφοι:

ΔΙΚΤΥΑ ΠΡΟΣΒΑΣΗΣ ΕΠΟΜΕΝΗΣ ΓΕΝΙΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ

Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες

Δίκτυα Υπολογιστών. Δρ. Περικλής Χατζημίσιος

Κεφάλαιο 2. Υπολογιστές και Τεχνολογία Επικοινωνιών Παρελθόν - Παρόν - Μέλλον

Αµιγώς Οπτικός 2 2 ιακόπτης Μεταγωγής µε Χρήση Ισχυρά µη Γραµµικής Ίνας Οξειδίου του Βισµουθίου ΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

ΥΠΟΔΟΧΗ ΠΡΩΤΟΕΤΩΝ ΦΟΙΤΗΤΩΝ Παρουσίαση του Τµήµατος

Οι βασικές βαθμίδες του συστήματος των δορυφορικών επικοινωνιών δίνονται στο παρακάτω σχήμα :

Τι προσφέρουν τα Τµήµατα Πληροφορικής. ... το Εργαστήριο Πληροφοριακών Συστηµάτων του Πα.Πει. Ερευνητικές δραστηριότητες σε GI Ενδεικτικές εργασίες

Δίκτυα Επικοινωνιών ΙΙ: PDH, SDH, WDM

ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ Ε ΟΜΕΝΩΝ & ΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Στόχοι κεφαλαίου

Ιστορική Αναδρομή. Σύγχρονες τάσεις στις τηλεπικοινωνίες και τεχνολογίες αιχμής, ΤΕΕ, Αθήνα, 10 Ιαν.,

ιαδίκτυα & Ενδοδίκτυα Η/Υ

TΕΧΝΟΛΟΓΙΑ DSL (DSL TUTORIAL) (Πηγή: Τηλεπικοινωνιακό κέντρο Α.Π.Θ.: )

Transcript:

EΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Η/Υ ΦΩΤΟΝΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ www.telecom.ntua.gr/photonics Ηρακλής Αβραµόπουλος Photonics Communications Research Laboratory

Θεµατικές Ενότητες Μαθήµατος 1. Εισαγωγικό Μάθηµα και επίσκεψη στο εργαστήριο Φωτονικών Επικοινωνιών 2. Γενικά περί Μετάδοσης Ινών Κυµατοδήγηση 3. ιασπορά Ι, µε επιλογή Ασκήσεων 4. ιασπορά ΙΙ, µε επιλογή Ασκήσεων 5. Μη-γραµµικά Φαινόµενα Ι, µε επιλογή ασκήσεων 6. Μη-γραµµικά Φαινόµενα ΙΙ, µε επιλογή ασκήσεων 7. Πόλωση και Παθητικά στοιχεία 8. Ασκήσεις ιασποράς, Μη γραµµικοτήτων, Συνδιαστικές ασκήσεις 9. Ενισχυτές 10.Lasers asers, Φωρατές, ιαµορφωτές 11. Πολυπλεξία 12.Ζεύξη WDM 13.Ερευνα στη Φωτονική, τώρα

Περιεχόµενα Ηµέρας Εισαγωγή Ιστορική αναδροµή ιείσδυση Φωτονικής Τεχνολογίας Πλεονεκτήµατα & Βασικές Τεχνικές Φωτονικής Τεχνολογίας Ta φωτονικά σήµερα: Ερευνα & Συστήµατα 1. Σε παγκόσµιο Επίπεδο 2. Στην Ελλάδα 3. Το Εργαστήριο Φωτονικών Επικοινωνιών, ΣΗΜΜΥ,ΕΜΠ Βιβλιογραφία Επίσκεψη στο Εργαστήριο

Ιστορική Αναδροµή I πρώτες τηλεπικοινωνίες: ταχύτητες σε km/h αντί bit/sec 800 π.χ: φωτινά σήµατα αρχαία Ελλάδα και Ρώµη πρώτη µορφή οπτικών επικοινωνιών ταχυδροµικά περιστέρια ταχύτητα µετάδοσης: 80 km/h έφιπποι ταχυδρόµοι: Pony Express ταχύτητα µετάδοσης: 430 km/µέρα

