Agenda • ทฤษฎและหลกการ การสอสารทางแสง
• ประวตและความเปนมา
• ทฤษฎและหลกการ การใชเครองมอวด
• Optical Time domain Reflectometer (OTDR)
• Power Meter and Light Source
• Fusion Splicer
• การฝกใชงาน (Hand On Practice)
• ถามตอบ และ ทดสอบ
การสงสญญาณผาน Optical Fiber
• ความตองการในการสงขอมลทมปรมาณมากขนและระยะทางทไกลขน นาไปสการพฒนา
เทคโนโลยใหม ๆ การใช photons แทน electrons สาหรบการรบสงสญญาณผานเคเบล ทา
ใหได Band Width ทสงขนแตราคาตาลง
• เทคนคการสราง Laser Diode และ Photo Detector ทสงและอานขอมลไดแมนยา
• การใชเครองมอ ในการตรวจสอบ สาย Optical Fiber ดวยเทคนคทซบซอน เชน
• การใชเทคนค คลนทสะทอนกลบจากวตถ แลววดเวลาหนวง ( Time Delay )
ระหวางพลสทสงไปและพลสทไดรบจากการสะทอนกลบจะสามารถบอกระยะของ
ตาแหนงวตถ (หลกการทางานของเครอง Sonar)
ประวตและพฒนาการ Optical Fiber
• การใชแสงเปนสอในการนาสญญาณแลวสงไปในตวกลาง
ไดเรมขนจากนกวทยาศาสตรชาวองกฤษชอ John Tyndall
ไดพบวาแสงสามารถสงผานไปตามลานาไดตงแตป 1870
• Optical Fiber ถกพฒนาใหใชงานในการสงสญญาณ
ทางการสอสารครงแรกโดย Alexander Graham Bell ในป
1880
• ในป 1960 โดยนกวทยาศาสตร ชอ Charles Kao ทรจกใน
นาม บดาแหง Optical Fiber สมยใหม โดยคนพบใยแกว ท
ใชแสงเพยง 1% สามารถทาใหเดนทางไปในไดไกลถง 1 Km
• การพฒนา Coherent Light Source สาหรบการสงขอมล ความถสง หลงจากทมการใชงาน
เพอสงขอมลเชนในสถาน TV หรอ การเชอมโยงภายในตกระยะทางใกล
• มการพฒนาและมการกาหนดมาตรฐานการใช Wavelength อยางจรงจง โดยองคกร
ระหวางประเทศ International Telecommunication Union (ITU)
• โครงขายใยแกวนาแสงไดรบความนยมใชงานกนอยางแพรหลายไปทวโลก เนองจาก
มาตรฐานการรบสงขอมล และ ความตองการสอสารของโลกสงขน
ประวตและพฒนาการ Optical Fiber
ประวตและพฒนาการ Optical Fiber 1960 T Maiman เรมประดษฐ Ruby Laser ทความถ 694.3 nm เปนครงแรก
1966 PhD. Kao ไดคนพบการทา Optical Fiber ทมการสญเสยสญญาณทางแสงตา
(Glass Attenuation) เพยงพอสาหรบการสงขอมลระยะไกลไดเปนครงแรก
1970 บ. Corning สามารถนามาผลตสาย Low Loss Glass ใชเชงพาณชยได เปนครง
แรก พรอมทง การผลต Laser diode ทสามารถใชงานในอณหภมหองไดสาเรจ
1980 การสงสญญาณความเรวสงผาน Fiber Optic ไดเปนครงแรก ในระยะ 45 Km
( Regenerate สญญาณทก ๆ 10 Km)
1990 ความตองการ Bit rate สงขนทวโลกอยางรวดเรว โดยขยายไปเปน 10 Gb/s ท
ระยะ 80 Km จงมการพฒนา เทคโนโลย Optical Amplifier และ Wavelength
Division Multiplexing Light-wave ขน
2000 เขาสยค Next Generation
The World Optical Fiber Demand
Optical Fiber โครงการ Uninet
Optical Fiber โครงการ International Internet Gateway
หลกการสอสาร Optical Fiber
• Optical Spectrum Characteristic
• Optical Wavelength Standard
• Wavelength Division Multiplex waveform
• Measuring Power of Optical Fiber
ปจจยสาคญสาหรบการสอสารขอมลผาน Fiber Optic
การสอสารผาน Optical Fiber
Link Loss = (Fiber Length (Km) x Fiber Attenuation per Km) + (Splice Loss x Number of Splice) + (Connector Loss x Number of Connector)
เครองมอทดสอบ OTDR
สามารถตรวจวดความยาวของเสนใยนาแสง 1. สามารถตรวจวดความยาวของเสน Optical Fiber
2. สามารถตรวจวดคาการลดทอนกาลงของแสงภายใน Optical Fiber
a. การลดทอนกาลงของแสงรวมตลอดทงเสนหรอตอหนวยความยาว (dB / Km)
b. การลดทอนกาลงของแสงทแตละตาแหนง
3. สามารถตรวจวดคาการสญเสยของแสง เนองจากการเชอมตอ (Splice and Connector loss)
4. สามารถแสดงถงตาแหนงทมการตดตงทไมถกตองเชนมการ โคงงอสายมากเกนไป
5. สามารถบอกระยะทางทวดไดในแตละตาแหนงเพอตรวจสอบและคนหาตาแหนงทมปญหา
ภายในสาย Fiber Optic อยางแมนยา
คาพารามเตอรของ OTDR • คา Dynamic Range และ คา Signal to Noise Ratio
