LWL-STECKER TECHNOLOGIE

Präsentation zum Thema: "LWL-STECKER TECHNOLOGIE"—  Präsentation transkript:

1 LWL-STECKER TECHNOLOGIE

2 Geschichte der DIAMOND SA
Gründung DIAMOND SA in Locarno. Bearbeitung von Diamanten und Saphiren für Tonabnehmersysteme, Industriesteine, Uhrensteine. 1975 Krise in der Uhrenindustrie. 1980 …Einstieg in die Lichtwellenleiter Technologie. Erste Kleinserie von hochpräzisen Glasfasersteckern geht in Produktion. Einsatzgebiete: Telekommunikation, Raumfahrt, Luftfahrt, Unterwassertechnik, LAN etc. 1985 Weltweit 20 DIAMOND Vertretungen. Personalbestand in Losone: 200 Angestellte. 1987 Weltweite Homologation unserer Glasfaserstecker, z.B. bei Fernmeldegesellschaften. 1993 Entwicklung des neuen E-2000™-Steckers. 1994 Intensive Aktivitäten im Bereich der Telekommunikation, CATV, LAN, Sensoren und Messtechnik. Zertifizierung ISO 9001 Qualitätsmanagement-System. 1997 Einführung des Neuen Logos. 2003 Beginn der Diamond flexos Führung bei Diamond Hauptsitz 2004 Einführung der Mobile Glasfaser Service (mgs) weltweit. HEUTE DIAMOND ist weltweit mit 8 Tochtergesellschaften und 48 Vertretungen präsent, und beschäftigt weltweit rund 530 Personen.

3 Unsere Produktion HEUTE bis 100’000 Stecker / Woche Weltweit davon
bis 50’000 in Losone konfektioniert!

4 OPTISCHE FASER BASIS

5 (am Beispiel von Telekommunikations-Verbindungen)
Lichtwellenleiterkabel Vergleich mit Kupferkabel (am Beispiel von Telekommunikations-Verbindungen) Kupferkabel LWL-Kabel (Koaxialkabel) Anzahl Telefongespräche pro Leiterpaar 7' '900 Anzahl Leiterpaare pro Kabel Kabeldurchmesser (mm) Kabelgewicht (kg/km) 8' Maximale Distanz zwischen Verstärkern (km)

6 Die Eigenschaften Übertragung über grosse Distanzen
Übertragung grosser Datenmengen dank enormen Bandbreiten Keine elektromagnetischen Beeinflussungen Keine Erdungsprobleme Kleine und leichte Kabel

7 Die Grundlagen 1 x 1 = 3

8 Die Lichtausbreitung Totalreflexion an der Grenze Wasser Luft
Wassertank Licht Erwarteter Weg des Lichtes Tatsächlicher Weg des Lichtes Totalreflexion an der Grenze Wasser Luft

9 Lichtgeschwindigkeit
Vakuum Lichtgeschwindigkeit im Vakuum: C0 = 299’793 km/sec. Lichtgeschwindigkeit im Glas: CGlas = 200’000 km/sec. Wetzikon 1 Millisekunde Genf Glas Wetzikon 1,5 Millisekunden Genf

10 Wellenlänge / Frequenz
t 1 Sek. Wellenlänge (nm) Zurückgelegte Distanz einer Welle während einer Periode (Schwingung) Frequenz (Hz) Anzahl Schwingungen (Perioden pro Sekunde)

11 Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Übertragung
Frequenz [Hz] 10 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 16 17 18 3000km km m m cm mm m m nm nm NF Bereich HF Mikrowellen Optischer Röntgen/Gamma TV & FM Analoge AM Mobile Mikrowellen Röntgen Telephonie Radio Radio Telephonie Ofen Bilder

12 Wellenlängenbereich der optischen Übertragung
single mode Laser multi mode Laser Wellenlänge nm 2x10 14 3x10 14 1x10 15 Frequenz Hz Radar Bereich Laser Bereich Infrarot Sichtbarer 5x 10 14 Ultravioletter Bereich Bereich 5x10 14 Bereich 1. optisches Fenster nm 2. optisches Fenster 1300 nm 3. optisches Fenster 1550 nm