Ιστορική Αναδροµή ΙΙ οπτικός τηλέγραφος ταχύτητα 1 bit/sec 1 η υπερατλαντική µετάδοση µε ηλεκτρικό τηλέγραφο ταχύτητα : 30 bit/sec χρόνος 1793 1835 ηλεκτρικός τηλέγραφος (Samuel Morse) 1866 1876 τηλέφωνο (Alexander Graham Bell) καλώδιο

Τηλέφωνο (1880) Ο Alexander Graham Bell µιλά στο τηλέφωνο (1892) Οι δύο πρώτες συσκευές τηλεφώνου από τους A. G. Bell και S. Tainter (Smithsonian Institution, Washington, ΗΠΑ)

Ιστορική αναδροµή ΙΙΙ 1910 Ανάλυση διηλεκτρικού κυµατοδηγού (Debye, Χόνδρος) 1955 Πρόταση κατασκευής οπτικής ίνας 1962 Ανακάλυψη laser ηµιαγωγού 1966 Πρόταση κατασκευής οπτικής ίνας µεχαµηλές απώλειες (Charles Kao, Charles Hockham Nobel 2009) 1970 H Corning κατασκευάζει οπτική ίνα µε απώλεια4db/km 1977 Πρώτο σύστηµα οπτικών τηλεπικοινωνιών (Σικάγο, Η.Π.Α.) 1980 Η Bell Τelephone Systems ανακοινώνει σχέδια για την κατασκευή του ΤΑΤ-8 (Του πρώτου διηπειρωτικού δικτύου) 1987 Επιδεικνύονται ενισχυτές ίνας ερβίου (EDFA)

Ιστορική αναδροµή ΙV Τα 90s Η ανάγκη να αυξηθεί η χωρητικότητα στην ίνα, οδηγεί στην εξέταση τεχνικών για πολυπλεξία κατά µήκος κύµατος 1990 Οι ενισχυτές ίνας ερβίου EDFAsγίνονται εµπορικά διαθέσιµοι 1993 Η ΑΤ&Τ και η KDD ανακοινώνουν µετάδοση σε σύστηµα οπτικών ινών στα 10 Gb/s. Το µήκος µετάδοσης είναι 9000 Κm και το σύστηµα χρησιµοποιεί 274 EDFAs. Η απόδοση του είναι 100 φορές καλύτερη από τα αντίστοιχα των 80s

Ιστορική αναδροµή V 1996 Το ΤΑΤ-12/13 ολοκληρώνεται. Παρέχει υπηρεσίες τηλεπικοινωνιών µεταξύ Αγγλίας, Γαλλίας και ΗΠΑ. 1998 Ξεκινά το ΤΑΤ-14. Αποτελεί ένα υποθαλάσσιο έργο που θα παρέχει χωρητικότητα 640 Gbps (αντίστοιχο µε 8000000 τηλεφωνικά κυκλώµατα) δεδοµένων. Το δίκτυο αυτό θα ενώνει χώρες της Ευρώπης (Αγγλία, Γαλλία, ανία, Ολλανδία και Σουηδία) µε τιςηπα 1999 Ανακοινώνεται η έναρξη του έργου FlagAtlantic-1, που αφορά το πρώτο δι-ατλαντικό πολυ-tbit δίκτυο ενώνει ΗΠΑ, Γαλλία και Αγγλία. Η διέλευση αρχικά ορίζεται για 2.5 Tbps και τελικά φτάνει στα 5 Tbps ενώ ο αριθµός των επαναληπτών σε 297. Κάθε καλώδιο θα µεταφέρει είτε 200 ώρες ψηφιακού video, 30 εκατοµµύρια φωνητικά κανάλια είτε περισσότερα από 2 τρισεκατοµµύρια bits ΙP κυκλοφορίας ή δεδοµένων

