Basic Fiber Optic LinkBasic Fiber Optic Link
RXTX
Splices or Regens
Laseror LED
Fiber Optic Cable(Outside or Inside)
Fiber Optic Systems - ComponentsFiber Optic Systems - Components
Equipment Patch Patch Fiber Equipment Patch Patch Fiber Splice Splice Cable Panel Cable Cable Panel Cable
ClosureClosure
Transmitter (Tx) or Receiver (Rx) (E-O or O-E Converter)
SimplexDuplex
Signal Signal QuantityQuantity Measurements Measurements
EquipmentEquipment dBm or Transmitter OutputW Receiver Sensitivity
ConnectorsConnectors dB Pair LossBack Reflections
SplicesSplices dB Splice Loss
CableCable dB Fiber AttenuationCable LengthLocation of
Connections
Fiber Optic Transmission Fiber Optic Transmission SystemSystem
All Fiber Optics Systems Include:All Fiber Optics Systems Include:
Transmitter (Electrical to Transmitter (Electrical to Optical)Optical)
Optical WaveguideOptical Waveguide
Receiver (Optical to Receiver (Optical to Electrical)Electrical)
-
TransmitterTransmitter
Light Out+
Electrical In
Variable Intensity = AnalogBlink On & Off = Digital
Electrical to Optical (E-O) ConverterElectrical to Optical (E-O) Converter
Optical WaveguideOptical Waveguide
Light In Light Out
Silica-Glass Optical FiberSilica-Glass Optical Fiber
ReceiverReceiver
Light In
Photodiode
Electrical Out
+
-
(original signal)
Optical to Electrical (O-E) ConverterOptical to Electrical (O-E) Converter
Classifying LightClassifying Light
Power (Watts or Decibels)Power (Watts or Decibels) dBm is typical measurement unit of optical power measured with an Optical Power Meter
Color (Wavelength)Color (Wavelength) 300nm (blue) to 700nm (red) is visible to humans FO systems primarily use 850, 1300, 1310, 1550nm (and sometimes 1625nm)
WavelengthWavelength
Measure of Color of light
Units in nm or µm (1 µm = 1,000 nm)
Different colors (wavelengths) exhibit different characteristics:
Visible Light Spectrum
300nm 700nm
UVUV IRIR
Optical SourcesOptical SourcesL E D LaserL E D Laser
50-100 nm <1nm-10 nm
-30 dBm
+10 dBm
Launch Launch PowerPower
Wavelength Wavelength PrecisionPrecisionMeasure Launch Power at Center
Wavelength
ReflectionsReflections
Refraction & ReflectionRefraction & Reflection
.
Angle of Refraction
air glassair glass
REFRACTIONREFRACTIONREFLECTIONREFLECTION
Refraction & ReflectionRefraction & Reflection
REFRACTIONREFRACTION
Angle of Refraction
air glassair glass
REFLECTIONREFLECTION
Refraction & Reflection in FiberRefraction & Reflection in Fiber
airair
glassglass
“normal”Angle of Refraction
Angle of Incidence
-1--1-
airair
glassglass
Refraction & Reflection in FiberRefraction & Reflection in Fiber
-2--2-
airair
glassglass Critical Angle
Refraction & Reflection in FiberRefraction & Reflection in Fiber
-3--3-
airair
glassglass
““TOTAL INTERNAL TOTAL INTERNAL REFLECTION”REFLECTION”
Refraction & Reflection in FiberRefraction & Reflection in Fiber
-4--4-
As long as the light ray stays at the Critical Critical AngleAngle or less as it hits the air-glass interface, it will remain in the fiber until it reaches the other end.
““TOTAL INTERNAL TOTAL INTERNAL REFLECTION”REFLECTION”
Refraction & Reflection in FiberRefraction & Reflection in Fiber
-5--5-
The Critical AngleThe Critical Angle
.
Your eye can only see the light rays from the fish that escape the water.
You can’t see the fish
from this angle!
