Basic Fiber Optic LinkBasic Fiber Optic Link

RXTX

Splices or Regens

Laseror LED

Fiber Optic Cable(Outside or Inside)

Fiber Optic Systems - ComponentsFiber Optic Systems - Components

Equipment Patch Patch Fiber Equipment Patch Patch Fiber Splice Splice Cable Panel Cable Cable Panel Cable

ClosureClosure

Transmitter (Tx) or Receiver (Rx) (E-O or O-E Converter)

SimplexDuplex

Signal Signal QuantityQuantity Measurements Measurements

EquipmentEquipment dBm or Transmitter OutputW Receiver Sensitivity

ConnectorsConnectors dB Pair LossBack Reflections

SplicesSplices dB Splice Loss

CableCable dB Fiber AttenuationCable LengthLocation of

Connections

Fiber Optic Transmission Fiber Optic Transmission SystemSystem

All Fiber Optics Systems Include:All Fiber Optics Systems Include:

Transmitter (Electrical to Transmitter (Electrical to Optical)Optical)

Optical WaveguideOptical Waveguide

Receiver (Optical to Receiver (Optical to Electrical)Electrical)

-

TransmitterTransmitter

Light Out+

Electrical In

Variable Intensity = AnalogBlink On & Off = Digital

Electrical to Optical (E-O) ConverterElectrical to Optical (E-O) Converter

Optical WaveguideOptical Waveguide

Light In Light Out

Silica-Glass Optical FiberSilica-Glass Optical Fiber

ReceiverReceiver

Light In

Photodiode

Electrical Out

+

-

(original signal)

Optical to Electrical (O-E) ConverterOptical to Electrical (O-E) Converter

Classifying LightClassifying Light

Power (Watts or Decibels)Power (Watts or Decibels) dBm is typical measurement unit of optical power measured with an Optical Power Meter

Color (Wavelength)Color (Wavelength) 300nm (blue) to 700nm (red) is visible to humans FO systems primarily use 850, 1300, 1310, 1550nm (and sometimes 1625nm)

WavelengthWavelength

Measure of Color of light

Units in nm or µm (1 µm = 1,000 nm)

Different colors (wavelengths) exhibit different characteristics:

Visible Light Spectrum

300nm 700nm

UVUV IRIR

Optical SourcesOptical SourcesL E D LaserL E D Laser

50-100 nm <1nm-10 nm

-30 dBm

+10 dBm

Launch Launch PowerPower

Wavelength Wavelength PrecisionPrecisionMeasure Launch Power at Center

Wavelength

ReflectionsReflections

Refraction & ReflectionRefraction & Reflection

.

Angle of Refraction

air glassair glass

REFRACTIONREFRACTIONREFLECTIONREFLECTION

Refraction & ReflectionRefraction & Reflection

REFRACTIONREFRACTION

Angle of Refraction

air glassair glass

REFLECTIONREFLECTION

Refraction & Reflection in FiberRefraction & Reflection in Fiber

airair

glassglass

“normal”Angle of Refraction

Angle of Incidence

-1--1-

airair

glassglass

Refraction & Reflection in FiberRefraction & Reflection in Fiber

-2--2-

airair

glassglass Critical Angle

Refraction & Reflection in FiberRefraction & Reflection in Fiber

-3--3-

airair

glassglass

““TOTAL INTERNAL TOTAL INTERNAL REFLECTION”REFLECTION”

Refraction & Reflection in FiberRefraction & Reflection in Fiber

-4--4-

As long as the light ray stays at the Critical Critical AngleAngle or less as it hits the air-glass interface, it will remain in the fiber until it reaches the other end.

““TOTAL INTERNAL TOTAL INTERNAL REFLECTION”REFLECTION”

Refraction & Reflection in FiberRefraction & Reflection in Fiber

-5--5-

The Critical AngleThe Critical Angle

.

Your eye can only see the light rays from the fish that escape the water.

You can’t see the fish

from this angle!

