LE FIBRE OTTICHE NELLE TELECOMUNICAZIONI

Dimensione: px
Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "LE FIBRE OTTICHE NELLE TELECOMUNICAZIONI"

Transcript

1 LE FIBRE OTTICHE NELLE TELECOMUNICAZIONI Ing. Carlo Cerboni

2 GENERALITA SULLE FIBRE OTTICHE VANTAGGI DELLE FIBRE OTTICHE Capacità trasmissive estremamente elevate (decine di Gbit/s e oltre) Cavi leggeri e di sezione ridotta Attenuazione molto piccola e NON proporzionale alla radice della frequenza come nei cavi in rame Completa immunità ai disturbi elettromagnetici Assenza di disturbi elettromagnetici generati e quindi assenza di fenomeni di diafonia Sicurezza delle informazioni trasmesse non essendo intercettabili Passi di rigenerazione molto grandi ( circa 180 Km ) Possibilità di amplificazione del segnale direttamente in ottico Costituiscono il mezzo di comunicazione con prestazioni superiori a tutti gli altri. Telecom Italia comincia nel 1986 a installare fibre ottiche di tipo multimodale in rete di giunzione, dal 1988 posa solo fibre ottiche monomodali. In Italia vi sono circa 2.5 milioni di Km di cavi in F.O. già posati contro i 115 milioni di Km di cavi in rame. PRINCIPALI SVANTAGGI Costo elevato dei cavi ma soprattutto delle interfacce di trasmissione e ricezione Difficoltà delle operazioni di giunzione e di attestazione dei cavi e quindi maggiori costi di posa Rivestimento primario Mantello Nucleo Costituzione di una fibra ottica Modi di trasmissione del segnale in una fibra ottica

3 PRINCIPI DI PROPAGAZIONE IPOTESI: dimensioni geometriche >> raggi meridionali LEGGE DI SNELL sen 1 = n 2 sen 2 2 n 2 ANGOLO CRITICO (per 2 = 90 ) n c arcsen 2 1 per 1 > c il raggio viene guidato > n 2 VELOCITA DI FASE v f c n n aria = 1 2 n 2 ANGOLO DI ACCETTANZA CRITICO (per 2 = 90 ) a 1 1 sen c 2 n 2 2 NA n 2 NA = APERTURA NUMERICA sen a sen 1 1cos 2 1 1sen n 2 sen 2 22 per angoli a < c il raggio entra nel nucleo della fibra e viene guidato

4 DISPERSIONE MODALE (1) FIBRA STEP INDEX Si calcola la differenza di cammino tra il raggio parallelo all asse della fibra (cammino più corto) e quello che si propaga secondo l angolo max che l angolo maggiore tra quelli guidati (cammino più lungo). max n 2 tl NA 2 2 cn 2 n 2 L = lunghezza della tratta Ipotizzo che la banda modale B mod sia B mod 1 t ESEMPIO Per NA = 0.2 ; L = 1 Km ; n 2 = Trovo t 45 ns/km e B mod 22 MHz

5 DISPERSIONE MODALE (2) FIBRA GRADED INDEX Consideriamo il seguente profilo d indice nel nucleo della fibra n 2 r 2 n r a g a = raggio del nucleo n n 2 NA Calcolando la differenza tra il cammino più lungo e quello più breve si trova per g = 2 t L NA 4 32 c 3 La figura accanto mostra che il ritardo modale viene minimizzato per valori del parametro g molto vicini a 2. ritardo normalizzato t m /t n Ritardo modale in funzione del parametro g g indice di rifrazione g= distanza normalizzata (r/a) ESEMPIO Per NA = 0.3 ; L = 1 Km ; = 1.5 Trovo t 250 ps/km e B mod /t 44 GHz ovvero una B mod >> rispetto al caso step index Profilo dell indice di rifrazione al variare di g.

6 BANDA PASSANTE I principali fattori che limitano la banda passante di una fibra ottica sono: Dispersione Modale Dispersione Cromatica Indico con B mod la banda modale, con B crom la banda cromatica e con B tot la banda passante della fibra. B tot B mod B cr om Per fibre multimodali B tot B mod Per fibre monomodali B tot B crom Per B mod posso inoltre scrivere: B mod t mod L t mod = scarto temporale massimo per L = 1 Km L = lunghezza della fibra in Km = fattore di concatenamento tra i modi compreso tra 0.5 e 1 ; tipicamente = 0.8

7 MODI DI PROPAGAZIONE IN FIBRA OTTICA (1) y Modi TE (trasversi elettrici) E z = E r = H = 0 r z H z, H r, E 0 Modi TM (trasversi magnetici) Hz = H r = E = 0 E z, E r, H 0 x Modi HE piccolo campo elettrico assiale; linee di forza che si richiudono all infinito Sistema di coordinate cartesiane e cilindriche Modi EH piccolo campo magnetico assiale; linee di forza sempre chiuse su se stesse I modi si caratterizzano con 2 pedici: q e p. Il pedice q indica la metà del numero di massimi azimutali, il pedice p indica la costante di propagazione, entrambi relativamente a quella configurazione di campo. In alternativa si definiscono i modi LP (linearmante polarizzati), ognuno dei quali raggruppa tutti quelli che hanno la stessa costante di propagazione, a prescindere dalla configurazione del campo. Anche i modi LP si caratterizzano con gli indici q e p, ogni coppia dei quali indica una diversa costante di propagazione. LP qp (q 2) EH q-1,p 4 modi [ HE q+1,p LP 0p (q = 0) HE 1p 2 modi [ ] ] [ TE 0p ] LP 1p (q = 1) TM op 4 modi HE 2p

8 MODI DI PROPAGAZIONE IN FIBRA OTTICA (2) Il modo fondamentale è LP 01 corrispondente a HE 11 Frequenza normalizzata: V = k a NA k = 2 / = numero d onda Se V < si propaga il solo modo fondamentale LP 01 Numero di modi che si propagano: N modi V 2 / 8 N modi V 2 / 2 1 numero di modi LP N di modi TE, TM, EH, HE con le rispettive polarizzazioni 0.9 Linee di campo elettrico (continue) e magnetico (tratteggiate) per alcuni modi di propagazione in fibra ottica. costante di propagazione normalizzata frequenza normalizzata, V Ogni curva rappresenta la coppia qp che individua il relativo modo LP qp

9 ATTENUAZIONE IN FIBRA OTTICA (1) Attenuazione (db/km) Coda di assorbimento nell ultravioletto Diffusione Rayleigh Attenuazione totale OH Coda di assorbimento nell infrarosso OH Lunghezza d onda (µm) I finestra = 850 nm ; II finestra = 1300 nm, III finestra = 1550 nm

10 ATTENUAZIONE IN FIBRA OTTICA (2) CAUSE DI ATTENUAZIONE INTRINSECHE 1) Assorbimento nell ultravioletto. Dovuto alle transizioni elettroniche da banda di valenza a banda di conduzione. Diminuisce esponenzialmente al crescere di. 0 exp E E 0 db / Km / ppmwge (ppmwge = parti per milione in peso di Ge) 0 = 1.474*10-11 db/km/ppmwge E 0 = ev 2) Assorbimento nell infrarosso. Dovuto all assorbimento di fotonida parte della struttura cristallina della silice, che si traduce in un aumento delle vibrazioni molecolari. Aumenta esponenzialmente al crescere di. Per fibre in silice drogate al Ge si ha: IR exp db / Km se è espresso in µm 3) Diffusione di Rayleigh. Dovuta alle irregolarità microscopiche della silice, ognuna delle quali, con dimensioni di circa 0.1, costituisce un centro di diffusione. Le irregolarità sono dovute a fluttuazioni di densità ed a variazioni di composizione (drogante). Si esprime come: r A 4 A db/km*µm -4 per fibre SM A db/km*µm -4 di CAUSE DI ATTENUAZIONE ESTRINSECHE per fibre MM (che hanno sempre maggiore concentrazione drogante) Sono dovute alla presenza nel vetro di materiali estranei alla composizione desiderata. Sono causa di attenuazione i metalli di transizione, gli ioni OH -, l idrogeno (si usano appositi gel protettivi).