Ιστορική αναδροµή VΙ 2000 Ανακοινώνεται η έναρξη του FlagPacific-1, που θα µεταφέρει συνολικά 10.24 Tbps δεδοµένα σε ένα µήκος 24000 Km αποτελούµενο από 447 επαναλήπτες. 2001 Ανακοινώνεται η έναρξη του έργου Apollo. Θα έχει µήκος 13000 Km και θα ενώνει ΗΠΑ, Αγγλία και Γαλλία µεταφέροντας 3.2 Tbps. Είναι WDM δίκτυο και χρησιµοποιεί 80 κανάλια των 10 Gbps 2002 Το FlagPacific-1 και το Apollo είναι εµπορικά διαθέσιµα 1994-2000 Telecom Bubble Από 2000 και µετά ανταγωνισµός από εταιρείες Απω Ανατολής: Πίσω στα εργαστήρια

Ιστορική αναδροµή VII (ανακεφαλαίωση Βασικών) δίκτυο ΤΑΤ-8 πρώτο δίκτυο οπτικών ινών (µόνο µετάδοση) σε ταχύτητα 560 Mb/s δίκτυο FLAG Atlantic-1 WDM, 5 Tb/s χρόνος 1987 1988 1996 2000 2005 πρώτος οπτικός ενισχυτής EDFA δίκτυο ΤΑΤ-12/13 SEA ME WE 4 µετάδοση στα 10 Gb/s, πρώτη φορά χρήση οπτικών ενισχυτών DWDM, 1,28 Tb/s

Γιατί Θέλουµε και άλλο εύρος ζώνης ;;;; Αύξηση τηλεπικοινωνιακής Κίνησης πηγή: Corning International Network Traffic Model Υποδεικνύει: Απαίτηση για συνεχή αύξηση ταχύτητας

ιείσδυση της φωτονικής τεχνολογίας στις Τηλεπικοινωνίες µεγαλύτερες ταχύτητες µεγαλύτερες αποστάσεις ταχύτητα µετάδοσης Optical fiber communication απόσταση µετάδοσης

Απώτερος Στόχος 1. Η υλοποίηση δικτύων χωρητικότητας Τbps που θα λύσει το πρόβληµα εύρους ζώνης για τις επόµενες δεκαετίες 2. Η χρησιµοποίηση τους σε επικοινωνίες Μεγάλης απόστασης (χερσαία / υποθαλάσσια) Μητροπολιτικά ίκτυα ίκτυα Πρόσβασης Τοπικά δίκτυα Αλλά και µέσα στους υπολογιστές! Wide Area Networks Campus networks LANs από τέλη 80-αρχές 90 από τέλη 90 10,000 km 1000 km 1 km 100 m µήκος ζεύξης

ιείσδυση της φωτονικής τεχνολογίας στις Τηλεπικοινωνίες ΙΙ Η οπτική ίνα παρουσιάζει τεράστιο εύρος ζώνης (~25000 GHz) στην φασµατική περιοχή του 1.5 µm. Το εύρος ζώνης αυτό είναι 1000 φορές µεγαλύτερο από ολόκληρο το διαθέσιµο φάσµα ραδιοσυχνοτήτων

Φωτονική Τεχνολογία πληροφορία µεταφέρεται µε φωτόνια κι όχι µε ηλεκτρόνια και τα δύο ταξιδεύουν ως Η/Μ κύµατα, αλλά... το φως έχει 100.000 φορές µεγαλύτερη συχνότητα (~193 THz) 25 ΤΗz µετάδοση ανεξάρτητη από ταχύτητα (10/20/40 Gbit/s) οπτική ίνα: µόνο 0,2 db/km απώλεια µεταξύ 1500-1600 1600 nm χρήση πολλαπλών καναλιών µε >50 GHz φασµατική απόσταση ταχύτητες >10 Gbit/s ανά κανάλι µανδύας πυρήνας εξωτερικό περίβληµα

Τεχνικές Πολυπλεξίας (OTDM) Optical Time Division Multiplexing (OTDM) Ενα µήκος κύµατος Multiple channels 10Gb/s 4x10Gb/s = 40 Gb/s Demux 1x10Gb/s