CladdingCladding

Buffer/CoatingBuffer/Coating

10

125

250

Optical Fiber ParametersOptical Fiber Parameters

CoreCore

Optical Fiber TypesOptical Fiber Types

Singlemode fiber has a smaller core relative to the cladding diameter.

Multimode fiber has a large core relative to the cladding diameter.

Multimode vs. SinglemodeMultimode vs. Singlemode

Multimode allows many paths (“modes”) for the light

Singlemode allows only one single path for the light

Fiber Geometry ProblemsFiber Geometry Problems

Off Center Different Size Non-Circular

Fiber Geometry ProblemsFiber Geometry ProblemsFiber Geometry ProblemsFiber Geometry Problems

Off CenterDifferent SizeNon-Circular

“Perfect” Fiber

These two fibers will These two fibers will NEVERNEVER be spliced together without loss. be spliced together without loss.

CoreCore

Index of Refraction (n)Index of Refraction (n)

n n = =

CC (velocity of light in a

vacuum)

VV (velocity of light in glass)“C” is a constant. “V” depends on the

density of the glass. More dense glass causes light to go slower (smaller “V” =>

larger “n”).

“C” is a constant. “V” depends on the density of the glass. More dense glass

causes light to go slower (smaller “V” => larger “n”).

Causes of Connector LossCauses of Connector Loss

End-Face Separation

Angular Separation

Core Misalignment

Typical Loss = 0.5 dBTypical Loss = 0.5 dB

Typical ConnectorsTypical Connectors

ST ST Simplex DuplexSimplex Duplex FCFC SC SCSC SC

Splice LossSplice Loss

•Handles 2 fibers•Bending radius of 30mm

•4 units and 8 units length

ساخته _ • شيشه از که است فيبر مرکزي بخش هسته هستهمي کند سير قسمت اين در نور و .شده

را _ • نوري فيبر مرکزي هسته که شفافي واسطه روکش اليهمي شود هسته داخل به نور انعکاس وباعث مي کند .احاطه

برابر _ • در نوري فيبر که پالستيکي روکشي محافظ روکشمي کند محافظت ديدن آسيب و .رطوبت

بسته بصورت نوري فيبر هاي رشته اين از عدد هزاران يا صدها . گويند نوري کابل آن به که مي شوند داده قرار هم کنار در اي

خارجي پوشش يک با نوري فيبر هاي رشته از دسته اينمي شوند محافظت غالف يا ژاکت به .موسوم

نوعند دو نوري نوعند فيبرهاي دو نوري :: فيبرهاي

:   وجهي تک نوري فيبرهاي

ميکرون inch (4-) 10x 5/3:  9 قطر :

موج ( طول با قرمز مادون ليزر درون ) 1550تا 1300نور را نانومترکنند هدايت .خود

وجهي چند نوري :فيبرهاي

ميکرون  inch (3-) 10x 5/2 : 5/62 قطر :

به موسوم نوري ديودهاي از شده گسيل قرمز مادون نور

موج ( طول با را مي کنند ) 1300تا 850ها هدايت خود درون نانومتر LED

Optical Fiber TypesOptical Fiber Types

Singlemode fiber has a smaller core relative to the cladding diameter.

Multimode fiber has a large core relative to the cladding diameter.

Multimode vs. SinglemodeMultimode vs. Singlemode

Multimode allows many paths (“modes”) for the light

Singlemode allows only one single path for the light

Testing Fiber - When?Testing Fiber - When?

At FactoryAt Factory

When ReceivedWhen Received

After PlacedAfter Placed

After/During SplicingAfter/During Splicing

System AcceptanceSystem Acceptance

Periodic (Annual)Periodic (Annual)

TroubleshootingTroubleshooting

Testing Fiber - What?Testing Fiber - What?

ContinuityContinuity

Average Loss (dB/km)Average Loss (dB/km)

Splice Loss & LocationSplice Loss & Location

Reflectance / ORLReflectance / ORL

End-to-End AttenuationEnd-to-End Attenuation

Overall LengthOverall Length

Testing Fiber - How?Testing Fiber - How?