11 PERDITE LOCALIZZATE ATTENUAZIONE IN FIBRA OTTICA (3) Sono dovute alla presenza di giunti e connettori. Si possono classificare in 3 gruppi. 1) Riflessione di potenza all interfaccia vetro-aria-vetro. In generale, in corrispondenza di ogni brusca discontinuità dell indice di rifrazione si verifica una riflessione di potenza. P i P r 2) Cause estrinseche. n 2 P o Separazione assiale tra le estremità affacciate Disallineamento laterale degli assi Disallineamento angolare Obliquità delle facce Rugosità superficiale P i = potenza incidente P r = potenza riflessa P o = potenza trasmessa P i = P r + P o Il coefficiente di riflessione R è: R P r P i 0 R 1 n 2 n 22 3) Cause intrinseche. Differenza tra i diametri dei nuclei o dei mantelli Diversi valori di apertura numerica (MM) o di diametro di campo modale (SM) Diverso profilo dell indice di rifrazione Errore di concentricità nucleo-mantello Ellitticità del nucleo

12 DIAMETRO DI CAMPO MODALE (MFD) Il diametro di campo modale MFD misura la larghezza (quadratica media radiale) del campo e.m. del modo fondamentale LP 01 di una fibra SM. Il campo di LP 01 è sagomato a forma di campana e non è interamente contenuto nel nucleo della fibra. Al crescere di il campo penetra sempre più in profondità nel mantello, cioè MFD cresce al crescere di. 1 2 > 1 2 mantello nucleo mantello

13 DISPERSIONE CROMATICA (1) Supposto un campo elettrico relativo al modo fondamentale polarizzato secondo x e propagante secondo z si può scrivere: E x (r,z,t) = Re {E(r) exp[j(t-z)]} = E(r) cos (t-z) La velocità di fase è data da v f e soddisfa la condizione c v f c n 2 La costante di propagazione di fase soddisfa la condizione k n 2 < < k Per un impulso modulato possiamo definire la velocità di gruppo v g come la velocità dell inviluppo data da Il ritardo di gruppo g, per fibre di lunghezza unitaria di 1 Km, è dato da g 1 v g d d D d g d ps Km La DISPERSIONE CROMATICA deriva dal fatto che g dipende da e si definisce come: ps nm km v g d d lunghezza d onda (nm) Andamento del ritardo di gruppo in funzione della lunghezza d onda ritardo di gruppo (u.a.)

14 DISPERSIONE CROMATICA (2) I fattori che concorrono a determinare la dispersione cromatica complessiva sono essenzialmente i 3 seguenti. n 1) DISPERSIONE DI MATERIALE E dovuta al fatto che l indice di rifrazione n dipende da cioè si ha che n = n(). In particolare n diminuisce al crescere di. n = n() 2) DISPERSIONE DI GUIDA Deriva dal fatto che le proprietà guidanti della fibra variano con, cioè cambia il grado di confinamento nel nucleo (MFD) del campo che si propaga nella guida costituita dalla fibra. In particolare, al crescere di, cresce anche il grado di penetrazione nel mantello, quindi aumenta la velocità di propagazione delle varie componenti che tende ad avvicinarsi a quella propria del mantello data da c / n 2 3) DISPERSIONE DI PROFILO E dovuta al fatto che l indice di rifrazione varia con, ma in particolare varia in misura diversa nel nucleo e nel mantello, quindi al variare di varia il profilo d indice e di conseguenza l apertura numerica. DISPERSIONE CROMATICA TOTALE Nelle fibre monomodali standard D presenta uno zero a 1300 nm, ovvero in seconda finestra, mentre vale circa a 1550 nm, cioè in terza finestra dispersione cromatica ( ps / nm Km ) materiale profilo (nm) lunghezza d onda ( nm ) totale guida

15 DISPERSIONE CROMATICA (5) Sia T b la durata dell impulso di bit. Supponiamo di trasmettere gli impulsi di bit intervallati tra loro di 4T b, in modo da evitare fenomeno di interferenza intersimbolica (ISI). Il bit rate R D sarà cioè R D = 1/4T b. Si dimostra allora che: R D DL 2 SL Gbit s D = dispersione cromatica [ ps / nm * Km ] ; L = lunghezza della tratta [ Km ] ; = larghezza spettrale della sorgente [ nm ] S dd d d 2 D d pendenza della curva di dispersione cromatica ps 2 nm Km 2 Si dimostra anche che la banda passante del collegamento limitata dal solo effetto di dispersione cromatica è: B D 440 DL [GHz] Se la fibra ha una D piccola per un ampio intervallo di valori di e se la sorgente ha una buona purezza cromatica posso ulteriormente semplificare l espressione di R D che diventa: R D DL 176 DL Gbit s da cui consegue: B D 2.5 R D ( Le precedenti espressioni di R D sono peggiorative rispetto al caso reale ) L effetto della dispersione cromatica può essere notevolmente ridotto utilizzando sorgenti ottiche ad alta purezza spettrale come i laser tipo DFB.

16 TIPI DI FIBRE OTTICHE (2) Denominazione Racc. co / MFD ( µm ) cl ( µm ) cc ( nm ) ( nm ) ( db / Km ) D ( ps / nm Km ) Multimodale graded index G ± ± < 4 < Monomodale standard G. 652 (9 10) ± 1310 nm 125 ± 2 < < 1 < Monomodale dispersion-shifted G. 653 (7 8.3) ± 1550 nm 125 ± 2 < < 1 < Monomodale attenuazione minimizzata G ± 1550 nm 125 ± 2 < < Caratteristiche delle fibre ottiche secondo le raccomandazioni ITU-T. co : diametro del nucleo (fibre multimodali); MFD : diametro di campo modale (fibre monomodali); cl : diametro del mantello; cc : lunghezza d onda di taglio misurata sulla fibra assemblata nel cavo; : lunghezza/e d onda consigliata/e per l esercizio; : attenuazione; D : dispersione cromatica. Recentemente sono state standardizzate dall ITU-T le caratteristiche della fibra Non Zero Dispersion (NZD) nella raccomandazione ITU-T G. 655.

17 DISPERSIONE DI POLARIZZAZIONE(1) Teoria modale E z molto piccolo e nullo sull asse della fibra. E x ed E y variano nel tempo e descrivono l ellisse di polarizzazione. Fibra ideale ellisse di pol. immutato lungo tutta la fibra. Fibra reale ellisse di pol. cambia lungo la fibra BIRIFRANGENZA. La BIRIFRANGENZA produce la DISPERSIONE DI POLARIZZAZIONE (PMD), cioè un allargamento e una distorsione dell impulso dovuto al fatto che il ritardo dei due modi ortogonali di polarizzazione del campo all interno della fibra è diverso. Cause della PMD: Birifrangenza di forma, indotta da imperfezioni geometriche della fibra Birifrangenza indotta nella fibra da sforzi meccanici interni dovuti al processo tecnologico di fabbricazione Birifrangenza prodotta da perturbazioni o sollecitazioni esterne alla fibra ed agenti su di essa all interno del cavo ottico la PMD dipende dalle condizioni di posa La PMD è un fenomeno statistico che possiamo studiare in relazione al tempo di coerenza della sorgente ottica (il tempo per il quale vengono mantenute le relazioni di fase tra i vari treni d onda emessi dalla sorgente). 1) Tempo di coerenza maggiore dei ritardi dovuti alla PMD Fibre ad alta birifrangenza L allargamento dell impulso proporzionale alla lunghezza della fibra ottica Coefficiente di PMD misurato in ps / Km Si va a studiare l evoluzione dello stato di polarizzazione della luce uscente dalla fibra, scomponendolo in due componenti polarizzate ortogonalmente dette Stati Principali di Polarizzazione (SPP). 2) Tempo di coerenza minore dei ritardi dovuti alla PMD Fibre a birifrangenza casuale (è il caso più frequente nelle fibre per TLC) L allargamento dell impulso proporzionale alla radice quadrata della lunghezza della fibra ottica Coefficiente di PMD misurato in ps / Km Si affronta lo studio nel dominio del tempo modellando la fibra reale come una concatenazione di spezzoni di fibra birifrangente giuntati tra loro con orientamento casuale degli assi di birifrangenza.

18 DISPERSIONE DI POLARIZZAZIONE(2) Per fibre convenzionali ottimizzate in II finestra, avvolte su bobina, si hanno coeff. di PMD di 0.1 ps / Km. La PMD può variare, anche drasticamente, tra fibre dello stesso cavo e anche della stessa scanalatura del cavo. Per fibre DS deposte in cavo si hanno valori di coeff. di PMD di ps / Km, causati dalla struttura più complessa del profilo d indice che può dar luogo a sforzi interni nelle regioni di interfaccia tra i diversi materiali. Le fibre a nastro hanno coeff. di PMD uguali alle fibre singole, ma nastri deposti in cavo rivelano differenze tra le fibre centrali ed esterne dello stesso nastro e tra nastri della stessa cava. Per sistemi a 2.5 Gbit/s, da misure reali e simulazioni, si è visto che si possono tollerare ritardi da PMD fino a 40 ps senza degrado delle prestazioni. Per una fibra con coeff. di PMD di 0.4 ps / Km significa una lunghezza di Km. Per sistemi a 10 Gbit/s la situazione è più critica in quanto è tollerato un ritardo da PMD non superiore a 10 ps, per cui la lunghezza di tratta si riduce di un fattore 16 rispetto al caso a 2.5 Gbit/s. Possibili effetti negativi della PMD si riscontrano nei sistemi di distribuzione di segnali TV su fibra, che sono analogici e che impongono quindi tolleranze più strette sulla dispersione.