Tεχνικές Πολυπλεξίας (WDM) Wavelength Division Multiplexing (WDM) Πολλαπλά µήκη κύµατος

Τεχνικές για WDM CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) Ορισµένο µε standard ITU-T G694.2 Μέχρι 18 κανάλια µε απόσταση20 nm µεταξύ τους Καλύπτει µετάδοση από 40 km σε ~100 km DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) Αποστάσεις καναλιών 200, 100, 50 or 25 GHz Περισσότερα από 32 κανάλια Καλύπτει µετάδοση µεγαλύτερη από 600km

Οπτικοί Ενισχυτές 1. Μέχρι πριν, χρησιµοποιούνταν ηλεκτρονικές (RF) διατάξεις για την αναγέννηση και ενίσχυση του σήµατος. 2. Οπτικοί ενισχυτές: ενίσχυση του σήµατος στο οπτικό πεδίο χωρίς την µετατροπή του σε ηλεκτρικό και ανάποδα. 3. Οπτικοί ενισχυτές: ταυτόχρονη ενίσχυση πολλών οπτικών µηκών κύµατος (συχνοτήτων, σηµάτων) 4. Aυξάνει την χωρητικότητα της ζεύξης και θα διατηρεί όλα τα πλεονεκτήµατα ενός αµιγώς οπτικού δικτύου. 5. Εύρος ζώνης των οπτικών ενισχυτών είναι τρεις τάξεις µεγαλύτερο από το αντίστοιχο ηλεκτρονικού ενισχυτή. 6. Χρησιµοποιούνται σαν ενισχυτές ισχύος έχοντας µεγάλη απολαβή και µικρές εσωτερικές απώλειες.

Οπτικοί Ενισχυτές µε ίναπροσµίξεως Ερβίου

Είσοδος-Έξοδος πολυκυµατικού σήµατος σε ένα ενισχυτή µε ίνα ερβίου Power (dbm) -20-30 -40-50 -60 Είσοδος ενισχυτή 1546 1548 1550 1552 1554 1556 1558 1560 1562 1564-10 1 16 Power (dbm) 10 0-10 -20-30 Έξοδος ενισχυτή -70 1546 1548 1550 1552 1554 1556 1558 1560 1562 1564 Wavelength (nm) -40 1546 1548 1550 1552 1554 1556 1558 1560 1562 1564

Κριτήρια Σχεδιασµού EDFAs Κέρδος-εύρος ζώνης υναµικό εύρος λειτουργίας για ισχύ εισόδου Ισχύς εξόδου Σηµατοθορυβικός λόγος Κατανάλωση ισχύος Μείωση εξόδων των δοµικών του στοιχείων

Παραδείγµατα Εργαστηριακοί ΕDFAs Εµπορικά ιαθέσιµοι ΕDFAs

οµή ενός τυπικού Υποθαλάσσιου ικτύου µε τηνχρήσητων EDFAs Αποτελείται από πολλά τµήµατα καλωδίωσης, τα οποία ενώνονται µεταξύ τους µε επαναλήπτες. Στους επαναλήπτες γίνεται και η ενίσχυση του οπτικού σήµατος από τους οπτικούς ενισχυτές (κατά κύριο λόγο ενισχυτές µε ίνα ερβίου-edfa EDFA). Ο τερµατικός εξοπλισµός στην ουσία προετοιµάζει το οπτικό χερσαίο σήµα για µετάδοση πάνω από τη θάλασσα

Η κατάσταση ΣΗΜΕΡΑ σε παγκόσµιο Επίπεδο

Οπτικά ίκτυα σε κάθε χώρα

Africa ONE: Το αφρικανικό οπτικό δίκτυο Africa ONE: Το Αφρικανικό Οπτικό Πεδίο Οπτικός δακτύλιος µήκους 40000 km 54 σηµεία διασύνδεσης Χρησιµοποίηση οπτικών ενισχυτών ίνας EDFAs, Χρησιµποιούνται αµφίδροµη µετάδοση µε γραµµή ασφάλειαςµε 8 συνολικά µήκη κύµατος. Κάθε ίνα περιλαµβάνει τουλάχιστον ένα STM-16 (2.5 Gbps). Πολυπλεξία WDM - SDH 40 Gbps χωρητικότητα ανά περιοχή εκ των οποίων 30 Gbps διατίθεται για κανονικές υπηρεσίες και 10 Gbps για Λειτουργεί από το 1999 Κόστος 2.600.000.000$