Optical Power MeterOptical Power Meter Optical SourceOptical Source OTDROTDR (Specialty Equipment)(Specialty Equipment)

Receiver SensitivityReceiver SensitivityDetermine Safety MarginDetermine Safety Margin

AttenuatorAttenuator

ON OFF

850 1310 1310 1550

ON OFF

-23.4 -23.4 dBmdBm

850 1310 1550

-30.1 dBm-30.1 dBm

Increase loss through attenuator until system fails, then measure level with power meter

The OTDRThe OTDR

Creates a graph of DISTANCEDISTANCE vs. RETURN SIGNAL LEVELRETURN SIGNAL LEVEL along fiber

Uses radar principleradar principle to measure distance

OTDR Block DiagramOTDR Block Diagram

CONTROLLER CRT or LCDDISPLAY

LASER(S)

DETECTOR

Coupler/Splitter

Fiber Under Test

OTDR Distance MeasurementsOTDR Distance Measurements

d = d = t Ct C

2 2

nnt0

t1

If “n” is incorrect, then the distance measured will also

be wrong!!“d”

“t” = t1 - t0

“C” = speed of light. “n” = Index

Distance AccuracyDistance AccuracyDistance AccuracyDistance Accuracy

•Each Optical Fiber is loose within the cable and is looped in every splice case & Each Optical Fiber is loose within the cable and is looped in every splice case &

splice tray.splice tray.•Fiber Cable has slack loops and may wander up, down & sideways along its path.Fiber Cable has slack loops and may wander up, down & sideways along its path.

SHORTEST DISTANCE: Along the ground.NEXT LONGEST DISTANCE: Along the cable.LONGEST DISTANCE: Fiber length.

The OTDR Measures The OTDR Measures Fiber LengthFiber Length!!The OTDR Measures The OTDR Measures Fiber LengthFiber Length!!

COCO

SP#1SP#1 SP#2SP#2 SP#3SP#3

Break LocationBreak Location

Distance AccuracyDistance AccuracyDistance AccuracyDistance Accuracy

TIPS: 1. Use a Reference that has Landmarks to more accurately locate a break.2. Make the shortest measurement from a known point on the trace.3. Measure to the break from both ends of the fiber.

COCO

SP#1SP#1 SP#2SP#2 SP#3SP#3

Break LocationBreak Location

OTDR Loss MeasurementsOTDR Loss Measurements

OTDR measuresmeasures BACKSCATTER, and detectsdetects REFLECTIONS

ReturnedReturnedSignalSignal

Level (dB)Level (dB)

DistanceDistance

++

--

00 ++

Creating An OTDR TraceCreating An OTDR Trace

Backscatter from near Backscatter from near endend

ReturnedReturnedSignalSignal

Level (dB)Level (dB)

DistanceDistance

++

--

00 ++

Creating An OTDR TraceCreating An OTDR Trace

Backscatter points throughout fiberBackscatter points throughout fiber

ReturnedReturnedSignalSignal

Level (dB)Level (dB)

DistanceDistance

++

--

00 ++

Creating An OTDR TraceCreating An OTDR Trace

(Miles, Km, or Feet)(Miles, Km, or Feet)

Backscatter point from far endBackscatter point from far end

ReturnedReturnedSignalSignal

Level (dB)Level (dB)

DistanceDistance

++

--

00 ++

Creating An OTDR TraceCreating An OTDR Trace

Connect the pointsConnect the points

ReturnedReturnedSignalSignal

Level (dB)Level (dB)

DistanceDistance

++

--

00 ++

Creating An OTDR TraceCreating An OTDR Trace

Only see the connecting lineOnly see the connecting line

ReturnedReturnedSignalSignal

Level (dB)Level (dB)

DistanceDistance

++

--

00 ++

Creating An OTDR TraceCreating An OTDR Trace

Add End-Face ReflectionsAdd End-Face Reflections

ReturnedReturnedSignalSignal

Level (dB)Level (dB)

DistanceDistance

++

--

00 ++

Creating An OTDR TraceCreating An OTDR Trace

A splice is a point loss, producing a sudden drop in the signal level at the splice.