19 STRUTTURA DELLA TRAMA SDH ETSI x N x 1 STM-N AUG AU-4 VC K C-4 x 3 TUG-3 x 1 TU-3 VC-3 x K K C-3 TUG-2 x 1 TU-2 x 3 TU-12 VC-2 VC-12 Eventuali concatenazioni 2048 K C-12 Multiplazione Mappaggio Allineamento VC K C-11

20 STRUTTURA DI MULTIPLAZIONE 2 Mb/s STM-N x N x 1 x 3 x 7 x K STM-N AUG AU-4 VC-4 TUG-3 TUG-2 TU-12 VC-12 C-12 Multiplazione Mappaggio Allineamento C-12 C-12 VC-12 POH C-12 VC-12 TU-12 Ptr VC-12 TU-12 TU-12 Ptr TU-12 Ptr TU-12 Ptr VC-12 VC-12 VC-12 TUG-2 TUG-2 TUG-2 TUG-2 TUG-2 TUG-2 TUG-2 TUG-2 TUG-3 VC-4 POH TUG-3 TUG-3 TUG-3 VC-4 AU-4 Ptr VC-4 AU-4 AU-4 Ptr VC-4 AUG-4 SOH AUG AUG STM-N Associazione logica Associazione fisica

21 INTERFACCE OTTICHE DI TRASMISSIONE SDH (1) Allo scopo di permettere l interoperabilità multivendor le interfacce ottiche sono state standardizzate nelle 2 raccomandazioni ITU-T G.957 e G.691. La simbologia prevede dei codici formati da 3 simboli: una lettera che definisce il tipo di applicazione, il primo numero che identifica il livello del flusso STM, il secondo numero che indica il tipo di fibra utilizzata e la lunghezza d onda di emissione. Specifiche ITU-T G.957 Applicazione Caratteristiche Intra Office (I) Short Haul (S) Inter Office Long Haul (L) Tipo di fibra G.652 G.652 G.652 G.652 G.652 G.654 G.653 Lungh. d onda Distanza (Km) STM-1 I-1 S-1.1 S-1.2 L-1.1 L-1.2 L-1.3 STM-4 I-4 S-4.1 S-4.2 L-4.1 L-4.2 L-4.3 STM-16 I-16 S-16.1 S-16.2 L-16.1 L-16.2 L-16.3

22 INTERFACCE OTTICHE DI TRASMISSIONE SDH (2) La ITU-T G.691 definisce le ulteriori 2 applicazioni Very Long-Haul (V) e Ultra Long-Haul (U) per distanze anche oltre i 100 Km mediante amplificatori ottici. Entrambe le applicazioni prevedono l utilizzo di un amplificatore in TX, mentre la U viene equipaggiata anche con un preamplificatore in RX. Specifiche ITU-T G.691 Lung. d onda Tipo di fibra G.652 G.652 G.653 G.652 G.652 G.653 G.652 G.652 G.653 G.652 G.653 Distanza (Km) STM STM-4 G.957 V-4.1 V-4.2 V-4.3 U-4.2 U-4.3 STM-16 V-16.1 V-16.2 V-16.3 U-16.2 U-16.3 STM-64 S-64.1 S-64.2 S-64.3 L-64.1 L-64.2 L-64.3 V-64.1 V-64.2 V

23 PROTOCOLLO GIGABIT ETHERNET SU PORTANTI OTTICI (1) Tipo di interfaccia Lunghezza d'onda (nanometri) Tipo di fibra SX 850 MM Diametro del nucleo (micron) Banda modale (Mhz/Km) Distanza massima m m m m m LX/LH 1300 MM m m SM 9/ Km ZX 1550 SM Km 9/10 DS Km Parametri tratti dalle specifiche tecniche delle GBIC della Cisco.

24 PROTOCOLLO GIGABIT ETHERNET SU PORTANTI OTTICI (2) Alcune importanti regole da seguire sono: La minima lunghezza di cavo per le interfaccie 1000BASE-SX e 1000BASE-LX/LH è di 2 metri. 1000BASE SX 1000BASE LX/LH 1000BASE ZX Potenza massima in uscita al trasmettitore (dbm) Potenza minima in uscita al trasmettitore (dbm) Potenza massima in ingresso al ricevitore (dbm) Sensibilità del ricevitore (dbm) Attenuazione massima introdotta dal canale (dbm) Attenuazione minima introdotta dal canale (dbm) E necessario inserire un attenuatore da 10 db tra la rete ottica singolo modo e il ricevitore dell interfaccia GBIC 1000BASE-ZX alla fine di ciascun link se la distanza del collegamento è minore di 25 Km. E necessario inserire un attenuatore da 5 db tra la rete ottica singolo modo e il ricevitore dell interfaccia GBIC 1000BASE-ZX alla fine di ciascun link se la distanza del collegamento è maggiore di 25 Km e inferiore di 50 Km. Quando si usano un interfaccia 1000BASE-LH/LX e fibra ottica MM 62.5/125 è necessario utilizzare una particolare bretella ottica avente, sul lato trasmettitore, un dispositivo che favorisce la distribuzione della potenza ottica su tutti i modi guidati dalla fibra, per evitare il fenomeno del Ritardo di Modo Differenziale (DMD) Lato interfaccia TX RX SM Mescolatore di modi MM MM Lato cavo

25 AMPLIFICATORI OTTICI (1) ASSORBIMENTO INDOTTO EMISSIONE SPONTANEA EMISSIONE STIMOLATA l 2 l 2 l 2 Energia l 1 Energia l 1 Energia l 1 Prima Dopo Prima Dopo Prima Dopo I due fotoni risultanti dall emissione stimolata sono esattamente uguali come frequenza, fase, stato di polarizzazione. Supponiamo di avere un sistema con 2 soli livelli energetici: l 1 (stabile) e l 2 (eccitato), con l 2 > l 1 Siano N 1 e N 2 il numero di atomi nell unità di volume con elettroni che si trovano rispettivamente al livello l 1 e al livello l 2 Si definiscono: il tasso di assorbimento R a, il tasso di emissione spontanea R sp, il tasso di emissione stimolata R e, come il rispettivo numero di eventi nell unità di tempo e nell unità di volume di materiale. Sia infine I il numero di fotoni che, nell unità di tempo, attraversano la superficie unitaria del materiale (intensità del flusso). Allora si può scrivere: R a I N 1 e R e I N 2 cioè R a = a I N 1 e R e = e I N 2 a e e si chiamano SEZIONI D URTO e dipendono dal materiale e dalla lunghezza d onda dei fotoni incidenti. R sp = A sp N 2 ( R sp N 2 ) dove A sp << a I, e I. All equilibrio R sp + R e = R a, in condizioni di non equilibrio si ha: Tasso emissione R sp R e A sp * e I Tasso assorbimento R a * a I N 2 N 1 * e * a N 2 N 1 * e * a N 2 N 1 N 2 >N 1 Inversione di popolazione Amplificazione radiazione incidente

26 AMPLIFICATORI OTTICI (2) Gli amplificatori ottici a fibra attiva sono drogati con Erbio, in concentrazioni fino a ioni/cm 3. Il sistema è a 3 livelli: stabile, metastabile ed eccitato, ma quest ultimo ha un tempo di vita medio di circa 1 µs, per cui la sua popolazione è molto scarsa; tutti gli elettroni eccitati possiamo supporre che si trovino nello stato metastabile, ovvero possiamo supporre che il sistema abbia 2 soli livelli, stabile e metastabile. Il pompaggio utilizzato è a 980 nm. Consideriamo ora i seguenti tassi: R ap = tasso di assorbimento di pompa ( STABILE ECCITATO ) = 1 µs R es = tasso di emissione stimolata di segnale ( METASTAB. STABILE ) R sp = tasso di emissione spontanea ( METASTAB. STABILE ) 980 nm 1480 nm nm = 14 ms R as = tasso di assorbimento di segnale ( STABILE METASTAB. ) N 2 -N 1 ( R ap + R as ) - ( R es + R sp ) Struttura a bande di energia per un vetro di silice drogato con erbio Se R ap è grande, cioè se la radiazione di pompa è abbastanza potente, posso realizzare l inversione di popolazione N 2 > N 1 Fibra attiva Isolatore Accoppiatore Isolatore Gli isolatori evitano riflessioni a monte e a valle che potrebbero innescare oscillazioni laser nella fibra attiva. s p Giunti Costituzione di un amplificatore a fibre attiva In uscita si aggiunge un filtro passa banda per eliminare l energia di pompa residua e limitare la potenza di rumore in uscita.

27 AMPLIFICATORI OTTICI (3) FENOMENI DISSIPATIVI Passagio metastabile stabile con emissione non radiativa, per interazione diretta del fotone con la struttura cristallina del materiale. ESA, ovvero assorbimento di un fotone da parte di un elettrone che già si trova nello stato metastabile e che passa a livelli energetici superiori. Conversione incrociata di energia tra due elettroni dello stato metastabile, uno dei quali passa a livelli energetici superiori e l altro passa nello stato stabile senza produrre un fotone. Emissione stimolata dalla radiazione di pompa, trascurabile con pompaggio a 980 nm per la scarsa popolazione dello stato eccitato.

