Ανάλυση της τεχνολογίας των οπτικών ινών και των δικτύων οπτικών ινών.

Abstract

Η παρούσα πτυχιακή εργασία σκοπό έχει να αναλύσει όλες τις τεχνολογίες που αφορούν τις οπτικές ίνες και τα δίκτυα οπτικών ινών. Στο θεωρητικό μέρος της πτυχιακής εργασίας, αρχικά θα κάνουμε μια μικρή εισαγωγή στις οπτικές ίνες και στην τεχνολογία των οπτικών ινών. Έπειτα, θα αναφερθούμε στον τρόπο κατασκευής των καλωδίων οπτικών ινών, στα κριτήρια επιλογής του κατάλληλου τύπου καλωδίου, στους τρόπους σύνδεσης των οπτικών ινών, στις προδιαγραφές ενώσεων οπτικών ινών καθώς και στα κριτήρια επιλογής ενός τύπου μόνιμης σύνδεσης. Στη συνεχεία θα αναφερθούμε στις διαδικασίες που απαιτούνται για να γίνει σωστά η σχεδίαση μιας εγκατάστασης οπτικών ινών. Επιπλέον, θα κάνουμε μια αναφορά στα περιβάλλοντα τοποθέτησης οπτικών ινών, στα είδη οπτικών ινών που χρησιμοποιούνται σε αυτά καθώς και στις διαδικασίες που απαιτούνται για να τοποθετηθούν σε αυτά τα περιβάλλοντα. Στη συνέχεια, θα κάνουμε μια αναλυτική περιγραφή των διαφόρων οργάνων ελέγχου οπτικών ινών που χρησιμοποιούνται στα οπτικά δίκτυα για τον εντοπισμό βλαβών και μια αναφορά στις μετρήσεις των οπτικών ινών. Τέλος, θα αναφερθούμε στα προβλήματα που μπορούν να εμφανιστούν στη φάση της σχεδίασης - εγκατάστασης ενός δικτύου οπτικών ινών καθώς και στους τρόπους αντιμετώπισης τους. Στο πρώτο τμήμα του πειραματικού μέρους της παρούσας πτυχιακής θα δείξουμε χρησιμοποιώντας τον εξοπλισμό του εργαστηριού την επίδραση που έχουν τα χαρακτηριστικά της ίνας στην απόδοση της ζεύξης. Στο δεύτερο τμήμα, θα χρησιμοποιήσουμε το πρόγραμμα προσομοίωσης LINKSIM, ώστε να προσομοιώσουμε και να αναλύσουμε ένα δίκτυο οπτικών ινών με βάση τις παραμέτρους των εξαρτημάτων (laser, edfa, ινών, κλπ) που χρησιμοποιούνται στα σύγχρονα οπτικά δίκτυα από τους ISPs. Αρχικά στο δίκτυο αυτό οι οπτικές ίνες που θα χρησιμοποιήσουμε θα υποστηρίζουν μοναχά ένα τρόπο μετάδοσης, στην συνεχεία θα τις αντικαταστήσουμε με πολύτροπες ίνες και θα δούμε την διάφορα που υπάρχει στον εύρος ζώνης των δεδομένων. Ταυτόχρονα, θα χρησιμοποιούμε δύο είδη διαμόρφωσης return to zero (RZ) και non return to zero (NRZ) για να δούμε με ποιον από τους δύο κωδικούς διαμόρφωσης η απόδοση του δικτύου είναι μεγαλύτερη. Τέλος, στις διαφορές προσομοιώσεις που θα πραγματοποιήσουμε, θα τοποθετήσουμε έναν οπτικό ενισχυτή edfa για να μειώσουμε τις απώλειες του καναλιού μετάδοσης, βελτιώνοντας έτσι την λειτουργία του οπτικού δικτύου.

This thesis aims to analyze all the technologies related to optical fibers and fiber networks. In the theoretical part of this work, initially we do a brief introduction to optical fiber and fiber-optic technology. Then, we will refer to the way of construction of fiber optic cables, the selection of the appropriate type of cable, the connections of optical fibers in optical fiber standards organizations and the criteria for choosing a type of permanent connection. We then turn to the processes required to correctly designing a fiber plant. In addition, we will make a reference to the surrounding of fibers placement, the types of fibers used and the procedures needed to be placed in these environments. Then we will make a detailed description of the various optical fiber control equipment used in optical networks for the location of faults and a report on measurements of optical fibers. Finally, we will refer to the problems that can occur at the design phase - installing a fiber network as well as to its fairness. In the first part of the experimental part of this project we will demonstrate using the equipment of the laboratory, the effect of the characteristics of the fiber coupling efficiency. In the second section, we will use the simulation program LINKSIM, to simulate and analyze a fiber optic network based on the parameters of components (laser, edfa, fiber, etc.) used in modern optical networks by ISPs. Initially in that network the fibers that will be used support only one mode of transmission, then we will replace them with multi-mode fibers and see the difference in the bandwidth of the data. Simultaneously, we will use two types of settings, return to zero (RZ) and nonreturn to zero (NRZ), to see with which of the two codes forming the network the performance is greater. Finally, we will do various simulations putting an optical amplifier edfa to reduce losses in the transmission channel, thereby improving the operation of the optical network.