CladdingCladding
Buffer/CoatingBuffer/Coating
10
125
250
Optical Fiber ParametersOptical Fiber Parameters
CoreCore
Optical Fiber TypesOptical Fiber Types
Singlemode fiber has a smaller core relative to the cladding diameter.
Multimode fiber has a large core relative to the cladding diameter.
Multimode vs. SinglemodeMultimode vs. Singlemode
Multimode allows many paths (“modes”) for the light
Singlemode allows only one single path for the light
Fiber Geometry ProblemsFiber Geometry Problems
Off Center Different Size Non-Circular
Fiber Geometry ProblemsFiber Geometry ProblemsFiber Geometry ProblemsFiber Geometry Problems
Off CenterDifferent SizeNon-Circular
“Perfect” Fiber
These two fibers will These two fibers will NEVERNEVER be spliced together without loss. be spliced together without loss.
CoreCore
Index of Refraction (n)Index of Refraction (n)
n n = =
CC (velocity of light in a
vacuum)
VV (velocity of light in glass)“C” is a constant. “V” depends on the
density of the glass. More dense glass causes light to go slower (smaller “V” =>
larger “n”).
“C” is a constant. “V” depends on the density of the glass. More dense glass
causes light to go slower (smaller “V” => larger “n”).
Causes of Connector LossCauses of Connector Loss
End-Face Separation
Angular Separation
Core Misalignment
Typical Loss = 0.5 dBTypical Loss = 0.5 dB
Typical ConnectorsTypical Connectors
ST ST Simplex DuplexSimplex Duplex FCFC SC SCSC SC
Splice LossSplice Loss
•Handles 2 fibers•Bending radius of 30mm
•4 units and 8 units length
ساخته _ • شيشه از که است فيبر مرکزي بخش هسته هستهمي کند سير قسمت اين در نور و .شده
را _ • نوري فيبر مرکزي هسته که شفافي واسطه روکش اليهمي شود هسته داخل به نور انعکاس وباعث مي کند .احاطه
برابر _ • در نوري فيبر که پالستيکي روکشي محافظ روکشمي کند محافظت ديدن آسيب و .رطوبت
بسته بصورت نوري فيبر هاي رشته اين از عدد هزاران يا صدها . گويند نوري کابل آن به که مي شوند داده قرار هم کنار در اي
خارجي پوشش يک با نوري فيبر هاي رشته از دسته اينمي شوند محافظت غالف يا ژاکت به .موسوم
نوعند دو نوري نوعند فيبرهاي دو نوري :: فيبرهاي
: وجهي تک نوري فيبرهاي
ميکرون inch (4-) 10x 5/3: 9 قطر :
موج ( طول با قرمز مادون ليزر درون ) 1550تا 1300نور را نانومترکنند هدايت .خود
وجهي چند نوري :فيبرهاي
ميکرون inch (3-) 10x 5/2 : 5/62 قطر :
به موسوم نوري ديودهاي از شده گسيل قرمز مادون نور
موج ( طول با را مي کنند ) 1300تا 850ها هدايت خود درون نانومتر LED
Optical Fiber TypesOptical Fiber Types
Singlemode fiber has a smaller core relative to the cladding diameter.
Multimode fiber has a large core relative to the cladding diameter.
Multimode vs. SinglemodeMultimode vs. Singlemode
Multimode allows many paths (“modes”) for the light
Singlemode allows only one single path for the light
Testing Fiber - When?Testing Fiber - When?
At FactoryAt Factory
When ReceivedWhen Received
After PlacedAfter Placed
After/During SplicingAfter/During Splicing
System AcceptanceSystem Acceptance
Periodic (Annual)Periodic (Annual)
TroubleshootingTroubleshooting
Testing Fiber - What?Testing Fiber - What?
ContinuityContinuity
Average Loss (dB/km)Average Loss (dB/km)
Splice Loss & LocationSplice Loss & Location
Reflectance / ORLReflectance / ORL
End-to-End AttenuationEnd-to-End Attenuation
Overall LengthOverall Length
Testing Fiber - How?Testing Fiber - How?
