Optika A-tól Z-ig AXICO nap 2010.11.04.
Hálózat, mint érték
www.atl-fo.eu
Távközlési hálózat
Kép
Műhold
Adat
Kábel
Adat Rádió Hang
Hang www.atl-fo.eu
Távközlési otthon
Hang – végpont > 2 Kép – végpont > 2 Adat – végpont > 2
Létező hálózatok:
A napjaink/közeljövő FTTH (P2MP):
- Sodort réz érpár / koax kábel
- Fényvezető kábel
- Fényvezető kábel (P2P)
- xDSL / HDTV / VoIP / IPTV / VoD
- HFC / xDSL www.atl-fo.eu
PON szabványok • EPON, vagyis Ethernet PON, egy főleg Japánban elterjedt FTTH hálózati forma, de USA-ban és Europában is vannak kisebb hálózatok belőle. • BPON vagyis broadband PON volt az első széles körben alkalmazott FTTx PON hálózat USA-ban. • GPON vagyis gigabit PON kombinálja az EPONnál alkalmazott IP protokol hatékonyságát a BPON-nál használt operációs rendszerrel valamint a szolgáltatás-minőségi tulajdonságaival (QoS). Ez tűnik a perspektivikus rendszernek USA-ban és Europában. www.atl-fo.eu
PON tulajdonságok • EPON, BPON/GPON hálózatoknak sok közös jellemzője van: – Az optikai kábelszakaszok rövidek – A letöltési jelfolyam (downstream) korlátozik egy (1490 nm) vagy kettő egymástó távol eső (1490 + 1550 nm) hullámhosszra – A feltöltési jelfolyam (upstream) csak egy hullámhosszt használ (1310 nm)
www.atl-fo.eu
FTTX hálózati típusok • Pont-pont (P2P) hálózatok – Ethernet protokol – Egy vagy két szál vezet a központból (CO) az előfizetőhöz – Nincs teljesítményosztó (FO-splitter)
• Passzív optikai Hálózatok (PON) – EPON, BPON, vagy GPON szabvány szerint – Teljesítményosztók (splitter) segítségével egy szálból akár 64 vagy 128 előfizető felé osztható a jel. www.atl-fo.eu
FTTX hálózati típusok
www.atl-fo.eu
FTTx PON föld kábellel – új szakaszoknál (‘zöld mező’)
ONT ONT
CO: OLT Drop kábel
F1 optikai tápkábel
aknák
Szálelosztó Kültéri szekrényben
FDH
F2 elosztó FO kábel
www.atl-fo.eu
ONT
FTTx PON légkábellel – meglévő infrastruktúránál
ONT ONT
CO: OLT
ONT Drop kábel
F1 optikai tápkábel
F2 elosztó kábel FDH FO elosztó oszlopi szereléssel
www.atl-fo.eu
Légkábeles kötéslezáró
FTTx PON
Központ (CO)
OLT táp kábel (< 20 km)
Kültéri vagy oszlopi szálelosztó (FDH)
Splitter Elosztó kábel (< 1 km)
Drop Terminal
Kötéslezárók kültéri szekrényben vagy oszlopon
Fali dobozban lakásban, panelházban, vagy irodában
Drop kábel (< 100m)
ONT Otthonkábelezés (UTP vagy koax)
Voice (VF) Video (RF) Internet (TCP/IP)
www.atl-fo.eu
1490 nm
1550 nm 1310 nm
Voice, Internet, IPTV
Video
Voice, Internet
Optikai hálózatok - fizikai réteg A hálózaton futó későbbi alkalmazásokat a telepített hálózat paraméterei határozzák meg!
• Optikai kábelek (fényvezető szálak típusa ITU-T G650659) • Megfelelő kábelezés (kötések, kötéslezárók, kábelezési előírások) • Rendezéstechnika, csatlakozók, csatlakozó-adapterek • Hálózatdokumentálás: mérések (OTDR, veszteség, CD, PMD), szálkiosztás
www.atl-fo.eu
Optikai hálózatok passzív elemei • Optikai kábelek és kábelezés • Kötések (bontható és nem bontható) • Optikai osztók • Kötéslezárók • Rendezéstechnikai elemek • Végződtető dobozok
www.atl-fo.eu
Kábelek és kábelezés • Monomódusú kábelek (G652d, G657A) • Hagyományos kábelszerkezet • Befúvásos technika (mikrokábelek befúvása csőhálózatba)
www.atl-fo.eu
Befújás Előtolás
Sűrített levegő
Air Input
Drive wheels
Viscous air drag
Blown Fibre Tube Mikrokábel/szál
Blown Fibre Unit Cső
www.atl-fo.eu
Kábelek és kábelezés
www.atl-fo.eu
A fényvezető szál Egymódusú (single mode fiber – SM) Θ ≅ 6,5°, NA ≅ 0,113 B >> 10 Ghz/km Dhéj = 125 µm Dmag = 9 µm Lépcsős törésmutató profilú szál
www.atl-fo.eu
Optikai kötések Három típusú optikai kötést különböztetünk meg:
kötés hegesztéssel : a kötés beiktatási csillapítása < 0,1dB. Alkalmazás: átviteli szakaszok esetében optikai kábelek toldása (kötéslezárókban) és rendezési pontokban a beérkező optikai kábelek végződtetése rendezőkben. Hegesztőgép, száltörő kell hozzá. Mechanikai kötések : Alkalmazás: méréseknél és gyors javítási munkáknál, előfizetői bekötéseknél. Száltörő és szerszám kell hozzá. Bontható kötések : fényvezető csatlakozók és csatlakozó-adapterek. Egy fényvezető csatlakozó beiktatási csillapítása < 0,4 dB maximum. Alkalmazás: a fényvezető szálak végződtetésénél és rendezésénél.
