Sistem pentru Măsurarea Legăturilor Bazate pe Fibră Optică

Introducere

Comunicarea cu ajutorul luminii este un concept foarte vechi. Sistemele de comunicaţie pe cale optică sunt folosite de secole întregi, sub forma unor binecunoscute metode: semnale fumigene, focuri, semafoare. Chiar şi conceptele mai moderne ca şi sisteme optice de comunicaţii pentru telefonie, sunt departe de a fi idei noi; în 1880, Alexander Graham Bell a construit fotofonul, un dispozitiv capabil să transmită vocea la o distanţă de câteva sute de metri folosind raze de lumină. Deşi sistemul lui Bell poate fi considerat rudimentar privit de la nivelul cerinţelor actuale, el a constituit punctul de plecare al cercetărilor privind folosirea radiaţiei luminoase pentru transmiterea informaţiei.

Ca o consecinţă a apariţiei şi perfecţionării fibrelor optice, multe din domeniile cheie ale optoelectronicii s-au dezvoltat în paralel: laserii semiconductori, fibrele optice cu pierderi mici, microelectronica.

Compania Corning Glass Works a trecut la dezvoltarea primei fibre optice reale(cu pierderi de 20dB/km), în 1970. Cercetările efectuate în anii următori au facut posibilă coborârea pierderilor sub 1dB/km, simultan cu apariţia LASER-ilor semiconductori capabili să lucreze în mod continuu la temperatura camerei. La mijlocul deceniului şapte, fibrele optice erau deja recunoscute ca fiind un mediu de transmisie bun şi a început să se pună serios problema utilizării lor în înfrastructura sistemelor de comunicaţii.

Prezentarea temei

Industria telecomunicaţiilor suferă în continuare schimbări dramatice şi remarcabile. A fost necesară dezvolatarea unui sistem de mare capacitate, înalta calitate şi în acelaşi timp, economic, deoarece transferul de informaţii sub formă de voce, date şi imagini a crescut uluitor, sistemele terestre de comunicaţie prin cabluri electrice sau unde radio şi-au atins de mult capacitatea maximă de transmisie, iar sistemele prin satelit au fost doar o soluţie temporară pentru cererea tot mai mare în capacitate de transmisie.

Comunicaţiile care folosesc lumina ca semnal purtător au primit o foarte mare importantă, dar comunicaţiile optice prin spaţiul liber s-au dovedit dificil de realizat din cauza atenuarilor atmosferice mari. Soluţia este folosirea sistemelor care folosesc cabluri cu fibre din plastic sau sticla pentru ghidarea luminii de la sursa la destinaţie, a caror demunire este : sisteme de comunicaţii pe fibră optică.

Aplicaţia se numeşte „Sistem pentru măsurarea legăturilor bazate pe fibră optică”.

La realizarea acestei lucrări s-a urmărit:

1. Înţelegerea fenomenelor de transmisie şi recepţie a informaţiei;

2. Cunoaşterea importanţei folosirii fibrei optice în transmisia informaţiilor fată de folosirea liniilor de comunicaţie tradiţionale;

3. Cunoaşterea conceptelor, principiilor şi metodelor folosite în lucrările de intreţinere a fibrelor optice;

4. Posibilitatea de a aplica tehnicile şi instrumentele necesare intreţinerii fibrei optice în asigurarea unei comunicaţii cât mai bune;

Lucrarea este structurată pe următoarele capitole:

1. Fibre optice

2. Emisia şi recepţia în sistemele optice

3. Teste de transmisie a semnalului pe fibre optice

4. Măsurarea unui tronson de fibră optică

Capitolul intitulat „Fibre optice”prezintă fibrele optice monomod şi multimod prin prisma caracteristicilor de propagare ale undelor luminoase , moduri de propagare, atenuarea în fibre optice.

Modul în care se realizează o comunicaţie ce utilizează fibrele optice: surse de lumină, fotodetectori este tratat în capitolul „Emisia şi recepţia în sistemele optice”.

Caracterizarea unui cablu de fibre optice prin parametrii săi de transmisie provine din nevoia de a verifica instalarea corectă a sistemului. Aceasta se face cu aparatul numit “OTDR” pe care l-am prezentat în capitolul “Teste de transmisie a semnalului pe fibre optice”.

Partea practică descrie o măsurătoare efectuată pe teren cu aparatul numit „OTDR”, după instalarea unui tronson de fibră optică pentru a afla valorile mărimilor care efectuează transmisia: atenuarea şi reflexia. Totodată în prezenta lucrare sunt specificate diferite noţiuni teoretice despre fibra optică şi despre aparatul cu care se fac măsurătorile pe fibră.

CAPITOLUL I

Fibre optice

1.1 Generalităţi

Astăzi nu se pot imagina comunicaţii (de telefonie, transmisii de date, etc.)[1] fără implicarea fibrelor optice sau a sateliţilor artificiali. Se poate spune că pe pământ fibrele optice sunt suverane în timp ce în spaţiu domnesc sateliţii asupra comunicaţiilor[2].

Înainte de 1970, fibrele optice erau utilizate, în principal, pentru transmisiuni pe distanţe foarte scurte. Utilizarea în comunicaţii la distanţă era încă nepractică datorită atenuărilor foarte mari(1000dB/km). Situaţia s-a schimbat din nou după 1970 când a fost posibilă, tehnologic – realizarea unei FO cu atenuare sub 20dB/km[3]. După 1979 se realizează o variantă de FO cu o atenuare de aproximativ 0,2 dB/km în “fereastra a III-a”.