• คา Resolution และ คา Plus Width
• คา Number of Average
• คา Dead Zone
– Event Dead Zone (Back Scattering)
– Attenuator Dead Zone (Rayleigh Scattering)
• คา Loss Event
– Reflective Event (Connector Loss)
– Non-Reflective Event (Splice Loss, Micro bending)
• คา Index of Reflectometer (IOR)
การแสดงผล OTDR
Y = −{10logR + 10log(10X/5−1)} where R is a variable determined by the currently set pulse width and other such factors
การแสดงผล OTDR การตงคา Resolution
Typically begin with the lowest resolution (highest number) possible. Pros - much faster acquisition time, smaller trace file size Cons - minimal degradation in accuracy of measurements
เครองกาเนดแสง Optical Light source
• เครองทดสอบ คา Loss ในสาย Optical Fiber อยางงาย
• เครองกาลงแสง ( Optical Power Meter ) เปนเครองวดระดบกาลงแสงในหนวยวตต
(w) หรอ dBm ใช สาหรบวดกาลงแสงของทางดานแสงเชนความแรงของสญญาณ
ไดโอดเปลงแสงหรอ เลเซอร ไดโอด รวมถงใชตรวจสอบโมดลของภาคสงสญญาณและ
วงจรขบ (Line Driver)
• เครองวดกาลงแสง จะประกอบดวย Power Meter และตวเซนเซอร ( Sensor ) โดยท
ตวเซนเซอรจะอยภายในเครอง (Built – in Sensor)
• เครองกาเนดแสง ( Stabilized Light Source ) เปนเครองกาเนดแสง ซงอาจจะเปน
แหลงกาเนดแสง แอลอด ( LED Source ) หรอ เลเซอร ( LD Source ) กไดขนอยกบ
ความเหมาะสมในการใชงานจะถกใช รวมกบ เครองวดกาลงแสง ( Optical Power
Meter ) ในการวดการลดทอนของสญญาณแสง
• (Attenuation Loss ) ของเคเบลตลอดเสนทางจากตนทางถงปลายทางหรอทเรยกวา
Total Loss Stabilized Light Source สวนใหญจะประกอบดวย Main Frame และ
Plug – in Unit ซงมหลายวามยาวคลนใหเลอกใชตามความเหมาะสม
• อปกรณนสามารถใชตรวจจบสญญาณแสงไดทง แบบ CW (รวมถงสญญาณทใชสอสาร
ขอมลจรง) และแบบ modulate ดวยความถ 270 Hz, 1 kHz และ 2 kHz
เครองกาเนดแสง Optical Light source
• CMA 5 Main Feature Description • CMA 5 Specification Description • Operation Menu Explanation • Measurement Description • Hand On Practice
Course Training Agenda
MARIGOLD TECHNOLOGIES CO.,LTD. 71
• +10 to -60 dBm range (standard models) • +23 to -50 dBm range (high power models) • Calibrated wavelengths at 850, 1300, 1310, 1490, 1550, and 1625
nm • 2KHz Modulation detection • dB Reference store facility • Measurements in dBm, dB, and microwatts • > 40 hours of battery life
MARIGOLD TECHNOLOGIES CO.,LTD.
72
Main features
Item Specification Detector Type P-100/P-200: InGaAs Range P-100/P-200: +10 dBm to –60 dBm, (+10 to –50 dBm @
850nm) Calibrated Wavelengths 850, 1300, 1310, 1490, 1550, &1625nm
Calibration Accuracy ± 0.2dB (±0.5dB @ 850nm)
Linearity Standard Units (CMA5/P-100 and CMA5/P-200) 1550/1310nm: ±0.2dB, between +5 to -60dBm 850nm: ±0.5dB, between +5 to -50dBm CATV Units (CMA5/P-100C and CMA5/P-200C) 1550/1310nm: ±0.2dB, between +23 to -40dBm 850nm: ±0.5dB, between +23 to -40dBm
MARIGOLD TECHNOLOGIES CO.,LTD.
73
Specifications
Item Specification Resolution 0.01 dB dB Reference Yes Modulation Detection 2KHz - visual indicator Stability (8 Hours) ±0.1 dB Display Indicators 4 digit, 7-segment LCD Low Battery Indicator visual indicator Auto Power-Off AUTO OFF - visual indicator Battery Life (Alkaline) >40 hrs. continuous use Connector Adapters CMA5/P-100 and CMA5/P-100C: FC, ST & SC
Low Battery Indicator Visual indicator
MARIGOLD TECHNOLOGIES CO.,LTD.