www.atl-fo.eu
Optikai csatlakozók (csatlakoztatás) elve Csap – hüvely – csap elv A csap tartalmazza a fényvezető szálat A csap átmérője szabványos: 2,5 vagy 1,25 mm
Csatlakozó (csap) követelmények: Adapter (hüvely) követelmények: Tökéletes felületi megmunkálás Pontos belső átmérő Konvex homlokfelület Pontos záró-mechanizmus Pontos csapátmérő www.atl-fo.eu
A homlokfelület csiszolása – PC csiszolás A csatlakozócsap homlokfelületének konvex csiszolása biztosítja a fizikai érintkezést a csatlakozócsapok homlokfelülete között, ezáltal csökkentve az átmeneti részen jelentkező visszaverődések mértékét és a csatlakoztatás beiktatási csillapítását. A PC csiszolású csatlakozók reflexiós csillapítása > 45(PC), 50(SPC) vagy 55(UPC) dB – felületi megmunkálás függvénye.
www.atl-fo.eu
A homlokfelület csiszolása – APC csiszolás A szögben csiszolt (APC) csatlakozók elméletileg teljes mértékben kiküszöbölik a visszaverődést. A visszavert fénysugár a szál héjába kerül, majd elhagyja a szálat (kritikus szög). A szögben csiszolt csatlakozók reflexiós csillapítása > 65 vagy 70dB – felületi megmunkálás függvénye.
www.atl-fo.eu
A homlokfelület csiszolása – geometria Görbületi sugár : 7mm < R < 30mm. Apex offset : 0 < apex < 50 µm. Szálkilógás : -100 < h < 100 nm. Ragasztórés : 125 µm < D < 125,5 µm. A szál homlokfelületének minősége A csatlakozócsap homlokfelületének megmunkálási minősége
Mozgatható síktűkör
Csatlakozó csap
CCD Kamera
Fényforrás
www.atl-fo.eu
Fényvezető csatlakozó családok A szabványosítás eszköz, amely biztosítja az összeférhetőséget a különböző gyártók különböző termékei (csatlakozók, adapterek) között. E2000 – SM és MM, PC és APC DIN – SM és MM, PC és APC ST – SM és MM, PC SC – SM és MM, PC és APC FC – SM és MM, PC és APC
LC – SM és MM, PC és APC MU – SM és MM, PC és APC MtRj – SM és MM, PC
www.atl-fo.eu
Nagy teljesítmény az optikai hálózatokban • 100 mW-nál nagyobb teljesítmény esetén már nagy teljesítményről (HighPower) beszélünk. • Ezen teljesítménynél és e felett a csatlakozók meghibásodása gyakoribb. Teljesítmény
Teljesítménysűrűség
5mW / 7dBm
72 W/mm2
10mW / 10dBm
140 W/mm2
25mW / 14dBm
360 W/mm2
50mW / 17dBm
720 W/mm2
100mW / 20dBm
1440 W/mm2
250mW / 24dBm
3600 W/mm2
500mW / 27dBm
7200 W/mm2
1000mW / 30dBm
14400 W/mm2
www.atl-fo.eu
Tisztítók • Optikai csatlakozó tisztító (NTT) - Száraz tisztítás
www.atl-fo.eu
NTT-AT tisztító (Neoclean-E - 1) • Csatlakozó tisztítására • Az adapter túloldalán lévő csatlakozót is lehet tisztítani
www.atl-fo.eu
Passzív hálózati megoldások – komponensek • PLC osztó – 1x2, 1x4, 1x8, 1x16, 1x32, 1x64 – 2x2, 2x4, 2x8, 2x16, 2x32, 2x64
www.atl-fo.eu
Optikai csatolók / osztók FBT technológia
Csatoló S1
S2
S1 + S2
Technológiai lépések az optikai csatoló megvalósítására: A két fényvezető szál csupaszítása (2x125µm). A fényvezető szálak összesodrása és összeolvasztása (25...50µm). Hullámhossz szelektív!
www.atl-fo.eu
Optikai csatolók / osztók PLC technológia – ion exchange in glass (ioncsere) Exponált üvegfelület
Fémréteg
Üveg hordozóréteg
Litográfia és maratás
Magas hőmérséklet Olvasztott só X+
Hullámvezető
Y+
Na ionok --> Ag ionok <--
www.atl-fo.eu
Optikai csatolók / osztók A veszteségek csökkentése érdekében – hullámvezető mélyebbre a hordozórétegbe
1xN osztó fotólitográfiai maszk
Hullámvezető Üveg hordozóréteg
www.atl-fo.eu
Optikai csatolók / osztók - PLC
• Kismértékű beiktatási csillapítás. • Széles működési hullámhossztartomány (1250 ÷ 1650nm). • Kismértékű polarizációs veszteség (PDL). • Kitűnő csatornaegyenletesség. • Kompakt kisméretű kiszerelés. • Testreszabott és alkalmazáscentrikus csomagolás/kiszerelés
www.atl-fo.eu
Méréstechnika, műszerek – AFL (FTTx!) • Mérési lehetőségek: -OTDR SM, MM -OTDR FTTx -PON szintmérő -Szálazonosító -Látható fényű forrás -Optikai adó -Optikai vevő -Előtét szálak -Mikroszkóp
www.atl-fo.eu
Optikai szálhegesztés és eszközei • Optikai szálhegesztők • Optikai száltörők • Szerszámok (csupaszítók) • Hegesztésvédő zsugorcsövek • Elektródák
www.atl-fo.eu
Köszönöm a figyelmüket!
www.atl-fo.eu
