WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA | ||
---|---|---|
Wydział Elektroniki | ||
Grupa: E2C2S1 | Data wykonania ćwiczenia: | Ćwiczenie prowadził: |
Skład grupy: Michał Dobrogowski Mariusz Kalota Jakub Lubaszka Dominik Maciejak Łukasz Nojszewski Paweł Sokołowski Marcin Zając |
12.01.2015 | mgr inż. Waldemar Grabiec |
Data oddania sprawozdania: | Ocena: | |
20.01.2015 | ||
SPRAWOZDANIE | ||
Temat: |
Nazwa przyrządu | Typ | Producent |
---|---|---|
Nadajnik optyczny | EF-970/E | PROMAX |
Odbiornik optyczny | EF-970/R | PROMAX |
Światłowody plastikowe (POF – Plastic Optic Fiber) oferują niezawodne i tanie połączenia do transmisji danych na krótkie odległości. Długość transmisji dochodzi do 100m dla fali o długości 660 nm. Są wykorzystywane jedynie do lokalnego przesyłania danych między urządzeniami z małymi prędkościami (w porównaniu ze światłowodami szklanymi). Transmitują one światło z zakresu widzialnego (380 – 780 nm). Najczęstsze zastosowanie znajdują w aplikacjach przemysłowych. Kable typu simplex stosuje się w szafach rozdzielczych, kanałach kablowych lub rurach przy niskich obciążeniach mechanicznych.
W przeźroczystym włóknie materiał rdzenia stanowi tworzywo organiczne. Charakteryzują się one trzema podstawowymi wymiarami: średnicą rdzenia, średnicą płaszcza oraz średnicą pokrycia zewnętrznego. W tym przypadku płaszcz wykonany jest z polimeru węglowego z domieszką fluoru. Natomiast rdzeń kwarcowy zastąpiono Polimetakrylanem Metylu (PMMA) bądź Polistyrenem (PS) o średnicy zazwyczaj 1mm. Polimetakrylan Metylu cechuje się następującymi właściwościami:
- Dużą wytrzymałością,
- Dużą przezroczystością w zakresie światła widzialnego,
- Odpornością na działanie ultrafioletu, dzięki czemu tworzywo nie podlega procesowi żółknięcia
Powłoka kabla może być wykonana z Polietylenu (PE), który jest całkowicie odporny na promieniowanie UV. Kable w powłoce PE mogą być stosowane w warunkach zewnętrznych a ich zakres temperatury wynosi od -20°C do +70°C. Zdecydowaną zaletą światłowodów POF jest ich niewielki wymiar. Wymiar poprzeczny jednego kabla to zaledwie kilka mm, co pozwala na łatwe ukrycie go za listwą przypodłogową, czy bezproblemowe przeciągnięcie przez peszel. Dodatkowo cechują się wysoką giętkością. Światłowody są odporne na zakłócenia i przepięcia a dodatkowym atutem rozwiązania opartego o plastikowe światłowody optyczne jest szybka i łatwa instalacja dostępna dla każdego. Włókna mogą być zarabiane niskim kosztem za pomocą specjalnych złączy bez konieczności stosowania żywicy epoksydowej oraz skomplikowanych procedur polerskich.
Światłowody POF cechuje całkowita niewrażliwość na zakłócenia elektromagnetyczne, radiowe, szumy i przesłuchy. Umożliwia to prowadzenie kabli światłowodowych POF w tych samych traktach, co kable elektryczne. Włókna światłowodowe nie generują zakłóceń, nie wpływają, więc na transmisje w innych mediach telekomunikacyjnych. Są też całkowicie odporne na przebicia i przesłuchy, których źródłem może być instalacja miedziana.
Światłowody plastikowe stosowane są do systemów oświetleniowych i dekoracyjnych. Ponieważ mają niski koszt wytworzenia w porównaniu do włókien szklanych, dużą odporność mechaniczną, łatwość obróbki, bezpieczeństwo (brak prądu elektrycznego).