Optical Power MeterOptical Power Meter Optical SourceOptical Source OTDROTDR (Specialty Equipment)(Specialty Equipment)
Receiver SensitivityReceiver SensitivityDetermine Safety MarginDetermine Safety Margin
AttenuatorAttenuator
ON OFF
850 1310 1310 1550
ON OFF
-23.4 -23.4 dBmdBm
850 1310 1550
-30.1 dBm-30.1 dBm
Increase loss through attenuator until system fails, then measure level with power meter
The OTDRThe OTDR
Creates a graph of DISTANCEDISTANCE vs. RETURN SIGNAL LEVELRETURN SIGNAL LEVEL along fiber
Uses radar principleradar principle to measure distance
OTDR Block DiagramOTDR Block Diagram
CONTROLLER CRT or LCDDISPLAY
LASER(S)
DETECTOR
Coupler/Splitter
Fiber Under Test
OTDR Distance MeasurementsOTDR Distance Measurements
d = d = t Ct C
2 2
nnt0
t1
If “n” is incorrect, then the distance measured will also
be wrong!!“d”
“t” = t1 - t0
“C” = speed of light. “n” = Index
Distance AccuracyDistance AccuracyDistance AccuracyDistance Accuracy
•Each Optical Fiber is loose within the cable and is looped in every splice case & Each Optical Fiber is loose within the cable and is looped in every splice case &
splice tray.splice tray.•Fiber Cable has slack loops and may wander up, down & sideways along its path.Fiber Cable has slack loops and may wander up, down & sideways along its path.
SHORTEST DISTANCE: Along the ground.NEXT LONGEST DISTANCE: Along the cable.LONGEST DISTANCE: Fiber length.
The OTDR Measures The OTDR Measures Fiber LengthFiber Length!!The OTDR Measures The OTDR Measures Fiber LengthFiber Length!!
COCO
SP#1SP#1 SP#2SP#2 SP#3SP#3
Break LocationBreak Location
Distance AccuracyDistance AccuracyDistance AccuracyDistance Accuracy
TIPS: 1. Use a Reference that has Landmarks to more accurately locate a break.2. Make the shortest measurement from a known point on the trace.3. Measure to the break from both ends of the fiber.
COCO
SP#1SP#1 SP#2SP#2 SP#3SP#3
Break LocationBreak Location
OTDR Loss MeasurementsOTDR Loss Measurements
OTDR measuresmeasures BACKSCATTER, and detectsdetects REFLECTIONS
ReturnedReturnedSignalSignal
Level (dB)Level (dB)
DistanceDistance
++
--
00 ++
Creating An OTDR TraceCreating An OTDR Trace
Backscatter from near Backscatter from near endend
ReturnedReturnedSignalSignal
Level (dB)Level (dB)
DistanceDistance
++
--
00 ++
Creating An OTDR TraceCreating An OTDR Trace
Backscatter points throughout fiberBackscatter points throughout fiber
ReturnedReturnedSignalSignal
Level (dB)Level (dB)
DistanceDistance
++
--
00 ++
Creating An OTDR TraceCreating An OTDR Trace
(Miles, Km, or Feet)(Miles, Km, or Feet)
Backscatter point from far endBackscatter point from far end
ReturnedReturnedSignalSignal
Level (dB)Level (dB)
DistanceDistance
++
--
00 ++
Creating An OTDR TraceCreating An OTDR Trace
Connect the pointsConnect the points
ReturnedReturnedSignalSignal
Level (dB)Level (dB)
DistanceDistance
++
--
00 ++
Creating An OTDR TraceCreating An OTDR Trace
Only see the connecting lineOnly see the connecting line
ReturnedReturnedSignalSignal
Level (dB)Level (dB)
DistanceDistance
++
--
00 ++
Creating An OTDR TraceCreating An OTDR Trace
Add End-Face ReflectionsAdd End-Face Reflections
ReturnedReturnedSignalSignal
Level (dB)Level (dB)
DistanceDistance
++
--
00 ++
Creating An OTDR TraceCreating An OTDR Trace
A splice is a point loss, producing a sudden drop in the signal level at the splice.
