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

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Fabian SchäfersOptisches Netz

ONN

ONN

ONU

ONU

ONU

ONU

ONU

ONU

ONU

ONU

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Fabian SchäfersOptisches Übertragungssystem

Sender Kanal Empfänger

Laserdiode

LED Einmodenfaser

Mehrmodenfaser

Fotodioden

Fototransistoren

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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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Fabian Schäfers

+

-

U

Licht

Light Emitting Diode (LED)

p

n

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Fabian SchäfersLaserdiode

Aktive Region

Laser

+

p

n

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Fabian Schäfers

Laserdiode und LED im Vergleich - Spektrum

Spektralbreite

Sendeleistung

Wellenlänge

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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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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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Fabian SchäfersFotodioden – PIN Diode

p

Instrinsic

n

Anode

Kathode

Licht

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Fabian Schäfers

p

Depletion Region

n

Anode

Kathode

Licht

Fotodiode – Lawinenfotodiode (APD)

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Fabian Schäfers

B

E

Fototransistor

Lichteinfall

Diffusionszone

n

p

n

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Fabian SchäfersGlasfasern

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Fabian SchäfersModendispersion

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Fabian SchäfersWellenlängenmultiplex (WDM)

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Fabian SchäfersWellenlängen-Multiplexer/Demultiplexer

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Fabian Schäfers

Optische Filter – Arrayed Waveguide Grating

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Fabian SchäfersOptische Filter – Bragg Gitter

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Fabian SchäfersWDM - Vermittlungssystem

WDM OADM OXC

n Eingänge

1 LWLn Lambdas

1 LWLn Lambdas

add/drop

add/droplambda

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Fabian SchäfersOptischer Add-Drop Multiplexer

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Fabian SchäfersOptischer Add-Drop Multiplexer

OADM OADM

OADM OADM

OADM OADM

OADM OADM

Physikalische Topologie Logische Topologie

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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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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