Sisteme de Comunicatii Optice. Metode de Modulare a Purtatoarei Laser

7/24/2019 Sisteme de Comunicatii Optice. Metode de Modulare a Purtatoarei Laser

1/24

SISTEME DE COMUNICA II OPTICE.METODE DE MODULARE A PURTTOAREI

LASER

1 din24


2/24

CUPRINS

INTRODUCERE...........................................................................................................................51. SISTEME DE COMUNICA II OPTICE ............................................................................7

1.1. Sistemul de comunicaii optice.........................................................................................7

1.2. Structura sistemului de comunicaii optice.......................................................................8

1.3. Senzori cu fibre i ghiduri optice de und ......................................................................10

1.3.1. rincipii funcionale !i constructi"e ale senzorilor cu fibr optic..........................11

2. METODE DE MODULARE A PURTTOAREI LASER ...............................................152.1. #odularea electric.........................................................................................................1$

2.2. #odularea optic............................................................................................................1$

2.3. #odularea mecanic.......................................................................................................18

2.%. #etode e&perimentale de modulare pentru doi laseri cupla i .........................................18

ANALIZ COMPARATIV......................................................................................................21

BIBLIOGRAFIE.........................................................................................................................25

2 din24


3/24

3 din24


4/24

INTRODUCERE

'pariia !i dez"oltarea puternic a sistemelor de comunicaii optice a constituit o trecere

fireasc spre domeniul frec"enelor tot mai (nalte) impus printre altele de cererea de canale de band tot mai larg !i de un numr tot mai mare de canale. *ez"oltarea fr precedent asistemelor de culegere) prelucrare !i transmitere la distan a informaiei) crearea unor sistemeinformaionale (n care abonaii au acces la di"erse tipuri de informaii) +telefonie) ,- pe cablu)"ideo) programe muzicale) informaii din bnci dedate) etc necesit un numr foarte mare decanale de comunicaii. 'cestea nu mai pot fi realizate pecabluri electrice sau (n microunde dincauza lrgimii limitate de frec"en a acestora) precum !i din altecauze legate de atenuare)

costuri) etc. /a ora actual sistemele de comunicaii pe fibre optice constituie mi locul cel maieficient de transmitere prin cabluri a semnalelor informaionale de band larg.

n era tehnologiei informaiei +secolul 4 stocarea) prelucrarea !i transmitereainformaiei "or a"ea un rol foarte important (n societate. 4nformaia "a fi numeric) de mare"itez !i transmis) (n general) pe purttoare optic. *e!i comunicaiile pe fibr optic sunt dedat recent) ideea propagrii ghidate a luminii nu este at t de nou. nc din 1870 ,6ndall aratc lumina poate fi ghidat (n interiorul unui et de ap. ece ani mai t rziu) ell studia

posibilitatea transmiterii "orbirii pe un flu& luminos. n 1910 se fceau primele studii teoreticeasupra ghidurilor dielectrice) iar (n 1950 au fost realizate primele ghiduri optice asemntoarecelor utilizate astzi. :ra comunicaiilor optice moderne (ncepe cu in"enia laserului +1958 !irealizarea primului laser +19$0 . /'S:; este un acronim pentru /ight 'mplification

6 Stimulated :mission of ;adiation


5/24

(n e&ploatare fibre optice de 2)5 !i 10 ?bps !i sunt (n curs de cercetare !i e&perimentare fibroptice la %0 ?bps. n laborator sunt posibile rate de 100 ?bps pe distane scurte !i chiar 1 ,bps.

5 din24


6/24

1. SISTEME DE COMUNICA II OPTICE

1.1. Siste !" #e $% !&i$'(ii %)ti$e

Scopul oricruicanal de comunicaii este de a transmite informaii pe o anumit distan.erformanele canalului de comunicaii sunt determinate at t de distana la care se pot transmite

informaiile fr repetori intermediari) c t !i de cantitatea de informaii transmis !i de lipsaerorilor. 'ceste caracteristici sunt determinate de natura informaiei !i de modul (n care aceastaeste cuantificat. Schema bloc general a unui canal de comunicaii optice este identic ca formcu cea din sistemul de comunicaii radio !i este prezentat (n figura 1.1.

Fi*. 1.1Schema bloc a unui canal de comunicaii optice.

*iferena const (n faptul c frec"ena purttoarei optice este cu c te"a ordine de mrimemai mare dec t cea utilizat (n sistemul de comunicaii prin unde radio sau microunde.

n cazul general informaia implic e&istena unor parametri fizici care "ariaz continuu(n timp !i pot lua orice "aloare (ntr


7/24

1.2. St,!$t!,' siste !"!i #e $% !&i$'(ii %)ti$e

@omponentele de baz ale unui sistem de comunicaii optice +fig. 1 sunt urmtoareleA

< sursa optic=< dispoziti"ul pentru modularea semnalului optic la ie!irea din surs cu semnalul care

trebuie transmis=< mediul de transmisie=< fotodetectorul care transform semnalul optic (n semnal electric=< dispoziti"ele electronice pentru amplificarea !i procesarea semnalelor (n "ederea obineri

semnalului transmis.

n cazul utilizrii ca mediu de transmisie a fibrelor optice numai laserele !i diodelesemiconductoare luminiscente +/:*


8/24

compensare pentru pierderile de


9/24

- fle&ibilitate de band=- securitate ridicat pentru comunicaiile militare) comerciale.