28 EFFETTO RAMAN EFFETTI NON LINEARI NELLE FIBRE OTTICHE I fotoni di pompa portano gli elettroni ad un livello eccitato, tali elettroni poi si diseccitano in modo spontaneo o stimolato tornando ad un livelli inferiore e producendo un fotone di Stokes e un fonone (quanto di vibrazione elastica). Se la frequenza di Stokes è uguale a quella del segnale si può avere amplificazione. Gli amplificatori ad effetto Raman presentano i seguenti vantaggi: amplificatore costituito dalla fibra stessa, senza necessità di drogaggi particolari; basso livello di rumore; banda di guadagno ampia e piatta e i seguenti svantaggi: presenza di una soglia per la radiazione di pompa, soltanto oltre la quale si innesca l effetto; necessità di forti potenze di pompa ( centinaia di mw ) che producono effetti non lineari indesiderati. EFFETTO KERR Consiste nella dipendenza dell indice di rifrazione dall intensità di campo, che implica una oscillazione (chirp) di fase per l impulso nota come Self Phase Modulation ( SPM ). Il risultato della SPM consiste in uno spostamento verso l alto e verso il basso delle lunghezze d onda in corrispondenza rispettivamente del fronte di salita e di discesa dell impulso, quindi, lavorando a lunghezze d onda maggiori dello zero di dispersione cromatica, una diminuzione di velocità nei fronti di salita e un aumento nei fronti di discesa degli impulsi, ovvero una contrazione degli impulsi stessi. Se gli impulsi vengono modellati come una secante iperbolica si può fare in modo che gli effetti della SPM e della dispersione cromatica siano esattamente uguali e contrari, ottenendo la cosiddetta PROPAGAZIONE SOLITONICA. Per contrastare effetti non lineari si usano fibre con dispersione cromatica non nulla dette fibre Non Zero Dispersion ( NZD )

29 WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING (WDM) All interno della singola finestra di attenuazione (3 finestra) si vanno a multiplare diverse portanti, opportunamente spaziate tra loro, ognuna delle quali porta il proprio segnale informativo. Le premesse per lo sviluppo di questa tecnologia sono: Progressivo sviluppo di laser a spettro stretto (DFB), laser sintonizzabili e filtri ottici molto selettivi, che rende possibile lo sfruttamento efficiente della banda disponibile, permettendo potenzialmente di multiplare decine o centinaia di canali Disponibilità di amplificatori ottici EDFA con banda di guadagno sempre più estesa Possibilità di concepire nuove architetture di rete che utilizzano al meglio la dimensione della lunghezza d onda, ad esempio sfruttando l associazione tra lunghezza d onda e segnale per svolgere funzioni di livello più elevato di quello puramente trasmissivo come l instradamento e la commutazione dei canali o la suddivisione dei servizi trasportati. Possibilità di integrazione dei componenti optoelettronici La spaziatura tra i canali varia da qualche decina di nanometri nei sistemi più semplici a qualche decimo di nanometro (50 o 100 GHz) per i sistemi più sofisticati. Nei sistemi più spinti non è più possibile utilizzare la modulazione diretta d intensità poiché questa comporta un allargamento spettrale di tali sorgenti (chirping) di alcuni decimi di nanometri, in certi casi superiore alla spaziatura stessa tra canali adiacenti. Le tecniche che vengono utilizzate sono la modulazione di frequenza e la rivelazione eterodina, che implica la necessità di laser sintonizzabili sulle lunghezze d onda che si vogliono rivelare. Le potenze in gioco devono essere tali da non provocare l insorgere di effetti non lineari in fibra che possono portare ad interferenze tra canali adiacenti. Particolarmente insidioso è il fenomeno dell intermodulazione, che prende il nome di Four Wave Mixing. Le velocità che possono essere raggiunte sono ormai dell ordine del TERABIT al secondo. Cisco ha proposto un sistema WDM co25 portanti a 10 Gb/s ciascuna (anche altri hanno fatto proposte simili come ad esempio Alcatel). I sistemi WDM ad alta densità di portanti prendono il nome di sistemi HDWDM (High Density WDM).

in lavorazione. Fibre Ottiche 1

in lavorazione. Fibre Ottiche 1 Fibre Ottiche 1 in lavorazione. Caratteristiche generali Sono sottilissimi fili di materiale vetroso (silice) o di nylon, dal diametro di alcuni micron, che trasmettono segnali luminosi su lunghe distanze.

Dettagli

T13 FIBRE OTTICHE. T13.1 Elencare i principali vantaggi delle fibre ottiche come mezzo trasmissivo, in confronto con le linee di trasmissione in rame.

T13 FIBRE OTTICHE. T13.1 Elencare i principali vantaggi delle fibre ottiche come mezzo trasmissivo, in confronto con le linee di trasmissione in rame. T13 FIBRE OTTICHE T13.1 Elencare i principali vantaggi delle fibre ottiche come mezzo trasmissivo, in confronto con le linee di trasmissione in rame. T13. Perché le fibre ottiche possono essere considerate

Dettagli

FIBRE OTTICHE ULTRA VIOLETTO VISIBILE. 10 nm 390 nm 770 nm 10 6 nm

FIBRE OTTICHE ULTRA VIOLETTO VISIBILE. 10 nm 390 nm 770 nm 10 6 nm Fibre ottiche FIBRE OTTICHE Le fibre ottiche operano nelle bande infrarosso, visibile e ultravioletto. La lunghezza d onda di tali bande è: (1 nm = 10-9 m) ULTRA VIOLETTO VISIBILE INFRAROSSO 10 nm 390

Dettagli

Sistemi di Telecomunicazione

Sistemi di Telecomunicazione Sistemi di Telecomunicazione Parte 6: Sistemi Ottici Parte 6.1: Propagazione in Fibra Ottica Universita Politecnica delle Marche A.A. 2013-2014 A.A. 2013-2014 Sistemi di Telecomunicazione 1/42 Trasmissione

Dettagli

LE FIBRE OTTICHE. Indice generale

LE FIBRE OTTICHE. Indice generale Indice generale LE FIBRE OTTICHE... Sistema di trasmissione con fibre ottiche... Apparato Trasmissivo... Apparato Ricevitore... Trasduttori Ottici in Trasmissione (LED o LD)... Trasduttori Ottici in Ricezione

Dettagli

Polarizzazione, dispersione dei modi di polarizzazione e sua compensazione

Polarizzazione, dispersione dei modi di polarizzazione e sua compensazione UNIVERSITA DEGLI STUDI DI TRIESTE Corso di Laurea Triennale in Ingegneria Elettronica Polarizzazione, dispersione dei modi di polarizzazione e sua compensazione Laureando: Danijel Miletic 28/11/2008 1

Dettagli

Trasmissione dell informazione attraverso una fibra ottica

Trasmissione dell informazione attraverso una fibra ottica Trasmissione dell informazione attraverso una fibra ottica Porzione dello spettro elettromagnetico di interesse nelle comunicazioni ottiche Pag.1 Principio di propagazione in fibra ottica: legge di Snell

Dettagli

FIBRA OTTICA. A cura di Alessandro Leonardi Dipartimento di Ingegneria Informatica e delle Telecomunicazioni Università degli studi di Catania

FIBRA OTTICA. A cura di Alessandro Leonardi Dipartimento di Ingegneria Informatica e delle Telecomunicazioni Università degli studi di Catania FIBRA OTTICA A cura di Alessandro Leonardi Dipartimento di Ingegneria Informatica e delle Telecomunicazioni Università degli studi di Catania Fibra ottica Minuscolo e flessibile filo di vetro costituito

Dettagli

Le tre leggi del Networking

Le tre leggi del Networking Le tre leggi del Networking #1 - Le reti andranno sempre più veloci Progetti per alta velocità, incremento del flusso di dati, riduzione dei tempi di risposta. #2 - Le reti saranno sempre più vaste Progetti

Dettagli

FIBRE OTTICHE 1 2 3 4 5 6 7 Le fibre ottiche monomodali sono caratterizzate da un diametro Dcr del core (nucleo) compreso tra 4 e 10 μm (micrometri o micron) e da un diametro Dcl del cladding (mantello)

Dettagli

LE FIBRE OTTICHE NELLE TELECOMUNICAZIONI. Presentato da: FAR ITALY S.r.l

LE FIBRE OTTICHE NELLE TELECOMUNICAZIONI. Presentato da: FAR ITALY S.r.l CENNI STORICI 1 LE FIBRE OTTICHE NELLE TELECOMUNICAZIONI Presentato da: Nicola Ferrari FAR ITALY S.r.l 2 CENNI STORICI Jean - Daniel Colladon 1802-1893 fisico svizzero John Tyndall 1820-1893 Fisico inglese

Dettagli

INTRODUZIONE: PERDITE IN FIBRA OTTICA

INTRODUZIONE: PERDITE IN FIBRA OTTICA INTRODUZIONE: PERDITE IN FIBRA OTTICA Il nucleo (o core ) di una fibra ottica è costituito da vetro ad elevatissima purezza, dal momento che la luce deve attraversare migliaia di metri di vetro del nucleo.