Splice Splice LossLoss
ReturnedReturnedSignalSignal
Level (dB)Level (dB)
DistanceDistance
++
--
00 ++
Creating An OTDR TraceCreating An OTDR TraceAdd Fusion SpliceAdd Fusion Splice
Splice LossSplice Loss
ReflectionReflectionReturnedReturned
SignalSignalLevel (dB)Level (dB)
DistanceDistance
++
--
00 ++
Creating An OTDR TraceCreating An OTDR TraceAdd Mechanical SpliceAdd Mechanical Splice
A mechanical splice includes a reflection due to the air gap between fiber ends.
Locating End of FiberLocating End of Fiber
After light leaves fiber end, only internal electronic noise shows up on OTDR screen.End of fiber causes
reflection of light.
Locating & Measuring Locating & Measuring Non-Reflective EventNon-Reflective Event
Misaligned cores cause loss of light at splice point
Splice Loss
Locating & MeasuringLocating & MeasuringReflective EventReflective Event
Misaligned cores cause loss of light at splice point
Splice Loss
Ends of fiber cause reflection of light at splice point
Measuring Overall LossMeasuring Overall Loss
End-to-End “LSA Loss” in dB
End-to-End “LSA Loss” in dB
A B
Measuring ReflectanceMeasuring Reflectance
Reflectance(calculated from formula)
Ends of fiber cause reflection, or “spike” of returned light at the splice point or fiber end
Measuring “ORL”Measuring “ORL”Optical Return LossOptical Return Loss
ORL is calculated as the total amount of light returning from the area between the cursors below the trace line to the noise level. It includes total Backscatter and all Reflections.
A B
•Fiber to the home•Fiber to the building •Fiber to the Cab•Fiber to the neighborhood
OLT ONT
OAN
•ONT:Optical Network Termination•OLT:Optical Line Termination•OAN:Optical Access Network
•In an APON(ATM Passive Optical Network) and an EPON (Ethernet Passive Optical Network) every customer is connected to the central office via one fiber .•One fiber carriers traffic at 1310nm(upstream data),1490nm(downstream data) and 1550nm (video broadcast)using the wavelength division multiplexing technique.•Splitters are used in the outside plant(for example in a closure)to split the fiber coming from the central office for example 32 subscribers.•A WDM separates/combines the data traffic from the CATV signal.•The ONT unit separates the data,video and telephony signal at the subscriber’s location.•Another WDM could add a 1625nm signal for OTDR measurement .
•In an APON(ATM Passive Optical Network) and an EPON (Ethernet Passive Optical Network) every customer is connected to the central office via one fiber .•One fiber carriers traffic at 1310nm(upstream data),1490nm(downstream data) and 1550nm (video broadcast)using the wavelength division multiplexing technique.•Splitters are used in the outside plant(for example in a closure)to split the fiber coming from the central office for example 32 subscribers.•A WDM separates/combines the data traffic from the CATV signal.•The ONT unit separates the data,video and telephony signal at the subscriber’s location.•Another WDM could add a 1625nm signal for OTDR measurement .