13 Totalreflexion Lichtbrechung Vertikale zur Trennlinie Trennlinie
Lichtstrahl Totalreflexion Lichtstrahl Trennlinie Vertikale zur Trennlinie

14 Die Wellenleitung in der Glasfaser
optisch dünneres Medium (n2) Lichtbrechung Grenzstrahl optisch dichteres Medium (n1) Totalreflexion Lichtquelle

15 Numerische Apertur NA = Sin =  n12-n22 Einkopplung des Lichtstrahls
Strahlen die nicht in einem definierten Winkel zur Faser auftreffen, werden absorbiert oder im Mantelglas weitergeleitet. Jede Glasfaser hat einen eigenen Akzeptanz- bzw. Abstrahlwinkel. NA = Sin =  n12-n22

16 Fasertypen

17 Fasertypen

18 Gradientenindex-Mehrmodenfaser
Signal am Fasereingang Signal am Faserausgang Gradientenindexfaser Ausbreitung von mehreren Moden Lichtleitung durch Lichtbrechung Glasfasern (50 µm und 62,5 µm)

19 Stufenindex-Einmodenfaser
Signal am Fasereingang Signal am Faserausgang Monomodefaser Ausbreitung von nur einer Lichtmode Glasfasern (9µm)

20 Spektren Empfindlichkeit Glühlampe Si Ga Augen- empfindlichkeit
Wellenlänge (m)

21 Dämpfung in Abhängigkeit der Wellenlänge
Übertragungsfenster

22 P aus [W] a = 10 log = [dB] P ein [W] Dämpfung -3dB = 1/2 P
Als Dämpfung wird das logarithmische Verhältnis von der Eingangs- zur Ausgangsleistung bezeichnet. a = 10 log P aus [W] P ein [W] = [dB] -3dB = /2 P -10dB = 1/10 P -20dB = 1/100 P -30dB = 1/1000 P

23 Dispersion Wird ein Lichtimpuls in eine Faser eingekoppelt, so ist am Faserende ein verbreiterter Puls zu beobachten. Diese Impulsverbreiterung nimmt proportional mit der Länge zu. Sendeimpuls Empfangsimpuls

24 DAS KABEL

25 Aufbau eines Lichtwellenleiters
Einmoden Primäre Ummantelung (coating) Kern (core) 250 mm 125 mm 9 mm Beschichtung (cladding) Mehrmoden 250 mm 125 mm 50/62,5 mm

26 Das Kabel schützt die Faser vor:
Zugkräften Querdruckkräften Feuchtigkeit Dehnung zu kleinen Biegeradien

27 Kabelaufbau Rangierkabel
Primäre Ummantelung (coating) Kern (core) Beschichtung (cladding) 250 mm 125 mm 9/50/62,5 mm 900 mm (0.9 mm) 3000 mm (3 mm) Sekundäre Ummantelung Aramidgarn Mantel

28 Kabelaufbau Aussenkabel
Beschichtung (cladding) 125 mm Kern (core) 9/50/62,5 mm Primäre Ummantelung (coating) Aramidgarn Sekundäre Ummantelung (Bündelader) 250 mm Aussenmantel 3000 mm / 3 mm

29 Sekundäre Schutztechniken

30 Sekundäre Schutztechniken

31 Blockdiagramm einer optischen Verbindung
LWL 1 2 3 4 5 6 7 8 1 Sender 2 Empfänger 3 Lichtwellenleiter 4 Verstärker 5 Steckverbinder 6 Spleissverbindung 7 Verzweiger 8 Mess- und Servicepunkt Demontierbare Verbindungselemente an: Anschlüssen für aktive Geräte Übergabepunkten / Schnittpunkten verschiedener Netze Mess-, Service- und Rangierpunkten im Netz

32 Messung Einfügedämpfung
Nach IEC (Methode c) Messung für Verbindungskabel (Patchcords) Dämpfung für beide Steckverbindungen und LWL-Faser