74
Specifications
Item Specification
Power One 9 Volt Alkaline battery
AC Adapter (option)
Input: 100-240V, 50-60Hz Output: 7.5V @ 2 Amps
Operating Temperature
-10 to + 50°C (+14 to +122°F)
Storage Temperature
-25 to + 60°C (-13 to +140°F)
Relative Humidity (%)
0 to 95 non-condensing
Size
5.70”H x 2.95”W x .98”D (145mm x 75mm x 25mm )
Weight
0.56 lbs ( 250g )
MARIGOLD TECHNOLOGIES CO.,LTD.
75
Specifications
• Button 1# Fiber Optic Input • Button 2# External AC Power Jack • Button 3# Liquid Crystal Display (LCD) • Button 4# Ext. Power • Button 5# On/Off Key • Button 6# Auto Off Key • Button 7# λ (Wavelength) Key • Button 8# dBm/W Key • Button 9# Zero Key • Button 10# Ref Key
MARIGOLD TECHNOLOGIES CO.,LTD.
77
Operating Controls
1. Fiber Optic Input The units are equipped with a universal connector. A variety of adapter
caps are available on FC, SC connecter 2. External AC Power Jack Attach the optional AC Power adapter to this jack. 3. Measurements are displayed in:
• absolute power (dBm) • relative loss (dB) • microwatts (µµµµµW) • define wavelength • low battery ( AUTO OFF ) • REF (indicates stored reference value)
MARIGOLD TECHNOLOGIES CO.,LTD.
78
Measurement Description
4. Ext. Power The External Power indicator lights up green when you are operating
the unit on the optional external AC adapter. 5. On/Off Key Power the unit on by pressing this key. 6. Auto Off Key This key enables the Auto Off function which will power down the
unit when no keys have been pressed for 5 minutes.
MARIGOLD TECHNOLOGIES CO.,LTD.
79
Measurement Description
7. λ (Wavelength) Key Press this key to cycle through the calibrated wavelengths (850, 1300,
1310, 1490, 1550, and 1625 nm). 8. dBm/W Key Press the dBm/W key to toggle the unit’s measurement mode between
dBm (absolute power) and µW (microwatts). Hold the key until “HELD” is displayed (about 2 seconds) to switch to dB(relative power).
MARIGOLD TECHNOLOGIES CO.,LTD.
80
Measurement Description
9. Zero Key Press the Zero key to automatically zero the power meter. See “Auto
Zero” 10. Ref Key
Pressing the Ref key momentarily will display the current dBm reference power level for approximately 2 seconds. Holding down the REF key until “HELD” appears in the display (approximately 3 seconds) will store the current dBm reference level. Separate reference values can be saved for each wavelength. These will be retained when power is turned off.
MARIGOLD TECHNOLOGIES CO.,LTD.
81
Measurement Description
• การทดลองท 1 การวดคา Reference Power ของสาย Optic Fiber
• การทดลองท 2 การวดคา Loss ของสาย Fiber Optic
• การใชงานเมนตางๆ โดยทวไป
Hand On Practice
MARIGOLD TECHNOLOGIES CO.,LTD. 82
1. ตอสาย Patch Cord เขากบ Output Connector ของเครอง Fiber Optic Light Source และ Fiber
Optic Input ของเครอง Fiber Optic Power Meter
2. ตงคาเครอง Fiber Optic Light Source โดยตงคา Wavelength ท 1310 nm, และเลอกการ MOD
แบบ CW
3. ตงคาเครอง Fiber Optic Power Meter โดยตงคา Wavelength ท 1310 nm
4. กดป ม On ทงสองเครอง
5. กดป ม CW/ MOD เลอก 270Hz
6. Fiber Optic Power Meter จะแสดงคา Reference Power ของสาย Fiber Optic
การทดลองท 1 การวดคา Reference Power ของสาย Optic Fiber
83
84
Optic Power MeterOptic Light Source
Patch Cord
รปท 1 แสดงการตอสาย Patch Cord
การทดลองท 1 การวดคา Reference Power ของสาย Optic Fiber
1) ตอจากการทดลองท 1 ทาการตอสาย Patch Cord ดานทตออยกบ Optic Power Meter ออก
และทาการตอสายทตองการวดคา Loss เขาไป (Fiber Under Test) ดงรปท 2
2) ตงคาเครอง Fiber Optic Light Source โดยตงคา 2 ท 1310 nm, และเลอกการ MOD แบบ CW
3) ตงคาเครอง Fiber Optic Power Meter โดยตงคา Wavelength ท 1310 nm 4) กดปม On ทงสองเครอง
5) กดปม CW/ MOD เลอก 270Hz
6) Fiber Optic Power Meter แสดงคา Loss ของสาย Fiber ( Fiber Under Test )
การทดลองท 2 การวดคา Loss ของสาย Fiber Optic
85
รปท 2 แสดงการตอสาย Patch Cord เพอหาคา Loss ของสาย Fiber ( Fiber Under Test )
MARIGOLD TECHNOLOGIES CO.,LTD.
86
Fiber Under Test
Patch Cord
Optic Light SourceOptic Power Meter
การทดลองท 2 การวดคา Loss ของสาย Fiber Optic