و شبکه طرح و مفهوم شبکه طرح مفهومپروتکشن پروتکشن
74
ای پایه ای طرحهای پایه طرحهای
75
ای پایه ای پروتکشنهای پایه پروتکشنهای
76
ترکیبی ( ترکیبی (پروتکشنهای ))11پروتکشنهای
77
ترکیبی ( ترکیبی (پروتکشنهای ))22پروتکشنهای
78
ترکیبی ( ترکیبی (پروتکشنهای ))33پروتکشنهای
79
به آنالوگ از به گذر آنالوگ از PDHPDHگذر
80
از از گذر SDHSDHبه به PDHPDHگذر
81
فیبر نوریفیبر نوری
عايقعايق موجبرموجبر يکيک نورینوری فيبرفيبر هایهای فرکانسفرکانس دردر کهکه استاست.. کندکند میمی کارکار نورینوری
GN Nettest
82 10/15/98
Testing Fiber NetworksTesting Fiber Networks
82
فیبر نوریفیبر نوری
نورینوری فرستندهفرستنده
( ( نورینوری فيبرفيبر ) ) رسانهرسانه
نورینوری گيرندهگيرنده
83
فیبر نوریفیبر نوری
84
فيبرهافيبرها اتصالاتصال هایهای روشروش
ConnectorsConnectors
SplicesSplices
85
ConnectorConnector انواعانواع
FC ConnectorFC ConnectorSC ConnectorSC ConnectorST ConnectorST ConnectorLC ConnectorLC Connector
MT-RJ ConnectorMT-RJ ConnectorOpti-Jack ConnectorOpti-Jack Connector
Volition ConnectorVolition ConnectorE2000/LX-5 ConnectorE2000/LX-5 Connector
MU ConnectorMU ConnectorMT ConnectorMT Connector
MTP/MPO ConnectorMTP/MPO Connector
86
FC ConnectorFC Connector
ConnectorConnector نيکلنيکل روکشروکش بابا فلزیفلزی سراميکیسراميکی حلقهحلقه وو
فيبرفيبر کابلکابل ازاز کوچکیکوچکی طولطول بهبه دارددارد نيازنياز نورینوری
: :کاربردهاکاربردها صنعتصنعت دردر گستردهگسترده استفادهاستفاده
دوردور راهراه ارتباطاتارتباطات
پرپر هایهای محيطمحيط دردر استفادهاستفاده موردمورد وسيلهوسيله طراحیطراحی دليلدليل بهبه ارتعاشارتعاش
آنآن نازکنازک تزويجتزويج
وو MMFMMF هایهای کابلکابل استفادهاستفاده موردموردSMFSMF
dBdB 0.250.25 تلفاتتلفات
87
SC ConnectorSC Connector
ConnectorConnector حلقهحلقه بابا پالستيکیپالستيکی mmmm 2.52.5 سراميکیسراميکی
فشاریفشاری قفلقفل مکانيزممکانيزم بابامقاوممقاوم وو سادهساده ،، کمکم هزينههزينه
: :کاربردهاکاربردها دردر گستردهگسترده استفادهاستفاده SMSM هایهای سيستمسيستم
هایهای کابلکابل استفادهاستفاده موردموردMMFMMF وو SMFSMF
dBdB 0.250.25تلفاتتلفات صورتصورت بهبه ConnectorConnector ايناين
استاست موجودموجود نيزنيز دوگانهدوگانه
88
ST ConnectorST Connector
ConnectorConnector نيکلنيکل روکشروکش بابا فلزیفلزی يايا فلزیفلزی ،، سراميکیسراميکی حلقهحلقه وو
پالستيکیپالستيکی اتصالاتصال طريقطريق ازاز شناسايیشناسايی قابلقابلآنآن ایای نيزهنيزه
قرارقرار درستدرست ازاز اطميناناطمينان حصولحصولفنرفنر وجودوجود دليلدليل بهبه فيبرفيبر گرفتنگرفتن
: :کاربردهاکاربردها هایهای محيطمحيط دردر قویقوی ConnectorConnector يکيک
( ( آمريکاآمريکا دردر رايجرايج ) ) صنعتیصنعتی هایهای محيطمحيط وو صنعتصنعت دردر استفادهاستفاده موردمورد