@u toate acestea ele prezint i deza"anta eA

- dificulti de (mbinare a fibrelor=- susceptibilitatea fibrei de a reaciona cu B2 la imersia (n ap a cablului=- sursele au eficien relati" sczut !i de asemenea limitri de putere=- este susceptibil la ionizri=- neliniaritile laserelor !i led


10/24

fi astfel construit (nc t s e&iste o corelaieunu-la-unu +one-to-one (ntre fenomenul studiat !isemnalul demodulat.

1.3.1. P,i&$i)ii !&$(i%&'"e 6i $%&st,!$ti7e '"e se&0%,i"%, $! i , %)ti$

Cn senzor este un dispoziti" care preia "alorile unei mrimi fizice +temperatur) presiuneetc. i le transform (n mrimi electrice +curen i sau tensiuni direct utilizabile printr


11/24

*e asemenea) dac fibra ac ioneaz ca senzor pe o por iune mare se ob ine un dispoziti" +senzor cu pas de integrare e&tins de tip transmis. Gibra senzor mai poate fi plasat la unul capete) obin ndu


12/24

3. senzori bio-medicali +de e&emplu senzori spectroscopici biomedicali) senzori ce msoarsimultan pB


13/24

13 din24


14/24

2. METODE DE MODULARE A PURTTOAREI LASER

#odularea sistemelor optice !i (n particular a sistemelor laser este o tehnic comple&

datorit caracteristicilor speciale ale acestor sisteme. ,rebuie a"ut (n "edere c radiaia opticcare este emis sau absorbit de astfel de sisteme are o lungime de und de ordinul %00


15/24

2.1. M%#!"',e' e"e$t,i$

@ea mai simpl este modularea emisiei diodei laser) fr a


16/24

tensiune) faza "ectorului c mp electric asociat luminii din ca"itate se modific cu un factor proporional cu faza modulatorului) Nm Ot P30


17/24

Fi*. 2.3 *inamica neliniar cu comutare (ntre 2 regimuri diferite de haos

2.3. M%#!"',e' e$'&i$

H alt tehnic de modulare a sistemului de diod laser cu ca"itate e&tins este bazat pe"ariaia rapid !i periodic a lungimii ca"itii prin plasarea reelei de difracie pe un element piezo electric ce "ibreaz cu o frec"en ridicat) de p(n la c(te"a sute de DBz. *inamicalaserului este astfel afectat prin modificarea periodic a drumului optic al radiaiei. @omponentde baz a acestei tehnici de modulare este o celul de tip piezo


18/24

precum temperatura) curentul prin onciune !i lungimea ca"itii s fie apropiai ca "aloare (nlimita a 5


19/24

1 din24


20/24

ANALIZ COMPARATIV

,ehnicile de modulare a laserilor haotici (n general depind de frec"en a oscila iilor de rela&are din mediul acti" laser sau din ca"itatea laser. 'stfel) de e&emplu) laserii cu mediu acti"corp solid precum LdAX'? oscileaz haotic la frec"en e de circa 50


21/24

(ntre dou astfel de cderi care se repet la inter"ale regulate c nd laserul este modulat) "aria i(n timp a emisiei este tot haotic. ractic laserul func ioneaz (ntr


22/24

ca"itatea optic i aliniat cu fascicolul laser. Gunc ionarea lui se bazeaz pe efectul neliniar al unui cristal care atunci c nd este polarizat la o tensiune (nalt de ordinul sutelor sau miilor de"ol i drumul optic al radia iei care strbate cristalul este modificat. ,impul total de propagare al fascicolului (n ca"itatea e&tins este fcut s "ariaze) induc nd stri diferite (n dinamicalaserului. Cn astfel de dispoziti" e&perimental este prezentat (n figura 3.

Fi*. 3#odulare electro


23/24

cderile de putere se (ncadreaz (n inter"alul 5


24/24

1. *oicaru) L. i r"ulescu) #. +199% . ,ransmisii prin fibre optice. ucure ti. :ditura#ilitar

2.

-oiculescu) :. i #ari a) ,. +2001 . Optoelectronic. @lu

Sisteme de Comunicatii Optice. Metode de Modulare a Purtatoarei Laser

Documents

Transcript of Sisteme de Comunicatii Optice. Metode de Modulare a Purtatoarei Laser