Fibre Optice - Atestatul

Tem atestat : Fibr optic

Cismaru Cecilia Elena- clasa a XII-a I

FIBRE OPTICE

1.



Cuprins:ARGUMENT................................................................................................. SCURT ISTORIC ......................................................................................... 3 5

Capitolul I. PRINCIPIUL DE TRANSMITERE PRIN FIBRA OPTICA .... 6 Capitolul II. TIPURI CONSTRUCTIVE DE FIBRE OPTICE........................................

8

Capitolul III. CONECTAREA FIBRELOR OPTICE........................................................ 12 3.1 Conectorii de tip FC/PC si FC/APC........................................................ 13 3.2 O.T.D.R (Optical time Domain Reflectomer)......................................... 16 3.3 Backscatter (Dispersie Imprastiere Inapoi) .......................................... 17 3.4 Indicele de refractie................................................................................. 17 3.5 Evenimente non-reflective...................................................................... 18 3.6 Fenomenul de castig................................................................................. 18 3.7 Evenimente reflexive............................................................................... 19 3.8 Sfarsitul de fibra...................................................................................... 20 3.9 Setari primare ale O.T.D.R...................................................................... 20 DICTIONAR DE TERMENI FOLOSITI IN TRANSMISIILE PRIN FIBRE OPTICE...................... 21

BIBLIOGRAFIE............................................................................................ 24

2.



Argumentn fiecare zi, n fiecare moment, fiinele comunic ntre ele, adic fac schimb de informaii.Comunicarea, informarea i mijloacele de comunicare depind unele de altele. Aceti termeni au sensuri diferite n funcie de domeniile care au drept scop comunicarea infomaiei. Pentru specialistul din domeniul telecomunicaiilor, informaia este un semnal transmis unui destinatar prin mijloace tehnice. El numete comunicare, totalitatea operaiilor de prelucrare, de transmitere i recepionare a mesajului.

ncepnd cu secolul al XIX-lea, n urma descoperirii electricitiii a undelor electromagnetice, a devenit posibila punerea n circulaie foarte rapid a informaiilor pe ntreaga planet. n 1837, Samuel F.B. Morse (1791-1872) a realizat un sistem care folosea curentul electric pentru transmiterea mesajelor codificate: telegraful. n 1876, Graham Bell (1847-1922) a conceput un aparat electric care putea transmite glasul uman: telefonul. telegraf Samuel F. B. Morse telefon . Alexander Graham Bell

n anul 1888, Heinrich Hertz (1857-1894) a demonstrat aceast teorie: el a reuit s produc unde electromagnetice invizibile i a stabilit c au exact aceleai proprieti cu lumina. Acestea sunt unde radioelectrice (unde radio), pe care n mod obinuit le mai numim si ,, unde hertziene. Astazi, informaia poate circula pe diferite suporturi, n funcie de cantitatea de informaie care Heinrich Hertz trebuie transportat, de rapiditatea de transmisie i de distan. Astfel, o comunicare telefonic poate s circule prin fir pn la un centru local, apoi s fie purtat pe calea undelor pn la un satelit sau orientat spre un cablu ca s traverseze oceanul, pentru a-i ncheia traseul tot prin fir. O informaie poate circula n orice loc dintr-un teritoriu cu condiia ca acesta s dispun de ci de comunicare. Toate aceste ci constituie o reea. Organizarea circulaiei informaiilor prin fir i pe calea undelor a dus la crearea de diferite reele: reeaua de fire, reeaua hertzian, reeaua celular i reeaua de satelii, acestea comunicnd ntre ele. Reeaua hertzian asigur difuzarea pe calea undelor a emisiunilor de radio i de televiziune i se transmit prin fascicule hertziene. Cnd distanele sunt foarte mari, undele hertziene se transmit prin satelii de telecomunicaii care le trimit spre Pmnt. Reeaua celular este o reea destinat telecomunicaiilor cu aparate mobile (de exemplu telefoane portabile).

3.