Dettagli

Settembre 2003 LE FIBRE OTTICHE. Pietro Nicoletti. Silvano Gai. Fibre- 1 Copyright: si veda nota a pag. 2

Settembre 2003 LE FIBRE OTTICHE. Pietro Nicoletti. Silvano Gai. Fibre- 1 Copyright: si veda nota a pag. 2 LE FIBRE OTTICHE Pietro Nicoletti Silvano Gai Fibre- 1 Copyright: si veda nota a pag. 2 Nota di Copyright Questo insieme di trasparenze (detto nel seguito slides) è protetto dalle leggi sul copyright e

Dettagli

www.alegem.weebly.com LE FIBRE OTTICHE

www.alegem.weebly.com LE FIBRE OTTICHE LE FIBRE OTTICHE Le fibre ottiche inventate nel 1966 da Kao e Hockham rappresentano il mezzo trasmissivo migliore per le telecomunicazioni: oggi si stanno installando anche nelle reti di accesso oltre

Dettagli

Laser Fabry-Perot Distributed Feedback Laser. Sorgenti ottiche. F. Poli. 22 aprile 2008. F. Poli Sorgenti ottiche

Laser Fabry-Perot Distributed Feedback Laser. Sorgenti ottiche. F. Poli. 22 aprile 2008. F. Poli Sorgenti ottiche Sorgenti ottiche F. Poli 22 aprile 2008 Outline Laser Fabry-Perot 1 Laser Fabry-Perot 2 Laser Fabry-Perot Proprietà: sorgente maggiormente utilizzata per i sistemi di telecomunicazione in fibra ottica:

Dettagli

Sistemi e Tecnologie della Comunicazione

Sistemi e Tecnologie della Comunicazione Sistemi e Tecnologie della Comunicazione Lezione 9: strato fisico: mezzi trasmissivi 1 Mezzi trasmissivi Vedremo una panoramica sui diversi mezzi trasmissivi utilizzati tipicamente nelle reti di computer,

Dettagli

TRASMISSIONE IN FIBRA OTTICA

TRASMISSIONE IN FIBRA OTTICA TRASMISSIONE IN FIBRA OTTICA Storia delle comunicazioni ottiche 84 a.c.: caduta di Troia comunicata a Micene (550km di distanza) attraverso una serie di fuochi allineati 794 d.c.: rete di Chappe collega

Dettagli

LE FIBRE OTTICHE. Pietro Nicoletti. Silvano Gai. Pietro.Nicoletti@torino.alpcom.it. Silvano.Gai@polito.it http://www.polito.it/~silvano.

LE FIBRE OTTICHE. Pietro Nicoletti. Silvano Gai. Pietro.Nicoletti@torino.alpcom.it. Silvano.Gai@polito.it http://www.polito.it/~silvano. LE FIBRE OTTICHE Pietro Nicoletti Pietro.Nicoletti@torino.alpcom.it Silvano Gai Silvano.Gai@polito.it http://www.polito.it/~silvano Fibre- 1 Copyright: si veda nota a pag. 2 Nota di Copyright Questo insieme

Dettagli

Propagazione in fibra ottica

Propagazione in fibra ottica Propagazione in fibra ottica Struttura delle fibre ottiche In questa sezione si affronteranno: Modi in fibra ottica Dispersione multimodale Confronto multimodo-singolo modo. I modi in fibra ottica Il campo

Dettagli

La linea di comunicazione ottica

La linea di comunicazione ottica ARCHITETTURA DEL SISTEMA Abbiamo considerato i componenti principali di un sistema di trasmissione a fibra ottica, cioè la fibra, il trasmettitore, il ricevitore, e l amplificatore. Si discute ora brevemente

Dettagli

Principi di funzionamento delle fibre ottiche. Filippo Pigozzo Corso di Lasers e fibre ottiche 2008

Principi di funzionamento delle fibre ottiche. Filippo Pigozzo Corso di Lasers e fibre ottiche 2008 Principi di funzionamento delle fibre ottiche Filippo Pigozzo Corso di Lasers e fibre ottiche 2008 La fibra ottica (1/11) 2 Una fibra ottica è una guida d onda cilindrica fatta di materiale dielettrico

Dettagli

Propagazione nelle fibre ottiche

Propagazione nelle fibre ottiche Propagazione nelle fibre ottiche Appunti dal Corso di Complementi di Campi Elettromagnetici Fac. di Ingegneria, Università di Pavia, a.a. 2003-2004 La teoria delle guide dielettriche può essere usata per

Dettagli

MEZZI TRASMISSIVI FIBRE OTTICHE

MEZZI TRASMISSIVI FIBRE OTTICHE MEZZI TRASMISSIVI La scelta dell'insieme dei cavi adatti per le reti fonia/dati è diventato uno dei più importanti argomenti dal punto di vista economico delle imprese moderne. I costi iniziali devono

Dettagli

Fibre Ottiche. Svantaggi: conversione del segnale da elettrico a ottico e viceversa precauzioni di installazione strumentazione di test sofisticata

Fibre Ottiche. Svantaggi: conversione del segnale da elettrico a ottico e viceversa precauzioni di installazione strumentazione di test sofisticata Fibre Ottiche Lo sviluppo delle fibre ottiche è stato spinto dalle telecomunicazioni che, inzialmente, ne hanno apprezzato le possibilità di trasmettere a grandi distanza con pochi amplificatori intermedi.

Dettagli

Le Fibre ottiche e le loro origini

Le Fibre ottiche e le loro origini Le Fibre ottiche e le loro origini Le fibre ottiche si basano sul principio della riflessione totale interna. Tale principio venne osservato dallo scienziato svizzero, Daniel Colladon, all inizio dell

Dettagli

[ dbm] = 0 dbm " 0,2 #100 db = " 20 dbm

[ dbm] = 0 dbm  0,2 #100 db =  20 dbm Esercizi di comunicazioni ottiche (SNR, Q, BER) Consideriamo il caso di una linea in fibra ottica lunga 00 km con attenuazione di 0, db/km e dispersione cromatica compensata. Supponiamo poi di avere una

Dettagli

I sistemi DWDM: problematiche trasmissive e loro impatto sul progetto dei collegamenti

I sistemi DWDM: problematiche trasmissive e loro impatto sul progetto dei collegamenti DWDM I sistemi DWDM: problematiche trasmissive e loro impatto sul progetto dei collegamenti GUGIEMO AUREI PIERGIORGIO PAGNAN Solo negli ultimi anni l idea di trasmettere su una stessa fibra ottica una

Dettagli

Cosa c è nella lezione. In questa sezione si parlerà di: Il chirp. Fibre a bassa dispersione. La compensazione. Compensazione e slope

Cosa c è nella lezione. In questa sezione si parlerà di: Il chirp. Fibre a bassa dispersione. La compensazione. Compensazione e slope Reti in fibra ottica Cosa c è nella lezione In questa sezione si parlerà di: Il chirp Fibre a bassa dispersione La compensazione Compensazione e slope 2/64 Come estendere il limite Abbiamo visto dalle

Dettagli

Le fibre ottiche Trasmettitori e rivelatori ottici

Le fibre ottiche Trasmettitori e rivelatori ottici Reti di Telecomunicazioni R. Bolla, L. Caviglione, F. Davoli La propagazione e la legge di Snell Le fibre ottiche Trasmettitori e rivelatori ottici Link budget I cavi 11.2 Ci sono due ragioni importanti

Dettagli

Sistemi di Telecomunicazione

Sistemi di Telecomunicazione Sistemi di Telecomunicazione Parte 6: Sistemi Ottici Parte 6.3: Componenti e sistemi ottici Universita Politecnica delle Marche A.A. 2013-2014 A.A. 2013-2014 Sistemi di Telecomunicazione 1/25 Sistema di

Dettagli

Sorgenti e ricevitori. Impiego delle fibre ottiche in telefonia

Sorgenti e ricevitori. Impiego delle fibre ottiche in telefonia Argomenti relativi alle fibre ottiche. Fibre ottiche: Costituzione delle fibre Propagazione di energia ottica Sorgenti e ricevitori Impiego delle fibre ottiche in telefonia Frequenza normalizata Apertura

Dettagli

Introduzione alle fibre ottiche

Introduzione alle fibre ottiche Introduzione alle fibre ottiche Struttura delle fibre ottiche Una fibra ottica è sostanzialmente un cilindro (solitamente in vetro) con una parte centrale, detta core, con un indice di rifrazione superiore

Dettagli

Standard nelle fibre ottiche

Standard nelle fibre ottiche Standard nelle fibre ottiche Il protocollo ethernet ottico Ethernet è una suite di protocolli originariamente sviluppati per realizzare LAN (Local Area Networks): Ethernet ha avuto molto successo ed è

Dettagli

TRASMETTITORI E RICEVITORI

TRASMETTITORI E RICEVITORI Esempio: Un ricevitore ha un resistore di polarizzazione del valore di 10 kω e una capacità di giunzione del fotodiodo del valore di 4 pf. Il fotodiodo è accoppiato in continua con un amplificatore ad

Dettagli

CAVI IN FIBRA OTTICA. Fibra ottica tipo LOOSE Fibra ottica tipo LOOSE ARMATA Fibra ottica tipo TIGHT

CAVI IN FIBRA OTTICA. Fibra ottica tipo LOOSE Fibra ottica tipo LOOSE ARMATA Fibra ottica tipo TIGHT CAVI IN FIBRA OTTICA Fibra ottica tipo LOOSE Fibra ottica tipo LOOSE ARMATA Fibra ottica tipo TIGHT Fibra OTTICA tipo LOOSE Per posa esterna/interna Cavi per trasmissione dati in fibra ottica OM1 OM2 OM3

Dettagli

SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONI

SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONI SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONI MODI DI TRASFERIMENTO SERVIZI DI TRASFERIMENTO DELL INFORMAZIONE L informazione da trasferire si ipotizza strutturata in IU Costituita da b bit Da consegnare in t secondi Se

Dettagli

MEZZI TRASMISSIVI 1. Il doppino 2. Il cavo coassiale 3. La fibra ottica 5. Wireless LAN 7

MEZZI TRASMISSIVI 1. Il doppino 2. Il cavo coassiale 3. La fibra ottica 5. Wireless LAN 7 MEZZI TRASMISSIVI 1 Il doppino 2 Il cavo coassiale 3 La fibra ottica 5 Wireless LAN 7 Mezzi trasmissivi La scelta del mezzo trasmissivo dipende dalle prestazioni che si vogliono ottenere, da poche centinaia

Dettagli

Amplificatori Ottici. Capitolo 1. 1.1 Introduzione

Amplificatori Ottici. Capitolo 1. 1.1 Introduzione Indice 1 Amplificatori Ottici 3 1.1 Introduzione.................................... 3 1.2 Assorbimento, emissione stimolata e spontanea................ 4 1.3 Caratteristiche degli Amplificatori Ottici....................