Splice Splice LossLoss

ReturnedReturnedSignalSignal

Level (dB)Level (dB)

DistanceDistance

++

--

00 ++

Creating An OTDR TraceCreating An OTDR TraceAdd Fusion SpliceAdd Fusion Splice

Splice LossSplice Loss

ReflectionReflectionReturnedReturned

SignalSignalLevel (dB)Level (dB)

DistanceDistance

++

--

00 ++

Creating An OTDR TraceCreating An OTDR TraceAdd Mechanical SpliceAdd Mechanical Splice

A mechanical splice includes a reflection due to the air gap between fiber ends.

Locating End of FiberLocating End of Fiber

After light leaves fiber end, only internal electronic noise shows up on OTDR screen.End of fiber causes

reflection of light.

Locating & Measuring Locating & Measuring Non-Reflective EventNon-Reflective Event

Misaligned cores cause loss of light at splice point

Splice Loss

Locating & MeasuringLocating & MeasuringReflective EventReflective Event

Misaligned cores cause loss of light at splice point

Splice Loss

Ends of fiber cause reflection of light at splice point

Measuring Overall LossMeasuring Overall Loss

End-to-End “LSA Loss” in dB

End-to-End “LSA Loss” in dB

A B

Measuring ReflectanceMeasuring Reflectance

Reflectance(calculated from formula)

Ends of fiber cause reflection, or “spike” of returned light at the splice point or fiber end

Measuring “ORL”Measuring “ORL”Optical Return LossOptical Return Loss

ORL is calculated as the total amount of light returning from the area between the cursors below the trace line to the noise level. It includes total Backscatter and all Reflections.

A B

•Fiber to the home•Fiber to the building •Fiber to the Cab•Fiber to the neighborhood

OLT ONT

OAN

•ONT:Optical Network Termination•OLT:Optical Line Termination•OAN:Optical Access Network

•In an APON(ATM Passive Optical Network) and an EPON (Ethernet Passive Optical Network) every customer is connected to the central office via one fiber .•One fiber carriers traffic at 1310nm(upstream data),1490nm(downstream data) and 1550nm (video broadcast)using the wavelength division multiplexing technique.•Splitters are used in the outside plant(for example in a closure)to split the fiber coming from the central office for example 32 subscribers.•A WDM separates/combines the data traffic from the CATV signal.•The ONT unit separates the data,video and telephony signal at the subscriber’s location.•Another WDM could add a 1625nm signal for OTDR measurement .

•In an APON(ATM Passive Optical Network) and an EPON (Ethernet Passive Optical Network) every customer is connected to the central office via one fiber .•One fiber carriers traffic at 1310nm(upstream data),1490nm(downstream data) and 1550nm (video broadcast)using the wavelength division multiplexing technique.•Splitters are used in the outside plant(for example in a closure)to split the fiber coming from the central office for example 32 subscribers.•A WDM separates/combines the data traffic from the CATV signal.•The ONT unit separates the data,video and telephony signal at the subscriber’s location.•Another WDM could add a 1625nm signal for OTDR measurement .

و شبکه طرح و مفهوم شبکه طرح مفهومپروتکشن پروتکشن

74

ای پایه ای طرحهای پایه طرحهای

75

ای پایه ای پروتکشنهای پایه پروتکشنهای

76

ترکیبی ( ترکیبی (پروتکشنهای ))11پروتکشنهای

77

ترکیبی ( ترکیبی (پروتکشنهای ))22پروتکشنهای

78

ترکیبی ( ترکیبی (پروتکشنهای ))33پروتکشنهای

79

به آنالوگ از به گذر آنالوگ از PDHPDHگذر

80

از از گذر SDHSDHبه به PDHPDHگذر

81

فیبر نوریفیبر نوری

عايقعايق موجبرموجبر يکيک نورینوری فيبرفيبر هایهای فرکانسفرکانس دردر کهکه استاست.. کندکند میمی کارکار نورینوری