Το ευρωπαϊκό Οπτικό ίκτυο 4 1 3 2 5 6 7 8 Πανευρωπαϊκό ίκτυο Φωτονικών Χρησιµοποίηση τεχνολογίας SDH-ATM Πολυπλεξία WDM και επαναχρησιµοποίηση συχνοτήτων

TAT-12/13 ίκτυο Το TAT-12/13 ίκτυο 10 Gbps 13000km Rhode Island-England 5913 km µε 133 επαναλήπτες ανά 45 km. Αγγλίας Γαλλίας, 370 km και περιέχει 4 επαναλήπτες ανά 74 km. New York-Rhode Island, 162 km χωρίς επαναλήπτες France-New York, 6321 km long µε 140 επαναλήπτες ανά 45 km. 2 ζεύγη ινών (service-restoration) Κάθε ζεύγος: 2xSTM-16 (2x2,5 Gbps) Χρόνος ανάκτησης<300 ms Λειτουργεί από το 1996 Κόστος 740.000.000$

The Fiberoptic Link Around the Globe The Fiberoptic Link Around the Globe (FLAG) 10 Gbps 120,000 ψηφιακά κυκλώµατα των 64 Kbps που ενσωµατώνουν SDH. 5 τµήµατα συνολικό µήκος 27,531 km 355 οπτικούς ενισχυτές Ενώνει 12 χώρες σε 16 σηµεία 2 ζεύγη ινών Καθε ζεύγος ινών: 32xSTM-1 (5 Gbps) Ανάκτηση δικτύου<50 ms Λειτουργεί από το 1997 Κόστος 1.500.000.000$

Το ίκτυο SEA-ME-WE 3 Το ίκτυο SEA-ME-WE 3 2.5 Gbps Συνολικό µήκος 39000 km 92 τηλεπικοινωνιακοί φορείς 41 σηµεία σύνδεσης σε 35 χώρες WDM-SDH δίκτυο-8 κανάλια 500 επαναλήπτες Κάποιο τµήµα του λειτουργεί από το 1999. Εχει ολοκληρωθεί από2001

Abilene Optical Network Abilene Network IPv6 Capabilities 10 Gbps Λειτουργεί από το 2003

Η κατάσταση ΣΗΜΕΡΑ στην ΕΛΛΑ Α.

ίκτυο Ε ΕΤ2 2 (2002) WDM δίκτυο

ίκτυο Ε ΕΤ2 2 (2002) Τα πρώτα 932χλµ δικτύου µε 15ετές συµβόλαιο δικαιωµάτων χρήσης οπτικών ινών 932 χλµ οπτικής ίνας

Οπτικές Επικοινωνίες και Ολυµπιακοί Αγώνες (2004) Το 90% της περιοχής είναι καλυµένο µε ίνες. Χρησιµοποιείται SDH δακτύλιος και πολυπλεξία WDM για µεγαλύτερη χωρητικότητα