O dat cu dezvoltarea informaticii au fost realizate reele de telecomunicaii care fac posibilcirculaia rapid a unui numr foarte mare de informaii, sub form de semnale digitale. Aceste informaii pot fi sunete, imagini statice sau n micare, texte ori date informatice. Noile tehnologii multimedia transform modul de comunicare ntre fiinele umane. Printre altele, ele simplific i mbuntesc relaia dintre oamenii i aparate. Cercettorii elaboreaz noi tehnologii de comunicare , iar ncercarea de a perfeciona instrumentele multimedia care sunt folosite de tot mai muli oameni. Cercetrile urmresc s obin simplificarea utilizrii i mobilitatea acestor tehnologii. Dezvoltarea exploziv a telecomunicaiilor n ultimele decenii a fost nsoit de modificri multiple i importante n tehnologiile de telecomunicaii. Au aprut reele de telecomunicaii noi, au fost dezvoltate servicii noi de telecomunicaii. Tehnologia comutaiei digitale, tehnologia comunicaiilor digitale sau internetul sunt doar cteva dintre serviciile eseniale de telecomunicaii.

Piaa de servicii de telecomunicaii a impus n mare parte aceste inovaii n telecomunicaii.Se impune deja adaptarea reelelor de telecomunicaii la cerinele utilizatorilor privind integrarea serviciilor, crearea unei reele globale care s asigure unui utilizator acces la orice serviciu, mobilitate i independen de terminal.

Capitolele ce urmeaz a fi prezentate n aceast lucrare doresc s rspunda nevoii decunoatere n acest domeniu vast ce se afl n continu dezvoltare. Aceste capitole sunt structurate astfel:

Capitolul I Principiul de transmisie prin fibr optic se refer la sistemul de transmisieoptic ce este format din trei componente : sursa de lumin, mediul de transmisie i detectorul.

Capitolul II Tipuri constructive de fibra optic se refer la cele trei tipuri de cabluri:celeaeriane,subterane i indoor. Parametrii fibrelor subterane i indoor sunt la fel ca si cei de la cablurile aeriene reliefndu-se prin numrul de fibre din tuburile de protective. Capitolul III - Conectarea fibrelor optice se refer la modul de conectare a fibrei optice. Fibra optic se poate conecta n trei moduri. Primul mod const n ataarea la captul fibrei a unor conectori ce se pot lega la un soclu pentru fibr. Al doilea mod const n mbinarea mecanic. Cel de-al treilea i ultimul mod const n mbinarea celor dou bucti de fibr pentru a forma o coexiune solid.

4.