33 Messung Einfügedämpfung
Nach IEC (Methode b) Messung für Pigtails Dämpfung pro LWL-Steckerverbindung Messwert

34 Messung Reflexionsdämpfung
1) Nach IEC 2) Präzisionsreflektometer 1300 1550 WDM Coupler DUT Messgerät Anzeige Referenz Verlängerung Spiegel Messungen nach Variante 1 bis max. 55 dB Messaufbau für diskrete Komponenten oder auch Gerätekonfiguration für Serienmessung Messwert von der Güte der Einzelkomponenten beeinflusst Messung nach Variante 2 bis 90 dB Messwert bezieht sich nur auf Messobjekt

35 DIAMOND LWL-STECKER TECHNOLOGIE

36 Stift-Hülse-Prinzip mit Verdrehschutz
Stift-Hülse-Prinzip mit physikalischem Kontakt der konvexen Steckerstirnflächen Verdrehsicherung verhindert Relativbewegung der Stirnflächen

37 Faserkontaktierung 125 mm 9 mm

38 Hochpräzise Ferrule Ferrule nimmt Faser auf und führt sie konzentrisch in die Hülse Aussenmantel der Ferrule aus korrosions- und abriebfestem Material (Hartmetall oder Keramik) Durchmesser der Ferrule international auf 2,5 mm standardisiert Bohrung von 128 µm toleriert Durchmesserschwankungen der LWL-Faser

39 Prägetechnik Titan-Einsatz DIAMOND-Ferrule mit Titaneinsatz als Voraussetzung für die Prägetechnik Titan ist verformbar Fixierung der LWL-Faser mit Klebstoff

40 1e. Prägung Prägestempel dringt in das Titan ein und lässt es zur LWL-Faser “fliessen” Ferrulenbohrung “schliesst” sich auf aktuellen Faserdurchmesser Faser “schwimmt” im weichen Klebstoff ins Zentrum der Bohrung und erhält homogenen Klebespalt Restexzentrizität ca. 1 µm (Aussenmantelzentrierung) Titan-Einsatz

41 Kernzentrierung durch Nachprägung
Kernzentrierung ist Voraussetzung für gleichbleibend niedrige Einfügedämpfungswerte bei beliebiger Steckerkombination Lichtpunkt auf dem Monitor Konzentrizität Nachprägung durch aktive Ausrichtung der Faserkerne auf die Ferrulenachse (Restexzenrizität 0.25 µm max) Segmentstempel “verschiebt” Faser im 1/10 µm - Bereich Nachprägestempel DIAMOND Z-276 Nachprägeeinheit Sichtbare Lichtquelle

42 Beispiel einer anderen Methode
50° 50° Bei Monoblock-Ferrulen wird die bleibende Faser Kernexzentrizität optimiert. Durch Rotation wird sie in einem ± 50° Bereich in Richtung der Verdrehsicherung positioniert

43 Reflexion an der Stirnfläche
Reflexionen treten an Stirnflächen von LWL-Fasern auf Verursacht durch Störungen der optischen Qualität (Schmutz, Kratzer, Luftspalt) Reflexionen sind störend für Breitbandsysteme optische Faserverstärker CATV-Systeme superschnelle Netze

44 Politur PC Reduktion der Reflexion
Konvex-Politur der Faserfrontfläche Faserkontakt zur Reduktion der Reflexionen

45 APC-Schliff - keine Reflexion
Reflexionsstellen entstehen auch durch “normalen” Verschleiss an Stirnflächen Übertragung der reflektierten Lichtanteile wird durch Schrägschliff der Stirnfläche verhindert

46 LWL-Steckverbinder Standards
Standardisierung ist Voraussetzung für die Kompatibilität der Produkte verschiedener Hersteller Bei vergleichbaren optischen Werten sind Handling, Sicherheit und Flexibilität die entscheidenden Kriterien für die Auswahl des Standards

47 LWL-Steckverbinder Standards

48 LWL-Steckverbinder Standards