Μητροπολιτικό δίκτυο Αττικής ΠΑΝΕΠ. ΑΙΓΑΙΟΥ Σε λειτουργία από τον Ιούνιο 2002 ΟΙΚ. ΠΑΝΕΠ. ΤΕΙ ΑΘΗΝΩΝ GSR- 12416 POP- 0 OTE R&D ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ ΠΑΝ. ΠΕΙΡΑΙΑ ΚΩΛΛΕΤΗ ΚΩΛΕΤΤΗ ΝΥΜΑ ΠΕΙΡΑΙΑΣ ΜΑΡΟΥΣΙ ΓΕΩΠΟΝΙΚΟ ΠΑΝΕΠ. POP - 2 ΑΚΡΟΠΟΛΗ ΑΛΕΞΑΝ ΡΑΣ ΠΑΝΤΕΙΟ GSR - 12406 DWDM OTE ΙΛΙΣΣΟΣ ΑΜΠ/ΠΟΙ ΕΚΕΦΕ ΗΜΟΚΡΙΤΟΣ Ε ΕΤ STM - 16 LINK G. ETHERNET LINK GSR - 12406 POP- 1 ΕΜΠ ΖΩΓΡΑΦΟΥ * Τα STM - 4 interfaces δεν παρουσιάζονται σε αυτή την εικόνα ΕΙΕ/ΕΚΤ ΕΚΠΑ ΙΛΙΣΣΙΑ

Η κατάσταση ΣΗΜΕΡΑ στην έρευνα..

Τι «κινείται» στην έρευνα: everything-on-a-chip ίκτυα δεδοµένων-on-chip Ολοκλήρωση ηλεκτρονικών και οπτικών µε τεχνικές CMOS

Οπτικό VLSI Ιndium Phospide Silicon on Insulator Προς το Οπτικό VLSI

Μονολιθική ολοκλήρωση σε Indium Phosphide Πηγή: www.infinera.com

Silicon on Insulator Τεχνολογία Πηγή: www.luxtera.com

Ε.Μ.Π.,., Φωτονική, PCRL

Εργαστήριο Φωτονικών Επικοινωνιών Ίδρυση του E.Φ.Ε.: Σεπτέµβριος 1995 στο Ε.Μ.Π. Ανάπτυξη φωτονικών τεχνολογιών για τηλεπικοινωνίες Ολοκλήρωση 17 διδακτορικών διατριβών Συνεργασίες µε διεθνή ερευνητικά κέντρα και πανεπιστήµια Ενεργός συµµετοχή στα µεγαλύτερα ευρωπαϊκά και διεθνή συνέδρια

ιδάκτορες του Εργαστηρίου Αντώνης Χατζηεφρεµίδης Ελληνική Αεροπορική Βιοµηχανία Ε.Α.Β. Θάνος Παπακυριακόπουλος CISCO SYSTEMS Θανάσης Χούµπαβλης ΝΟΚΙΑ-SIEMENS S.A. Κυριάκος Βλάχος Επίκουρος Καθηγητής Πανεπιστηµίου Πατρών Κυριάκος Ζωηρός Λέκτορας ηµοκρίτειου Πανεπιστηµίου Θράκης Χρίστος Μπίντζας Project Manager στην Hellas on Line (hol.gr( hol.gr) Γιώργος Θεοφιλόπουλος Project Manager στην Intralot hellas Μάριος Καλύβας Project manager στην ΑΚΜΩΝ κατασκευαστική Νίκος Πλέρος Λέκτορας Αριστοτέλειου Πανεπιστηµίου Θεσσαλονίκης Κωνσταντίνος Γιαννόπουλος Ινστιτούτο Τεχνολογίας Υπολογιστών Ι.Τ.Υ.,., Πανεπιστήµιο Πατρών

ιδάκτορες του Εργαστηρίου ηµήτριος Τσιώκος SpikeTec SA Κωνσταντίνος Βυρσωκινός Π 407/80 Πανεπιστηµίου υτικής Μακεδονίας Στέλιος Συγλέτος Επιστηµονικός συνεργάτης στο Πανεπιστήµιο του Karslruhe Στράτος Κεχαγιάς Επιστηµονικός συνεργάτης στο ΕΜΠ Γιώργος Κανέλλος Επιστηµονικός συνεργάτης στο ΕΜΠ Όλγα Ζουραράκη ΝΟΚΙΑ-SIEMENS S.A. Λεόντης Σταµπουλίδης Επιστηµονικός συνεργάτης στο ΕΜΠ