Scurt istoric Tehnologia fibrelor optice, dei devenit omniprezent doar n lumea modern, este una simpl i relativ veche. Ghidarea luminii prin reflexii repetate, principiul care st la baza fibrelor optice, a fost demonstrat pentru prima oar de Daniel Colladon i Jacques Babinet, la Paris, la nceputul anilor 1840. John Tyndall a inclus o demonstraie a acesteia n cursurile sale publice de la Londra un deceniu mai trziu. Aplicaiile practice, cum ar fi iluminare de aproape n stomatologie, au aprut la nceputul secolului al XX-lea. Transmisia imaginii prin tuburi a fost demonstrat independent de Clarence Hansell i de pionierul televiziunii John Logie Baird, n anii 1920. Principiul a fost utilizat pentru examinri medicale interne de Heinrich Lamm n deceniul imediat urmtor. n 1952, fizicianul Narinder Singh Kapany a efectuat experimente ce au condus la inventarea fibrei optice. Fibra optic modern, n care fibra optic este nvelit cu un strat transparent pentru a i oferi un indice de refracie potrivit, a aprut n acelai deceniu. Dezvoltarea s-a concentrat apoi pe transmiterea de impagini prin snopuri de fibr. Primul gastroscop semiflexibil cu fibr optic a fost patentat de Basil Hirschowitz, C. Wilbur Peters i Lawrence E. Curtiss, cercettori de la Universitatea Michigan. n 1956. n procesul de dezvoltare a gastroscopului, Curtiss a produs primele fibre nvelite n sticl. Fibrele optice anterioare se bazau pe aer sau pe uleiuri i diverse tipuri de cear ca material de nvelire, cu indice de refracie mic. Jun-ichi Nishizawa, om de tiin japonez de la Universitatea Tohoku, a fost primul care a propus utilizarea fibrei optice n telecomunicaii, n anul 1963. A inventat i alte tehnologii ce au contribuit la dezvoltarea comunicaiilor prin fibr optic. Nishizawa a inventat fibra optic cu indice de refracie gradat n anul 1964 pentru a servi drept canal de transmisie a luminii de la laseri cu semiconductor pe distane lungi cu pierderi mici. n 1965, Charles K. Kao i George A. Hockham de la compania britanic ,, Standard Telephones and Cables (STC) au fost primii care au promovat ideea c atenuarea n fibra optic poate fi redus sub pragul de 20 decibeli pe kilometru (dB/km), permind utilizarea fibrei optice ca mediu practic de telecomunicaii. Ei au artat c atenuarea din fibra optic disponibil la acea vreme este cauzat de impuriti ce pot fi nlturare i nu de fenomene fizice fundamentale cum ar fi mprtierea.Nivelul crucial de atenuare de 20 dB/km a fost atins pentru prima oar n 1970, de cercettorii Robert D. Maurer, Donald Keck, Peter C. Schultz i Frank Zimar de la fabricantul american de sticl ,, Coming Glass Works . Ei au realizat o fibr optic cu atenuare de 17 dB/km prin doparea sticlei de silicat cu titan. Civa ani mai trziu, ei au produs o fibr cu doar 4 dB/km atenuare cu dioxid de germaniu ca dopant pentru miez. Asemenea atenuri mici au deschis calea comunicrii prin fibr optic i internetului. n 1981, ,, General Electric a produs longouri de cuar ce putea fi tras n fire de fibr optic de 40 km lungime. Fibra optic mai robust folosit astzi ce are att miezul ct i teaca din sticl, suferind astfel mai puin de pe urma trecerii timpului a fost inventat de Gerhard Bernsee n 1973 la ,,Schott AG n Germania. n 1991, studiile n domeniul cristalelor fotonice a dus la dezvoltarea fibrei optice cu cristal fotonic care ghideaz lumina prin difracie ntr-o structur periodic, i nu prin reflexie intern total. Prima fibr din cristal fotonic a devenit disponibil pe pia n 2000. Fibra din cristal fotonic poate fi proiectat s transfere putere mai mult dect fibra convenional, iar proprietile dependente de lungimea de und pot fi manipulate pentru a mbunti performanele fibrei n anumite aplicaii. 5.



CAPITOLUL I : Principiul de transmitere prin fibr optic

Fibra optic, folosit ca linie de telecomunicaii, este un ghid de und dielectric realizat deregul din sticl de tip silica (SiO2 , n stare amorf), sticle multicomponente sau material plastic. Lungimea de und a luminii, folosit ca purttoare de informaie, este cuprins ntre 0,85 i 1,6 m. Prin nlturarea atent a impuritilor s-a obinut o fibr cu atenuarea de 0,2dB/km pentru lungimea de und =1,55m. Aceast atenuare mic i banda de lucru foarte larg face ca fibra optic s fie cea mai performant linie de transmisiune

Fibrele optice sunt fabricate din sticl, iar sticla este fabricat la rndul ei din nisip, unmaterial brut necostisitor, care se gsete n cantiti nelimitate. Ca o curiozitate, trebuie s tim c sticla folosit pentru fibrele optice modern este att de transparent nct, dac oceanul ar fi fost plin cu sticl n loc de ap, fundul oceanului s-ar vedea tot att de clar, cum se vede din avion pmntu ntr-o zi senin.

Argumente tehnico-economice aduse n sprijinul introducerii de cabluri de fibre optice ntelecomunicaii sunt : Band mare de frecvene; Dimensiune i greutate redus; Imunitate la diafonie; Imunitate la interferene electromagnetice; Atenuare sczut; Securitatea semnalului; Izolare electric; Potenial cost sczut; Fiabilitate a sistemului i ntreinere uoar.

Exist i dezavantaje ale introducerii cablurilor optice: Costuri de introducere; Standarde; Tehnici noi.

n paragrafele urmtoare sunt prezentate pe scurt sistemul de transmisie optic, tipurile decabluri de fibre optice folosite, parametrii fibrelor optice precum i un aparat de msur dedicat ntreinerii i instalrii fibrelor optice, numit O.T.D.R.