GN Nettest

82 10/15/98

Testing Fiber NetworksTesting Fiber Networks

82

فیبر نوریفیبر نوری

نورینوری فرستندهفرستنده

( ( نورینوری فيبرفيبر ) ) رسانهرسانه

نورینوری گيرندهگيرنده

83

فیبر نوریفیبر نوری

84

فيبرهافيبرها اتصالاتصال هایهای روشروش

ConnectorsConnectors

SplicesSplices

85

ConnectorConnector انواعانواع

FC ConnectorFC ConnectorSC ConnectorSC ConnectorST ConnectorST ConnectorLC ConnectorLC Connector

MT-RJ ConnectorMT-RJ ConnectorOpti-Jack ConnectorOpti-Jack Connector

Volition ConnectorVolition ConnectorE2000/LX-5 ConnectorE2000/LX-5 Connector

MU ConnectorMU ConnectorMT ConnectorMT Connector

MTP/MPO ConnectorMTP/MPO Connector

86

FC ConnectorFC Connector

ConnectorConnector نيکلنيکل روکشروکش بابا فلزیفلزی سراميکیسراميکی حلقهحلقه وو

فيبرفيبر کابلکابل ازاز کوچکیکوچکی طولطول بهبه دارددارد نيازنياز نورینوری

: :کاربردهاکاربردها صنعتصنعت دردر گستردهگسترده استفادهاستفاده

دوردور راهراه ارتباطاتارتباطات

پرپر هایهای محيطمحيط دردر استفادهاستفاده موردمورد وسيلهوسيله طراحیطراحی دليلدليل بهبه ارتعاشارتعاش

آنآن نازکنازک تزويجتزويج

وو MMFMMF هایهای کابلکابل استفادهاستفاده موردموردSMFSMF

dBdB 0.250.25 تلفاتتلفات

87

SC ConnectorSC Connector

ConnectorConnector حلقهحلقه بابا پالستيکیپالستيکی mmmm 2.52.5 سراميکیسراميکی

فشاریفشاری قفلقفل مکانيزممکانيزم بابامقاوممقاوم وو سادهساده ،، کمکم هزينههزينه

: :کاربردهاکاربردها دردر گستردهگسترده استفادهاستفاده SMSM هایهای سيستمسيستم

هایهای کابلکابل استفادهاستفاده موردموردMMFMMF وو SMFSMF

dBdB 0.250.25تلفاتتلفات صورتصورت بهبه ConnectorConnector ايناين

استاست موجودموجود نيزنيز دوگانهدوگانه

88

ST ConnectorST Connector

ConnectorConnector نيکلنيکل روکشروکش بابا فلزیفلزی يايا فلزیفلزی ،، سراميکیسراميکی حلقهحلقه وو

پالستيکیپالستيکی اتصالاتصال طريقطريق ازاز شناسايیشناسايی قابلقابلآنآن ایای نيزهنيزه

قرارقرار درستدرست ازاز اطميناناطمينان حصولحصولفنرفنر وجودوجود دليلدليل بهبه فيبرفيبر گرفتنگرفتن

: :کاربردهاکاربردها هایهای محيطمحيط دردر قویقوی ConnectorConnector يکيک

( ( آمريکاآمريکا دردر رايجرايج ) ) صنعتیصنعتی هایهای محيطمحيط وو صنعتصنعت دردر استفادهاستفاده موردمورد

باالباال شوکشوک سطوحسطوح وو لرزشلرزش بابا تجاریتجاری MMMM هایهای شبکهشبکه استفادهاستفاده موردمورد

dBdB 11--0.50.5 تلفاتتلفات

89

LC ConnectorLC Connector

ConnectorConnector جديدجديد حلقهحلقه بابا پالستيکیپالستيکی استاندارداستاندارد سراميکیسراميکی