Dettagli

Luce laser, fibre ottiche e telecomunicazioni

Luce laser, fibre ottiche e telecomunicazioni Luce laser, fibre ottiche e telecomunicazioni Guido Giuliani - Architettura Università di Pavia guido.giuliani@unipv.it Fotonica - Cos è? Scienza che utilizza radiazione elettromagnetica a frequenze ottiche

Dettagli

I.P.S.I.A. Di BOCCHIGLIERO. ---- Fotoemettitori e Fotorivelatori ---- Materia: Telecomunicazioni. prof. Ing. Zumpano Luigi. Filippelli Maria Fortunata

I.P.S.I.A. Di BOCCHIGLIERO. ---- Fotoemettitori e Fotorivelatori ---- Materia: Telecomunicazioni. prof. Ing. Zumpano Luigi. Filippelli Maria Fortunata I..S.I.A. Di BOCCHIGLIERO a.s. 2010/2011 -classe III- Materia: Telecomunicazioni ---- Fotoemettitori e Fotorivelatori ---- alunna Filippelli Maria Fortunata prof. Ing. Zumpano Luigi Fotoemettitori e fotorivelatori

Dettagli

RETI DI CALCOLATORI E APPLICAZIONI TELEMATICHE

RETI DI CALCOLATORI E APPLICAZIONI TELEMATICHE RETI DI CALCOLATORI E APPLICAZIONI TELEMATICHE Prof. PIER LUCA MONTESSORO Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine 1999 Pier Luca Montessoro (si veda la nota a pagina 2) 1 Nota di Copyright

Dettagli

GigaBit-Ethernet. 10-GigaBit Ethernet

GigaBit-Ethernet. 10-GigaBit Ethernet GigaBit-Ethernet 10-GigaBit Ethernet Le Opzioni per i Sistemi di Cablaggio in Fibra Ottica Versione 1.0 IT / 12.02.02 Wolfgang Rieger Hans-Jürgen Niethammer Gianluca Musetti A publication of Tyco Electronics

Dettagli

TEORIA MODALE IN UNA GUIDA CIRCOLARE

TEORIA MODALE IN UNA GUIDA CIRCOLARE 3 TEORIA MODALE IN UNA GUIDA CIRCOLARE Per studiare la propagazione in fibra ottica dal punto di vista della teoria elettromagnetica bisogna partire dalle equazioni di Maxwell, in questo capitolo si discute

Dettagli

IL LASER. Principio di funzionamento.

IL LASER. Principio di funzionamento. IL LASER Acronimo di Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (amplificazione di luce per mezzo di emissione stimolata di radiazione), è un amplificatore coerente di fotoni, cioè un dispositivo

Dettagli

Fibre ottiche. Fiisiica delllle ffiibre ottiiche

Fibre ottiche. Fiisiica delllle ffiibre ottiiche Il livello fisico Parte IV Fibre ottiche... 1 Fisica delle fibre ottiche... 1 Riflessione totale dell energia nel core... 3 Fibre multimodali e problema della dispersione modale... 5 Fibre monomodali...

Dettagli

Coerenza. Risonatori e struttura a modi

Coerenza. Risonatori e struttura a modi Laser L amplificazione (oscillazione) si ottiene facilmente a frequenze dell ordine di 10 10 Hz (microonde) mentre e più difficile da ottenere a frequenze ottiche 10 15 Hz, perché: ~ 3 Il livello superiore

Dettagli

Dispositivi optoelettronici (1)

Dispositivi optoelettronici (1) Dispositivi optoelettronici (1) Sono dispositivi dove giocano un ruolo fondamentale sia le correnti elettriche che i fotoni, le particelle base della radiazione elettromagnetica. Le onde elettromagnetiche

Dettagli

FIBRE OTTICHE. Ricerca ed organizzazione appunti: Prof. ing. Angelo Bisceglia

FIBRE OTTICHE. Ricerca ed organizzazione appunti: Prof. ing. Angelo Bisceglia FIBRE OTTICHE Ricerca ed organizzazione appunti: Prof. ing. Angelo Bisceglia ver. 2.211 1 Generalità Natura fisica della fibra Il segnale luminoso Trasmissione ottica Propagazione luminosa e indice di

Dettagli

SISTEMI DI ILLUMINAZIONE A FIBRE OTTICHE

SISTEMI DI ILLUMINAZIONE A FIBRE OTTICHE SISTEMI DI ILLUMINAZIONE A FIBRE OTTICHE 1 Illuminatore L illuminatore provvede a generare la luce e inviarla, minimizzando ogni dispersione con un sistema ottico opportuno, nel bundle cioè nel collettore

Dettagli

ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE "G. MARCONI" Via Milano n. 51-56025 PONTEDERA (PI)

ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE G. MARCONI Via Milano n. 51-56025 PONTEDERA (PI) ANNO SCOLASTICO 2014/2015 PROGRAMMAZIONE COORDINATA TEMPORALMENTE CLASSE: DISCIPLINA: Telecomunicazioni- pag. 1 PROGRAMMAZIONE COORDINATA TEMPORALMENTE A.S. 2014/2015 - CLASSE: DISCIPLINA: Monte ore annuo

Dettagli

FRANCESCO MARINO - TELECOMUNICAZIONI

FRANCESCO MARINO - TELECOMUNICAZIONI ESAME DI SAO DI ISIUO POFESSIONALE A.S. 2000/2001 Indirizzo: ECNICO DELLE INDUSIE ELEONICHE ema di: ELEONICA, ELECOMUNICAZIONI E APPLICAZIONI Il candidato, formulando di volta in volta tutte le ipotesi

Dettagli

Fibre Ottiche. FORMAZIONE PROFESSIONALE SCHEDA CORSO TITOLO DEL CORSO: Digital forenser

Fibre Ottiche. FORMAZIONE PROFESSIONALE SCHEDA CORSO TITOLO DEL CORSO: Digital forenser Fibre Ottiche Informazioni generali Descrizione sintetica Contesto Formativo Obiettivi formativi Titolo del corso: Fibre Ottiche Durata: 40 ore Data inizio: da definire in base al numero di partecipanti

Dettagli

Livello fisico. Mezzi di Trasmissione. Fattori di Progetto. Mezzi trasmissivi. Prof. Vincenzo Auletta

Livello fisico. Mezzi di Trasmissione. Fattori di Progetto. Mezzi trasmissivi. Prof. Vincenzo Auletta I semestre 03/04 Livello fisico Mezzi di Trasmissione Prof. Vincenzo Auletta auletta@dia.unisa.it http://www.dia.unisa.it/professori/auletta/ Il livello fisico deve garantire il trasferimento di un flusso

Dettagli

Didattica delle Telecomunicazioni: i Mezzi Trasmissivi ESERCIZI DI VERIFICA

Didattica delle Telecomunicazioni: i Mezzi Trasmissivi ESERCIZI DI VERIFICA Didattica delle Telecomunicazioni: i Mezzi Trasmissivi ESERCIZI DI VERIFICA 1. Materiali dielettrici e conduttori 1.1. Sulla base del diverso comportamento rispetto ai fenomeni elettrici, i corpi vengono

Dettagli

Modulazioni. Vittorio Maniezzo Università di Bologna. Comunicazione a lunga distanza

Modulazioni. Vittorio Maniezzo Università di Bologna. Comunicazione a lunga distanza Modulazioni Vittorio Maniezzo Università di Bologna Vittorio Maniezzo Università di Bologna 06 Modulazioni 1/29 Comunicazione a lunga distanza I segnali elettrici si indeboliscono quando viaggiano su un

Dettagli

Sistemi a larga banda (Broadband)

Sistemi a larga banda (Broadband) 61 Sistemi a larga banda (Broadband) Le applicazioni informatiche e i servizi multimediali (musica, film, manifestazioni sportive) offerti sulla grande rete Internet e attraverso la televisione digitale

Dettagli

Trasformatore di corrente (TA)

Trasformatore di corrente (TA) Sensori di corrente Il modo più semplice di eseguire la misura di corrente è il metodo volt-amperometrico, in cui si misura la caduta di tensione su di una resistenza di misura percorsa dalla corrente

Dettagli

Propagazione dei segnali in fibra ottica: Propagazione dei segnali in fibra ottica

Propagazione dei segnali in fibra ottica: Propagazione dei segnali in fibra ottica Corso di Sistemi di Telecomunicazione Ottici Propagazione dei segnali in fibra ottica Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria delle Telecomunicazioni A.A. 2009/2010 Propagazione dei segnali in fibra

Dettagli

Capitolo 8 - Trasmissione su fibre ottiche

Capitolo 8 - Trasmissione su fibre ottiche Appunti di Comunicazioni elettriche Capitolo 8 - Trasmissione su fibre ottiche Introduzione... 1 Dispersione modale: fibre multimodali e monomodali... 4 Dispersione cromatica... 6 Dispersione spaziale...