6.



un sistem de transmisie optic este format din trei componente: surs de lumin, mediul detransmisie i detectorul.Prin convenie, un impuls de lumin nseamn 1, iar absena luminii indic bitul 0. Mediul de transmisie este o fibr foarte subire de sticl. Atunci cnd intercepteaz un impuls luminos, detectorul genereaz un impuls electric. Prin ataarea unei surse de lumin la un capt al fibrei optice i a unui detector la cellalt, obinem un sistem unidirecional de transmisie a datelor care accept semnale electrice, le convertete i le transmite ca impulsuri luminoase i apoi le reconvertete la ieire n semnale electrice. O imagine sugestiv a unui sistem de comunicaie optic este prezentat mai jos n figura 1:

Figura 1 : Sistem de comunicaie optic

Captul fibrei optice care recepioneaz semnalul const ntr-o fotodiod (de tip PIN, PINFET sau APD), care declaneaz un impuls electric cnd este atins de lumin. Rspunsul tipic al unei diode este de 1 secund, ceea ce limiteaz viteza de transfer de date la aproximativ 1 Gbps. Pentru a putea fi detectat, un impuls luminos trebuie s aib suficient energie ca s evite problema zgomotului termic.

7.



pentru semnalizare se pot folosi dou tipuri de surse de lumin, LED-uri (Light EmittingDiode diod cu emitere de lumin ) i laserul din semiconductori (LD).

Transmitorul Puterea (dBm):Limea spectral (nm):

LED -15 < 100

LD -4 n2, n2 fiind indicele de refracie al sticlei ce formeaz cmaa miezului.

Figura 3: Multi Mode Step Index Fiber 2. Multi Mode Graded Index Fiber (Fibr cu indice gradat) are o lrgime de band cuprins ntre 300 i 500 Mhz x km. Indicele de refracie al acestei fibre descrete gradat de la central miezului ctre marginile nveliului.

Figura 4: Multi Mode Graded Index Fiber

9.



3. Single Mode Step Index Fiber Miezul fibrei Singlemode (SM) este att de subire (3-10m) nct toate undele de lumin parcurg aceeai distan. Lrgimea de band este aproape nelimitat.

Figura 5: Single Mode Step Index Fiber

Atenuarea luminii prin sticl depinde de lungimea de und a luminii. Pentru tipul de sticlfolosit la fibrele optice, atenuarea este prezentat n figura 6.

Figura 6: Atenuarea luminii prin tipul de sticl folosit la fibrele optice

Figura de mai sus prezint valorile atenurii pentru lungimi de und apropiate spectruluirazelor infraroii, care sunt folosite n practic. Trei benzi din acest spectru sunt folosite n comunicaii. Ele sunt centrate respectiv la 0.85, 1.31 i 1.55 m. Ultimile dou au proprieti bune de atenuare (mai puin de 5 % pierderi pe km). Toate cele trei ferestre au o lrgime a benzii de 25 000 pn la 30 000 Ghz. Ca o comparaie lumina vizibil are lungimi de und puin mai mici, de la 0,4 la 0,7 microni.

10.



Se folosesc trei tipuri de cabluri optice : Aerian A- D(T)2Y 1 x 20 E9/125 0.38F3.5 + 0.25H18 LG

Ca un exemplu, mai jos sunt prezentate caracteristicile tehnice ale acestui tip de cablu:20 fibre monomod lungimea de und de operare: diametrul camii: diametrul miezului: dimensiunea primulul nveli este: indicele de refracie: indicele de refracie efectiv de grup (la 1310 nm): indicele de refracie efectiv de grup (la 1550 nm): apertura numeric: lungimea de und de tiere: atenuarea n domeniul 1285 1330 nm: atenuarea la 1550 nm: dispersia n domeniul 1288 1339 nm: dispersia la 1550 nm: diametrul aproximativ al cablului: greutatea aproximativ: gama temperaturilor de lucru: raza minim a ndoiturilor: 1310 nm i 1550 nm 125 m +/- 2 m 9 m 250 +/- 15 m treapt 1.4675 1.4681 0.13 < 1250 nm < 0.38dB/km < 0.25 dB/km

Fibre Optice - Atestatul

Documents

Transcript of Fibre Optice - Atestatul