Do grupy światłowodów plastikowych zalicza się HCS/PCS (Hard Clad Silica, Plastic Clad Silica), w których płaszcz jest plastikowy, ale rdzeń szklany. Światłowody plastikowe z powodzeniem sprawdzają się jako medium transmisyjne ze względu na poufność informacji, wysoką wydajność i przepustowość. Obecnie sieci optyczne POF są idealnym rozwiązaniem dla mieszkań, domów (FITH, ang. Fiber In The Home) a także niewielkich biur.
długość odcinka światłowodu: $L = 50m = \frac{1}{20}km$
tłumienie łączne styków: 1 dB
Tłumienie wyznaczone przy pomiarze mocy w skali liniowej
Kolor | Długość fali λ [nm] |
Pwe [μW] |
Pwy [μW] |
α [dB/km] |
α-1 [dB/km] |
---|---|---|---|---|---|
zielony | 526 | 4,3 | 0,45 | 196,05 | 195 |
żółty | 590 | 2,15 | 0,18 | 215,43 | 214 |
czerwony | 650 | 45 | 1,24 | 311,96 | 311 |
Tłumienie wyznaczone przy pomiarze mocy w skali decybelowej
Kolor | Długość fali λ [nm] |
Pwe [dBm] |
Pwy [dBm] |
α [dB/km] |
α-1 [dB/km] |
---|---|---|---|---|---|
zielony | 526 | -24,1 | -33,2 | 182 | 181 |
żółty | 590 | -26,6 | -37,3 | 214 | 213 |
czerwony | 650 | -13,7 | -29,4 | 314 | 313 |
Tłumienie wyznaczone przy użyciu przycisku REFERENCE
Kolor | Długość fali λ [nm] |
α [dB/50m] |
α [dB/km] |
---|---|---|---|
zielony | 526 | -9 | 180 |
żółty | 590 | -9,7 | 194 |
czerwony | 650 | -15,8 | 316 |
Tłumienie wyznaczone przy pomiarze mocy w skali liniowej
$$\alpha = \frac{10}{L\ \lbrack\text{km}\rbrack}\log\frac{P_{\text{wy}}\ \lbrack\text{μW}\rbrack}{P_{\text{we}}\ \lbrack\text{μW}\rbrack} = \frac{10}{0,05}\log\frac{0,45}{4,3} = 196,05\ \frac{\text{dB}}{\text{km}}$$
Z powodu wystąpienia dodatkowego tłumienia na złączach o przyjętej wartości 1 dB od wyniku odejmujemy tę wartość:
$$\alpha - 1 = 196,05 - 1 \approx 195\ \frac{\text{dB}}{\text{km}}$$
Tłumienie wyznaczone przy pomiarze mocy w skali decybelowej
$$\alpha = \left( P_{\text{wy}}\left\lbrack \text{dBm} \right\rbrack - P_{\text{we}}\left\lbrack \text{dBm} \right\rbrack \right) \cdot \frac{1}{\text{L\ }\left\lbrack \text{km} \right\rbrack} = \left( - 33,2 + 24,1 \right) \cdot 20 = 182\ \frac{\text{dB}}{\text{km}}$$
Z powodu wystąpienia dodatkowego tłumienia na złączach o przyjętej wartości 1 dB od wyniku odejmujemy tę wartość:
$$\alpha - 1 = 182 - 1 \approx 181\ \frac{\text{dB}}{\text{km}}$$
Na podstawie otrzymanych wyników możemy stwierdzić, że badany światłowód plastikowy (POF) charakteryzuje się dużym tłumieniem w badanym zakresie długości fali: 526 – 650 nm. Im większa długość fali tym tłumienie było większe. Nawet w przypadku światła zielonego gdzie uzyskane tłumienie było najmniejsze światłowody tego typu są około 10 krotnie gorsze niż światłowody z włóknem krzemowym. Jednak jak można przeczytać we wstępie teoretycznym światłowody plastikowe zostały skonstruowane do innych celów niż światłowody krzemowe. Między innymi są znacznie wytrzymalsze na uszkodzenia mechaniczne oraz pozwalają się znacznie bardziej wyginać. Pomimo więc dużego tłumienia znajdują zastosowanie wszędzie tam gdzie odległość na jaką chcemy przesłać informację jest niewielka, ale tworząc linię transmisyjną chcemy budować ją z zachowaniem właściwości jakie oferuje nam światłowód przy zachowaniu niskich kosztów.
Rozbieżność wyników dla wszystkich pomiarów jest niewielka, może to wynikać z dokładności miernika, który pokazywał do dwóch cyfr po przecinku, uproszczeń stosowanych przy obliczeniach czy tłumienia łącznika użytego do łączenia patchcordu ze światłowodem. Tłumienie złączy przyjęliśmy, jako wartość 1 dB. Niestety nie możemy jednoznacznie stwierdzić, jaka jest wartość tłumienności takiego łącznika dwóch światłowodów w związku z tym otrzymane wyniki mogą odbiegać od rzeczywistych.