Τι κάνουµε στο εργαστήριο Ανάπτυξη Οπτικών πολυκυµατικών Πηγών (CW & παλµικών) Εφαρµογές σε τηλεπικοινωνίες (WDM Tb/s) Εφαρµογές σε βιο-ιατρική ιατρική (imaging, diagnosis) Σχεδίαση & ανάπτυξη ολοκληρωµένων οπτικών ποµπών για WDM δίκτυα Πολλαπλές µέθοδοι διαµόρφωσης: : OOK, DPSK, QPSK Προσαρµογή στις απαιτήσεις του δικτύου Tb/s µετάδοση Σχεδίαση & ανάπτυξη οπτικών συστηµάτων δροµολόγησης Οπτικός δροµολογητής µε δυνατότητα µεταγωγής 160Gb/s καναλιών Tb/s µεταγωγή δεδοµένων µε silicon optical chips

Τι κάνουµε στο εργαστήριο Κυκλώµατα για οπτικό VLSI µε χρήση BOOLEAN λογικής PRBS Generator Full Adder CRC-7 7 (Cyclic Redundancy Check -7 ) Σχεδίαση ιατάξεων Αµιγώς Οπτικής Επεξεργασίας Σήµατος Ανάκτηση Ρολογιού στα 40 Gb/s και άνω ιαχωρισµός Φορτίου/Επικεφαλίδας στα 40 Gb/s Αναγέννηση εδοµένων (2R, 3R) 2x2 Οπτικός ιακόπτης Σχεδίαση και Μοντελοποίηση Αρχιτεκτονικών Οπτικών Κόµβων και ικτύων Οπτικά ίκτυα Μεταγωγής Ετικέτας Οπτικά ίκτυα Μεταγωγής Πακέτων Σχεδίαση και Μοντελοποίηση Αρχιτεκτονικών Οπτικών Κόµβων και ικτύων

Παράδειγµα: Πολυκυµατική Πηγή 100 Καναλιών Συστοιχία Lasers Πολυκυµατική Πηγή

Παράδειγµα: Πολλαπλασιαστής Ρυθµοδότησης PRBS 40 Gbps BPG 40 Gbps BPG 10 Gbps BPG Optical chip + ETDM + 12.5Gb/s data 200 ps/div 50Gb/s data 50 ps/div

Παρουσία σε διεθνή περιοδικά και συνέδρια 20 18 16 14 12 10 8 Συνέδρια Περιοδικά 6 4 2 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

Ερευνητικές Συνεργασίες IST-LASAGN LASAGNΕ: ανάπτυξη αµιγώς οπτικού κόµβου δροµολόγησης πακέτων IST-MUFINS MUFINS: ανάπτυξη ολοκληρωµένων οπτικών κυκλωµάτων IST-e-PHOTON/One PHOTON/One: ανταλλαγή ερευνητών µεταξύ ευρωπαϊκών ερευνητικών κέντρων MULTIWAVE: Σχεδιασµός και υλοποίηση µιας πολυκυµατικής Οπτικής Πηγής για οπτικά δίκτυα WDM L A S A G N E

Ερευνητικές Συνεργασίες Πανευρωπαϊκό δίκτυο συνεργασίας ερευνητών Ανάπτυξη υβριδικά ολοκληρωµένων ποµποδεκτών για WDM δίκτυα Tb/s silicon router

Εξοπλισµός Εργαστηρίου

Βιβλιογραφία Nonlinear Fiber Optics, G.P. Agrawal, Academic Press Publications Fiber Optic Communications, J. Palais, Prentice Hall ίκτυα Οπτικών Ινών, Paul Green, Μετάφραση Καρούµπαλου, Εκδόσεις Παπασωτηρίου Optical Communication System, John Gowar, Prentice Hall Publications Single Mode Fiber Optics, Jeunhomme, Dekker Optical Networks,Rajin Ramaswami and Kumar N. Sivarajan, Morgan Kaufmann Publications Optical Fiber Telecommunication, Edited by S.E. Miller and I.P. Kaminow, Academic Press Publications Optical Fiber Communication, Second Edition, J. Senior, Prentice Hall Publications Τηλεπικοινωνίες Οπτικών Ινών, Ν. Ουζούνογλου