باالباال شوکشوک سطوحسطوح وو لرزشلرزش بابا تجاریتجاری MMMM هایهای شبکهشبکه استفادهاستفاده موردمورد
dBdB 11--0.50.5 تلفاتتلفات
89
LC ConnectorLC Connector
ConnectorConnector جديدجديد حلقهحلقه بابا پالستيکیپالستيکی استاندارداستاندارد سراميکیسراميکی
1.251.25 mmmm
خوبخوب کارايیکارايی
: :کاربردکاربرد SMFSMF دردر استفادهاستفاده موردمورد
dBdB 0.250.25 تلفاتتلفات
90
MT-RJ ConnectorMT-RJ Connector
ConnectorConnector پالستيکیپالستيکی دوگانهدوگانه منفردمنفرد پليمریپليمری حلقهحلقه يکيک بابا PinPin جهتجهت هايیهايی
دارددارد سازیسازی همرديفهمرديف : :کاربردکاربردکابلکابل نوعنوع دودو هرهر برایبرای
dB SMFdB SMF 0.250.25 برایبرای تلفاتتلفاتdB MMFdB MMF 0.350.35 برایبرای تلفاتتلفاتدارددارد PlugPlug وو JackJack هایهای نسخهنسخه
91
Opti-Jack ConnectorOpti-Jack Connector
ConnectorConnector دوگانهدوگانه محکممحکم وو کاربردیکاربردی
دردر STST حلقهحلقه دودو اندازهاندازه بهبه RJ-45RJ-45 بستهبسته يکيک
PlugPlug وو JackJack هایهای نسخهنسخهدارددارد
92
Volition ConnectorVolition Connector
ConnectorConnector ارزانارزان دوگانهدوگانه بدونبدون پذيرپذير انعطافانعطاف وو قيمتقيمتفلزیفلزی حلقهحلقه
شياریشياری دردر فيبرهافيبرها همرديفیهمرديفیVV شکلشکل
PlugPlug وو JackJack هایهای نسخهنسخهدارددارد
پايانپايان برایبرای JackJack ازاز تنهاتنها استفادهاستفاده فيبرفيبر بهبه دادندادنشودشود میمی
93
E2000/LX-5 ConnectorE2000/LX-5 Connector
LCLC همانندهمانند
دردر فلزیفلزی حايلحايل يکيک باباانتهاانتها
94
MU ConnectorMU Connector
مينياتوریمينياتوری SCSC همانندهمانند
1.251.25 فلزیفلزی حلقهحلقه باباmmmm
رايجرايج ژاپنژاپن دردر بيشتربيشتراستاست
95
MT ConnectorMT Connector
1212 بابا ConnectorConnector يکيکفيبرفيبر
RibbonRibbon کابلکابل برایبرای
دردر اصلیاصلی استفادهاستفاده پايانپايان برایبرای سازیسازی آمادهآمادهکابلکابل بهبه دادندادن
96
MTP/MPO ConnectorMTP/MPO Connector
هایهای کابلکابل استفادهاستفاده موردموردMMFMMF وو SMFSMF
برایبرای اختصاصیاختصاصی طورطور بهبه Ribbon MMRibbon MM کابلکابل
ایای نيزهنيزه سرسر بابا SMFSMF برایبرای کردنکردن کمکم جهتجهت داردار زاويهزاويه
انعکاسانعکاس
تختتخت سرسر بابا MMFMMF برایبرای
dBdB 0.250.25 تلفاتتلفات
97
هاها ConnectorConnector بکارگيریبکارگيری وو مراقبتمراقبت
دردر ConnectorConnector انتهايیانتهايی نقاطنقاط ازاز حفاظتحفاظت وو نمنم ،، خاکخاک وو گردگرد ذراتذرات ،، فشارفشار برابربرابر
زيادزياد رطوبترطوبت
استفادهاستفاده بدونبدون ConnectorConnector پوشاندنپوشاندن
ازاز قبلقبل حلقهحلقه وو فيبرفيبر انتهایانتهای کردنکردن تميزتميزاتصالاتصال فيبرفيبر بهبه متصلمتصل ConnectorConnector يکيک کهکه شودشود توجهتوجهگرددگردد تميزتميز نبايدنبايد هيچگاههيچگاه نورنور حاملحامل
98
نورنور منابعمنابع
LEDLED نورنور منبعمنبع
ليزرليزر نورنور منبعمنبع