Dettagli

TELECOMUNICAZIONI I: I MEZZI DI COMUNICAZIONE. INTRODUZIONE... pag.2

TELECOMUNICAZIONI I: I MEZZI DI COMUNICAZIONE. INTRODUZIONE... pag.2 1 INDICE TELECOMUNICAZIONI I: I MEZZI DI COMUNICAZIONE INTRODUZIONE..... pag.2 IL SEGNALE.. pag.2 Il segnale sonoro. pag.2 Il segnale immagine... pag.3 Il segnale dato. pag.3 IL CANALE DI COMUNICAZIONE....

Dettagli

3.8 Le fibre ottiche. 3.8.1 Fisica delle fibre ottiche

3.8 Le fibre ottiche. 3.8.1 Fisica delle fibre ottiche 34 3.8 Le fibre ottiche L'idea di utilizzare la luce come mezzo di comunicazione risale a circa 200 anni fa. Nel 1790 Claude Chappe costruì un telegrafo ottico composto da torri equipaggiate con braccia

Dettagli

IL TEST DEGLI IMPIANTI IN FIBRA OTTICA OLTS e OTDR. FTTx / PON. Nicola Ferrari

IL TEST DEGLI IMPIANTI IN FIBRA OTTICA OLTS e OTDR. FTTx / PON. Nicola Ferrari IL TEST DEGLI IMPIANTI IN FIBRA OTTICA OLTS e OTDR FTTx / PON Nicola Ferrari LA CARATTERIZZAZIONE DELLA FIBRA Caratterizzare la fibra Punto A Punto B Caratterizzare la fibra significa eseguire una estesa

Dettagli

Fisica II - CdL Chimica. La natura della luce Ottica geometrica Velocità della luce Dispersione Fibre ottiche

Fisica II - CdL Chimica. La natura della luce Ottica geometrica Velocità della luce Dispersione Fibre ottiche La natura della luce Ottica geometrica Velocità della luce Dispersione Fibre ottiche La natura della luce Teoria corpuscolare (Newton) Teoria ondulatoria: proposta già al tempo di Newton, ma scartata perchè

Dettagli

02/10/2015. Cavi a Fibre Ottiche. Light and Progress run together. Le fibre Ottiche offrono benefici unici.

02/10/2015. Cavi a Fibre Ottiche. Light and Progress run together. Le fibre Ottiche offrono benefici unici. Cavi a Fibre Ottiche Ampia gamma di costruzioni, materiali e armature Conformità alle norme internazionali Approvazioni DNV/ABS/Warrington Costruzioni personalizzate Possono essere usati con conduttori

Dettagli

2 - Canali e Multiplazione

2 - Canali e Multiplazione Università degli studi di Bergamo Università degli studi di Bergamo Dipartimento di Ingegneria dell Informazione e Metodi Matematici Reti di Calcolatori prof. F. Martignon 2 - Canali e Multiplazione 1

Dettagli

Como 3 aprile 2004 Gara nazionale qualificati Operatore elettronico per le telecomunicazioni 1. Seconda Prova

Como 3 aprile 2004 Gara nazionale qualificati Operatore elettronico per le telecomunicazioni 1. Seconda Prova Como 3 aprile 2004 Gara nazionale qualificati Operatore elettronico per le telecomunicazioni Si consiglia di leggere attentamente il testo proposto prima di segnare la risposta. Seconda Prova La prova

Dettagli

PROSPETTIVE FUTURE DELL INTEGRAZIONE OPTOELETTRONICA

PROSPETTIVE FUTURE DELL INTEGRAZIONE OPTOELETTRONICA CAPITOLO III PROSPETTIVE FUTURE DELL INTEGRAZIONE OPTOELETTRONICA III.1 Introduzione L attività scientifica sugli OEIC è iniziata nel 1979 con un grande progetto negli USA, per la realizzazione di circuiti

Dettagli

SPETTROSCOPIA ATOMICA

SPETTROSCOPIA ATOMICA SPETTROSCOPIA ATOMICA Corso di laurea in Tecnologie Alimentari La spettroscopia atomica studia l assorbimento, l emissione o la fluorescenza di atomi o di ioni metallici. Le regioni dello spettro interessate

Dettagli

SPECIFICA TECNICA TECHNICAL SPECIFICATION

SPECIFICA TECNICA TECHNICAL SPECIFICATION Indice 1. Generale... 1 2. Caratteristiche della fibra ottica SM-R, in accordo a ITU-T Recommendation G.652... 2 3. Caratteristiche della fibra ottica SM-NZD, in accordo a ITU-T Recommendation G.655...

Dettagli

Sistemi di Telecomunicazione

Sistemi di Telecomunicazione Sistemi di Telecomunicazione Parte 7: Propagazione Radio Universita Politecnica delle Marche A.A. 2013-2014 A.A. 2013-2014 Sistemi di Telecomunicazione 1/36 Trasmissione radio dell informazione Ci occuperemo

Dettagli

Introduzione alle tecniche spettroscopiche e all interazione radiazione/materia. Francesco Nobili

Introduzione alle tecniche spettroscopiche e all interazione radiazione/materia. Francesco Nobili Introduzione alle tecniche spettroscopiche e all interazione radiazione/materia Francesco Nobili TECNICHE SPETTROSCOPICHE Le tecniche spettroscopiche sono tecniche analitiche basate sull interazione tra

Dettagli

Corso di DISPOSITIVI E SISTEMI PER LE COMUNICAZIONI IN FIBRA OTTICA

Corso di DISPOSITIVI E SISTEMI PER LE COMUNICAZIONI IN FIBRA OTTICA Università Mediterranea di Reggio Calabria - Facoltà di Ingegneria Corso di DISPOSITIVI E SISTEMI PER LE COMUNICAZIONI IN FIBRA OTTICA Prof. Ing. Riccardo Carotenuto Anno Accademico 2007/2008-1- SOMMARIO

Dettagli

CORSO ELETTRONICA-TELECOMUNICAZIONI PIANO DI LAVORO PREVENTIVO MATERIA: TELECOMUNICAZIONI ANNO SCOLASTICO 2009/2010. (3 ore settimanali)

CORSO ELETTRONICA-TELECOMUNICAZIONI PIANO DI LAVORO PREVENTIVO MATERIA: TELECOMUNICAZIONI ANNO SCOLASTICO 2009/2010. (3 ore settimanali) Istituto Tecnico Industriale Statale G. Marconi Via Milano, 1-56025 Pontedera (Pisa) Tel. 0587 / 53566-55390 Fax 0587/57411 : iti@marconipontedera.it - WEB: www.marconipontedera.it cod. fisc. 81002020501

Dettagli

Mezzi trasmissivi. Vittorio Maniezzo Università di Bologna. Funzionamento di base

Mezzi trasmissivi. Vittorio Maniezzo Università di Bologna. Funzionamento di base Mezzi trasmissivi Vittorio Maniezzo Università di Bologna Funzionamento di base Si codificano i dati come energia e si trasmette l'energia Si decodifica l'energia alla destinazione e si ricostruiscono

Dettagli

Caratterizzazione della fibra ottica

Caratterizzazione della fibra ottica Caratterizzazione della fibra ottica La qualità di una fibra ottica per la trasmissione d informazioni è caratterizzata dai dati essenziali: L attenuazione che limita in modo fondamentale la distanza di

Dettagli

LA GIUNZIONE PN. Sulla base delle proprietà elettriche i materiali si classificano in: conduttori semiconduttori isolanti

LA GIUNZIONE PN. Sulla base delle proprietà elettriche i materiali si classificano in: conduttori semiconduttori isolanti LA GIUNZIONE PN Sulla base delle proprietà chimiche e della teoria di Bohr sulla struttura dell atomo (nucleo costituito da protoni e orbitali via via più esterni in cui si distribuiscono gli elettroni),

Dettagli

Capitolo 4 Le spettroscopie. 1. Lo spettro elettromagnetico

Capitolo 4 Le spettroscopie. 1. Lo spettro elettromagnetico Capitolo 4 Le spettroscopie 1. Lo spettro elettromagnetico 2) Tipi di spettroscopia Emissione: transizione da livello superiore a livello inferiore Assorbimento: contrario 2.1 Spettroscopie rotazionali,

Dettagli

DOCUMENTO TRATTO DA WWW.AEREIMILITARI.ORG

DOCUMENTO TRATTO DA WWW.AEREIMILITARI.ORG DOCUMENTO TRATTO DA WWW.AEREIMILITARI.ORG I Radar ad Onda Continua (CW) Principi di funzionamento dei radar CW. Al contrario dei radar ad impulsi, quelli ad onda continua (CW) emettono radiazioni elettromagnetiche

Dettagli

LE FIBRE OTTICHE NELLE TELECOMUNICAZIONI

LE FIBRE OTTICHE NELLE TELECOMUNICAZIONI PARMA 03/O6/2005 Appunti da I4CQO LE FIBRE OTTICHE NELLE TELECOMUNICAZIONI LUCE: la luce è energia. Il nostro occhio è atto a ricevere luce e alla quale deve essere attributo il carattere di energia. Un

Dettagli

SPECIFICA TECNICA TECHNICAL SPECIFICATION

SPECIFICA TECNICA TECHNICAL SPECIFICATION Indice 1. Generale... 1 2. Caratteristiche della fibra ottica SM-R, in accordo a ITU-T Recommendation G.652... 2 3. Caratteristiche della fibra ottica SM-NZD, in accordo a ITU-T Recommendation G.655...

