Introduction to Optical Fiber Communication – EE 046342

מבוא לתקשורת בסיבים אופטיים

נכתב על יד גדי איזנשטיין ודוד דהןכל הזכויות שמורות. אין להשתמש בחומר זה שלא במסגרת הקורס

חלקים מהחומר המופיע בחומר ההרצאות נלקח מהמקורות הבאים:

G.P Agrawal Fiber Optics Communication SystemsG.P Agrawal Nonlinear Fiber OpticsE. Desurvire Erbium Doped Fiber AmplifiersL. Kazovsky, S. Benedetto, A. Willner Optical Fiber Communication Systems

אתרי אינטרנט שונים

Guiding light

In 1870, John Tyndall, using a jet of water that flowed from one container to another and a beam of light, demonstrated that light used internal reflection to follow a specific path. As water poured out through the spout of the first container, Tyndall directed a beam of sunlight at the path of the water. The light, as seen by the audience, followed a zigzag path inside the curved path of the water. This simple experiment, illustrated in the figure below, marked the first research into the guided transmission of light.

In the 19th century.…

And about one century later

Invented in the early 1970th

and perfected in the next ten to twenty years, glass fibers have become the medium of choice for ALL broad band data transmission

Trans oceanic fiber cables

Data - modulation format

Most common, usually NRZ, simple direct detection receiver

Data - modulation format

Recent years

DPSK

QPSK

Multi level ASK

Fiber loss spectrum

Fiber dispersion spectrum

<

The Growth of Optical Fiber Transmission Capacity

MULTIPLEXING

In order to increase the capacity beyond the single

channel limit use Multiplexing in either time domain

(OTDM) or wavelength domain (WDM)

WDM became the most important development of the 1990th

without which no internet could be implemented

מגברים אופטיים פתרו כמעט לחלוטין את בעיית ההפסדים הן לערוץ בודד והן לאותות רבי ערוצים

גם הדיספרסיה ניתנת לתקון פשוט יחסי מכיוון שהיא תופעה ליניארית לחלוטין

DL

-DL

מפצה דיספרסיה

(DCF)סיבים מיוחדים סריגי סיבים, מוליכי גלים המבוססים על גבישים

פוטוניים

Polarization mode dispersion

• All fibers are somewhat birefringent• The birefringence is random• Leads to a fundamental limitation on

pulse fidelity• Linear and nonlinear PMD• Hard to compensate

Course plan

• Introduction

• Linear propagation in fibers

• Fiber nonlinearities

• WDM systems

• Optical amplifiers

• Detection issues