Post on 06-Apr-2015
Seminar: Breitbandversorgung in Deutschland
Universität Dortmund
Faseroptische Systeme: Komponenten
Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Lehrstuhl für KommunikationstechnikProf. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
cand. ing. Fabian Schäfersfabian.schaefers@uni-dortmund.de
Seminar: Breitbandversorgung in Deutschland
Folie 2LS KommunikationstechnikProf. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
Fabian SchäfersOptisches Netz
ONN
ONN
ONU
ONU
ONU
ONU
ONU
ONU
ONU
ONU
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Folie 3LS KommunikationstechnikProf. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
Fabian SchäfersOptisches Übertragungssystem
Sender Kanal Empfänger
Laserdiode
LED Einmodenfaser
Mehrmodenfaser
Fotodioden
Fototransistoren
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Folie 4LS KommunikationstechnikProf. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
Fabian SchäfersÜbersicht
• Sender– LED– Laserdiode– Modulation
• Empfänger– Fotodioden– Fototransistoren
• Lichtwellenleiter– Einmodenfaser– Mehrmodenfaser
• Wellenlängemultiplex– Funktionsprinzip– Komponenten– Optische Filter
• Vermittlungssysteme– OADM– Optische Cross Connectoren
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Folie 5LS KommunikationstechnikProf. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
Fabian Schäfers
+
-
U
Licht
Light Emitting Diode (LED)
p
n
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Folie 6LS KommunikationstechnikProf. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
Fabian SchäfersLaserdiode
Aktive Region
Laser
+
p
n
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Folie 7LS KommunikationstechnikProf. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
Fabian Schäfers
Laserdiode und LED im Vergleich - Spektrum
Spektralbreite
Sendeleistung
Wellenlänge
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Folie 8LS KommunikationstechnikProf. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
Fabian Schäfers
Laserdiode und LED im Vergleich - Werte
LED LDLichttyp Inkohärent KohärentTypische Wellenlänge 850/860 und 1300 nm 1300 nmSpektralbreite 30 – 40 nm 1 – 3 nmAnstrahlwinkel Mittel bis hoch GeringEinkoppelbare Leistung Gering HochLebensdauer 1.000.000 Stunden 10.000 Stunden
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Folie 9LS KommunikationstechnikProf. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
Fabian SchäfersE/O-Modulator
Laser
Laser
Modulator
Kontinuierliches, elektrisches Signal
Elektrisches Signal01100111
Moduliertes optisches Signal01100111
Kontinuierliches Lichtsignal
Elektrisches Signal01100111
Moduliertes optisches Signal01100111
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Folie 10LS KommunikationstechnikProf. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
Fabian SchäfersFotodioden – PIN Diode
p
Instrinsic
n
Anode
Kathode
Licht
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Folie 11LS KommunikationstechnikProf. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
Fabian Schäfers
p
Depletion Region
n
Anode
Kathode
Licht
Fotodiode – Lawinenfotodiode (APD)
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Folie 12LS KommunikationstechnikProf. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
Fabian Schäfers
B
E
Fototransistor
Lichteinfall
Diffusionszone
n
p
n
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Folie 13LS KommunikationstechnikProf. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
Fabian SchäfersGlasfasern
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Folie 14LS KommunikationstechnikProf. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
Fabian SchäfersModendispersion
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Folie 15LS KommunikationstechnikProf. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
Fabian SchäfersWellenlängenmultiplex (WDM)
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Folie 16LS KommunikationstechnikProf. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
Fabian SchäfersWellenlängen-Multiplexer/Demultiplexer
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Folie 17LS KommunikationstechnikProf. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
Fabian Schäfers
Optische Filter – Arrayed Waveguide Grating
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Folie 18LS KommunikationstechnikProf. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
Fabian SchäfersOptische Filter – Bragg Gitter
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Folie 19LS KommunikationstechnikProf. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
Fabian SchäfersWDM - Vermittlungssystem
WDM OADM OXC
n Eingänge
1 LWLn Lambdas
1 LWLn Lambdas
add/drop
add/droplambda
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Folie 20LS KommunikationstechnikProf. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
Fabian SchäfersOptischer Add-Drop Multiplexer
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Folie 21LS KommunikationstechnikProf. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
Fabian SchäfersOptischer Add-Drop Multiplexer
OADM OADM
OADM OADM
OADM OADM
OADM OADM
Physikalische Topologie Logische Topologie
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Folie 22LS KommunikationstechnikProf. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
Fabian SchäfersOptischer Cross-Connect (OXC)
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Fabian SchäfersZusammenfassung / Ausblick
Zusammenfassung– Sender hauptsächlich LEDs oder Laserdioden– Einmodenfaser als Verbindung– Empfänger meist PIN- oder APD-Fotodioden– CWDM / DWDM als Wellenlängenmultiplex
(Technik noch in Kinderschuhen)
Ausblick– bessere Lasertechnologien– höhere Datenraten (bis zu 6,4 TByte/s)– Multiplexmethoden (Verbesserung der WDM-
Technologie)
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Folie 24LS KommunikationstechnikProf. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
Fabian SchäfersLiteraturliste
http://www.it-wissen.info
http://www.wikipedia.de
Dieter Opielka: Optische Nachrichtentechnik, Viewegs, 1995
Hagen Hultzsch: Optische Telekommunikationssysteme, Damm Verlag,1996
Dr.-Ing. habil. M. Hochmuth: Vorlesungsskript: Optische Kommunikationund Integrierte Optik, TU Dresden
Prof. Dr. Ernst Brinkmeyer: Vorlesungsmitschrift: OptischeNachrichtentechnik, TU Harburg
Hans-Jörg Thiele: Vortrag: CWDM - how to meet the growing demand forlow-cost multi-channel transmission, Siemens AG