Dettagli

VERSO UNA RETE TUTTA OTTICA

VERSO UNA RETE TUTTA OTTICA VERSO UNA RETE TUTTA OTTICA Gastone Bonaventura 3.4 L articolo riporta in sintesi i problemi relativi all'evoluzione della rete di trasporto dall attuale rete SDH verso una Rete Tutta Ottica (AON). Il

Dettagli

I mezzi trasmissivi. I mezzi trasmissivi

I mezzi trasmissivi. I mezzi trasmissivi Sistemi e reti utilizzati nelle reti di calcolatori si suddividono attualmente in tre categorie, in base al tipo di fenomeno fisico utilizzato per la trasmissione dei bit: mezzi elettrici: sono i mezzi

Dettagli

La legge di Lambert-Beer

La legge di Lambert-Beer La legge di Lambert-Beer In questa esperienza determinerete la concentrazione di una soluzione incognita di permanganato di potassio per via spettrofotometrica. Generalita La spettroscopia si occupa dell

Dettagli

Guide d onda. Cerchiamo soluzioni caratterizzate da una propagazione lungo z

Guide d onda. Cerchiamo soluzioni caratterizzate da una propagazione lungo z GUIDE D ONDA Guide d onda Cerchiamo soluzioni caratterizzate da una propagazione lungo z Onde progressive e regressive Sostituendo nell equazione d onda ( essendo Valido anche per le onde regressive Equazione

Dettagli

Descrizione generale del prodotto

Descrizione generale del prodotto Descrizione generale del prodotto Tipologia : sistema antincendio filare Descrizione generale: I nuovi rilevatori lineari di fumo sono particolarmente idonei a soddisfare le applicazioni nel campo delle

Dettagli

SUPERLUMINESCENT DIODES (SLDs)

SUPERLUMINESCENT DIODES (SLDs) SUPERLUMINESCENT DIODES (SLDs) Emission spectra and L-I characteristics Capitolo 3 Applicazioni degli SLED. I LED superluminescenti vengono utilizzati in varie applicazioni in cui è richiesta una

Dettagli

TRASMETTITORI E RICEVITORI

TRASMETTITORI E RICEVITORI Date le specifiche, soprattutto dimensioni e velocità di modulazione, il diodo a emissione di luce (LED o LD) risulta il dispositivo adatto. I processi di integrazione consentono di produrre migliaia di

Dettagli

ITIS FERMO CORNI Fibre ottiche

ITIS FERMO CORNI Fibre ottiche ITIS FERMO CORNI Fibre ottiche ANNO SCOLASTICO 2012-2013 Il fenomeno luminoso Particelle: fotoni Onde Raggi Banda di conduzione Bandgap n 0 n 1 Banda di valenza n 0 Assorbimento Emissione Interferenza

Dettagli

Realizzazione di un commutatore ultraveloce di flussi dati ottici basato su effetti non lineari in fibra. Claudia Cantini

Realizzazione di un commutatore ultraveloce di flussi dati ottici basato su effetti non lineari in fibra. Claudia Cantini Realizzazione di un commutatore ultraveloce di flussi dati ottici basato su effetti non lineari in fibra Claudia Cantini 20 Luglio 2004 Ai miei genitori Prefazione La nostra vita di ogni giorno é sempre

Dettagli

Introduzione alle onde Elettromagnetiche (EM)

Introduzione alle onde Elettromagnetiche (EM) Introduzione alle onde Elettromagnetiche (EM) Proprieta fondamentali L energia EM e il mezzo tramite il quale puo essere trasmessa informazione tra un oggetto ed un sensore (e.g. radar) o tra sensori/stazioni

Dettagli

POLARIZZAZIONE ORIZZONTALE O VERTICALE?

POLARIZZAZIONE ORIZZONTALE O VERTICALE? A.R.I. Sezione di Parma Conversazioni del 1 Venerdì del Mese POLARIZZAZIONE ORIZZONTALE O VERTICALE? Venerdi, 7 dicembre, ore 21:15 - Carlo, I4VIL Oscillatore e risuonatore di Hertz ( http://www.sparkmuseum.com

Dettagli

Coperture cellulari. Marco Listanti. Reti cellulari - Prof. Marco Listanti - A.A. 2008/2009. INFOCOM Dept

Coperture cellulari. Marco Listanti. Reti cellulari - Prof. Marco Listanti - A.A. 2008/2009. INFOCOM Dept Coperture cellulari Marco Listanti Reti cellulari - Prof. Marco Listanti - A.A. 008/009 Indice Le reti cellulari Architettura di una rete cellulare Coperture cellulari Motivazioni Il canale radiomobile

Dettagli

I mezzi trasmissivi Per formare una rete

I mezzi trasmissivi Per formare una rete I mezzi trasmissivi Per formare una rete di comunicazione possono essere usati diversi mezzi trasmissivi (o media). La loro classificazione può essere fatta in base alle loro caratteristiche fisiche e

Dettagli

1.9 Propagazione in fibra ottica A Caratteristiche Generali

1.9 Propagazione in fibra ottica A Caratteristiche Generali 1.9 Propagazione in fibra ottica 35 1.9 Propagazione in fibra ottica A Caratteristiche Generali Essenzialmente una fibra ottica può essere considerata un lungo cilindretto di sezione piccolissima costituita

Dettagli

CONOSCERE LA LUCE. Propagazione nello spazio di un onda elettromagnetica.

CONOSCERE LA LUCE. Propagazione nello spazio di un onda elettromagnetica. FOTODIDATTICA CONOSCERE LA LUCE Le caratteristiche fisiche, l analisi dei fenomeni luminosi, la temperatura di colore. Iniziamo in questo fascicolo una nuova serie di articoli che riteniamo possano essere

Dettagli

MEZZI DI RTASMISSIONE 1 DOPPINO TELEFONICO 2 CAVO COASSIALE 1 MULTI 2 MONO 1 ONDE RADIO 2 MICROONDE 3 INFRAROSSI 4 LASER

MEZZI DI RTASMISSIONE 1 DOPPINO TELEFONICO 2 CAVO COASSIALE 1 MULTI 2 MONO 1 ONDE RADIO 2 MICROONDE 3 INFRAROSSI 4 LASER 1 ELETTRICI 2 OTTICI 3 WIRELESS MEZZI DI RTASMISSIONE 1 DOPPINO TELEFONICO 2 CAVO COASSIALE 1 MULTI 2 MONO 1 ONDE RADIO 2 MICROONDE 3 INFRAROSSI 4 LASER MODALI ELETTRICI PARAMETRI 1 IMPEDENZA 2 VELOCITA'

Dettagli

CORSO DI FISICA TECNICA 2 AA 2013/14 ACUSTICA

CORSO DI FISICA TECNICA 2 AA 2013/14 ACUSTICA CORSO DI FISICA TECNICA 2 AA 2013/14 ACUSTICA Lezione n 8: Caratteristiche acustiche dei materiali: Isolamento acustico e potere fonoisolante delle pareti Comportamento dei materiali nei confronti dell

Dettagli

TRASMISSIONE DATI SU RETE TELEFONICA. 1 Fondamenti Segnali e Trasmissione

TRASMISSIONE DATI SU RETE TELEFONICA. 1 Fondamenti Segnali e Trasmissione TRASMISSIONE DATI SU RETE TELEFONICA Fondamenti Segnali e Trasmissione Trasmissione dati su rete telefonica rete telefonica analogica ISP (Internet Service Provider) connesso alla WWW (World Wide Web)

Dettagli

2.1 CAPITOLO 2 I RAGGI E LE LORO PROPRIETÀ

2.1 CAPITOLO 2 I RAGGI E LE LORO PROPRIETÀ 2.1 CAPITOLO 2 I RAGGI E LE LORO PROPRIETÀ 2.2 Riflettendo sulla sensazione di calore che proviamo quando siamo esposti ad un intensa sorgente luminosa, ad esempio il Sole, è naturale pensare alla luce

Dettagli