1.251.25 mmmm

خوبخوب کارايیکارايی

: :کاربردکاربرد SMFSMF دردر استفادهاستفاده موردمورد

dBdB 0.250.25 تلفاتتلفات

90

MT-RJ ConnectorMT-RJ Connector

ConnectorConnector پالستيکیپالستيکی دوگانهدوگانه منفردمنفرد پليمریپليمری حلقهحلقه يکيک بابا PinPin جهتجهت هايیهايی

دارددارد سازیسازی همرديفهمرديف : :کاربردکاربردکابلکابل نوعنوع دودو هرهر برایبرای

dB SMFdB SMF 0.250.25 برایبرای تلفاتتلفاتdB MMFdB MMF 0.350.35 برایبرای تلفاتتلفاتدارددارد PlugPlug وو JackJack هایهای نسخهنسخه

91

Opti-Jack ConnectorOpti-Jack Connector

ConnectorConnector دوگانهدوگانه محکممحکم وو کاربردیکاربردی

دردر STST حلقهحلقه دودو اندازهاندازه بهبه RJ-45RJ-45 بستهبسته يکيک

PlugPlug وو JackJack هایهای نسخهنسخهدارددارد

92

Volition ConnectorVolition Connector

ConnectorConnector ارزانارزان دوگانهدوگانه بدونبدون پذيرپذير انعطافانعطاف وو قيمتقيمتفلزیفلزی حلقهحلقه

شياریشياری دردر فيبرهافيبرها همرديفیهمرديفیVV شکلشکل

PlugPlug وو JackJack هایهای نسخهنسخهدارددارد

پايانپايان برایبرای JackJack ازاز تنهاتنها استفادهاستفاده فيبرفيبر بهبه دادندادنشودشود میمی

93

E2000/LX-5 ConnectorE2000/LX-5 Connector

LCLC همانندهمانند

دردر فلزیفلزی حايلحايل يکيک باباانتهاانتها

94

MU ConnectorMU Connector

مينياتوریمينياتوری SCSC همانندهمانند

1.251.25 فلزیفلزی حلقهحلقه باباmmmm

رايجرايج ژاپنژاپن دردر بيشتربيشتراستاست

95

MT ConnectorMT Connector

1212 بابا ConnectorConnector يکيکفيبرفيبر

RibbonRibbon کابلکابل برایبرای

دردر اصلیاصلی استفادهاستفاده پايانپايان برایبرای سازیسازی آمادهآمادهکابلکابل بهبه دادندادن

96

MTP/MPO ConnectorMTP/MPO Connector

هایهای کابلکابل استفادهاستفاده موردموردMMFMMF وو SMFSMF

برایبرای اختصاصیاختصاصی طورطور بهبه Ribbon MMRibbon MM کابلکابل

ایای نيزهنيزه سرسر بابا SMFSMF برایبرای کردنکردن کمکم جهتجهت داردار زاويهزاويه

انعکاسانعکاس

تختتخت سرسر بابا MMFMMF برایبرای

dBdB 0.250.25 تلفاتتلفات

97

هاها ConnectorConnector بکارگيریبکارگيری وو مراقبتمراقبت

دردر ConnectorConnector انتهايیانتهايی نقاطنقاط ازاز حفاظتحفاظت وو نمنم ،، خاکخاک وو گردگرد ذراتذرات ،، فشارفشار برابربرابر

زيادزياد رطوبترطوبت

استفادهاستفاده بدونبدون ConnectorConnector پوشاندنپوشاندن

ازاز قبلقبل حلقهحلقه وو فيبرفيبر انتهایانتهای کردنکردن تميزتميزاتصالاتصال فيبرفيبر بهبه متصلمتصل ConnectorConnector يکيک کهکه شودشود توجهتوجهگرددگردد تميزتميز نبايدنبايد هيچگاههيچگاه نورنور حاملحامل

98

نورنور منابعمنابع

LEDLED نورنور منبعمنبع

ليزرليزر نورنور منبعمنبع