optik haberleşmede yarıiletken tabanlı aygıt teknolojisi

39 Pages·2015·2.21 MB·Turkish

OPTİK HABERLEŞMEDE YARIİLETKEN
TABANLI AYGIT TEKNOLOJİSİ
AYŞE EROL
İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ FEN FAKÜLTESİ
FİZİK BÖLÜMÜ
[email protected]
V. Fizik Çalıştayı - 19 Şubat 2015 2
Nano- ve Optoelektronik Araştırma Grubu
http://nano-optoelectronics.org/
• Nano ve Optoelektronik ArLab
• İleri Litografik Yöntemler Laboratuvarı
• Yüksek Manyetik Alan & Düşük Sıcaklık Laboratuvarı
V. Fizik Çalıştayı - 19 Şubat 2015 3
İçerik
• Optik Haberleşme Sistemi ve Bileşenleri
• Optik Fiber
• Verici – Yarıiletken ışık kaynakları – LED / LASER
• Alıcı - Yarıiletken fotodedektörler
• Optik Yükselteç – EDFA/Yarıiletken Optik Yükselteç
V. Fizik Çalıştayı - 19 Şubat 2015 4
OOppttiikk Hhaabbeerrlleeşşmmee sNisetdeimr?i bileşenleri
• Optik haberleşme sistemleri bilginin taşınması için ışığı
kullanır
Bilgi Elektriksel
• Işık fiber boyunca kılavuzlanır
Hedef
Kaynağı algılama
• Çok yüksek miktarda bilgi (ses, veri) uzun mesafeler
boyunca güvenli ve hızlı olarak aktarılır
e Optik fiber e
Elektriksel
kablo
verici o o
Optik Optik
Kaynak Alıcı
V. Fizik Çalıştayı - 19 Şubat 2015 5
Optik Haberleşmenin Tarihçesi – 19.yy
• 1870 – John Tyndall – Işığın kılavuzlanması
• 1880 – William Wheeling – ışığın içi parlatılmış borularla
kılavuzlanarak taşınması
• 1880 – Alexander Graham Bell & Charles Sumner Tainter: Işıkla ses
aktarım sistemi – Fotofon
SORUNLAR
- Uygun ışık kaynağının olmaması
- Atmosferin etkileri sonucunda düşük kapasiteli veri transferi
V. Fizik Çalıştayı - 19 Şubat 2015 6
20.yy Optik Çağın dönüm noktaları
1962 İlk yarıiletken laser –pulslı @77K
1966 Charles K. Kao (Standard Telecommunications Laboratories, UK)
Optik fiberin taşıyıcı ortam olarak kullanılmasının önerilmesi – 2009 Nobel ödülü
1970 İlk cw RT yarıiletken laser (Alferov) – 2000 Nobel ödülü
1975 İlk ticari cw laser
1976 0.47dB/km @ 1.2m
1976 InGaAsP laser (1.25m)
1977 Telefon trafiği optik fiberlerden gönderildi
1977 850nm AlGaAs laser ile 45Mbit/s veri aktarımı
1978 1.3m’de 53km 32Mb/s
1978 1.55m 0.2dB/km
1980 SMF 1.3m ilk optik fiber kablo döşenme çalışmaları başladı - TAT-8
1985 SMF Amerika’ya yayıldı – uzun erimli telefon sinyalleri için @ 400 Mb/s
1987 Erbium katkılı fiber @1.55m
1988 TAT-8 servise başladı (1.3m laser, SMF) , 20Mbit/s trafik- aynı anda 40000 konuşma
V. Fizik Çalıştayı - 19 Şubat 2015 7
Optik Haberleşmenin Gelişimi
V. Fizik Çalıştayı - 19 Şubat 2015 8
Optik Haberleşmenin Gelişimi - II
V. Fizik Çalıştayı - 19 Şubat 2015 9
WDM teknolojisi
• Farklı dalgaboylu sinyaller tek bir fiber üzerinden taşınır.
4 kanallı ise her kanalda veri hızı 10Gb/s ise fiberde 40Gb/s veri taşınır.
• Yeniden optik fiber döşenmesini gerektirmez, elektrik enerjisi gerektirmez.
• CWDM-  = 20nm 18 dalgaboyu
• DWDM -  = 0.4nm > 80 dalgaboyu
V. Fizik Çalıştayı - 19 Şubat 2015 10
WDM teknolojisi
Tek dalgaboyuyla farklı fiberlerde – 10Gb/s
4 fibers, 32 regenerators
1 fiber, 4 Optical Amplifier