Share
دراسة تاثيرات خسارة الانحناءات لليف البصري في منظومة الاتصالات البصرية == Study Effects of Optical Fiber Bending Loss in Optical Communication System
Author name:
دعاء هشام محمد
Supervisor name:
سمر يونس الدباغ
General topic:
Physics
Specific topic:
Physics
Degree:
Master
University:
University of Baghdad - College Of Science For Girls - Physics Department
Language:
English
University location:
Baghdad
First pages:
26T1821 - p.pdf
Abstract:
في هذا البحث , تم دراسة تاثير الانحناء على انتقال الاشارة الضوئية خلال الالياف البصرية. هذا العمل يتضمن قياسات الخسارة في القدرة خلال الليف البصري بوجود الانحناءات عند عدد لفات مختلفة من (1 - 10) لفة وعند اقطار انحناء مختلفة (12.5 , 10.5 , 8 , 6 , 4 , 3 , 2 , 1) cm. نوعين من الالياف البصرية تم استخدامها , الليف المتعدد الانماط (MMF ) باطوال مختلفة (1 , 20 , 40 , 100 , 120 , 140 ) m وليف احادي النمط بطول (4.5 m) .واستخدم نوعين من الليزرات ليزر دايود الاحمر (λ=650 nm) وليزر دايود اخضر (λ=532 nm).القدرة الضوئية تم قياسها باستخدام جهاز قياس القدرة. تشير النتائج ان كلما قل قطر الانحناء وزادت عدد اللفات فان الخسارة في القدرة الضوئية تزداد. حيث ان القدرة الضوئية لليزر الاخضر عند الطول الموجي (λ=532 nm) تقل من (48.083*10 - 4) mW الى (41.114*10 - 4) mW عند اللفة الاولى لليف متعدد الانماط بطول (40m) عندما تم حني الليف من cm12.5 الىcm 1. اما لليف الاحادي النمط, فان القدرة الخارجة لليزر الاخضر عند طول موجي (λ=532 nm) تقل من (13.608) mW الى (13.32) mW عند اللفة الاولى من طول (4.5) m لليف احادي النمط عندما تم حني الليف من 12.5 cm الى 3 cm . اظهرت النتائج ايضا ان تاثير الانحناء في القدرة الخارجة في حالة الليف المتعدد الانماط اكبر مقارنة بالليف احادي النمط. وكذلك النتائج لهذا البحث تتضمن تصميم وتنفيذ منظومة اتصال الالياف البصرية لفحص تاثير الانحناء على الاشارات المنتقلة خلال الالياف البصرية متعددة الانماط حيث لف من (1 - 10) لفة وعند اقطار انحناء مختلفة ( 1,2,3,4 ) cm . تم تضمين الاشارات باستخدام ليزر nm 532 .الاشارة تم ارسالها خلال ليف متعدد الانماط باطوال مختلفة وهذه الاشارة تم الكشف عنها باستخدام كاشف السليكون الضوئي (AEPX 65) . وجد ان الانحناءات تؤدي الى تغييرات واضحة في سعة ( جهد ) الاشارة الخارجه ؛ حيث يقل الجهد من 0.64volt الى 0.52 volt عند زيادة عدد اللفات من) 1 - (10 لفة في ليف بطول 40m وقطر الانحناء (1) cm.ويقل الجهد الى حد 0.2 volt في ليف بطول 140m وقطر الانحناء (1) cm.واخيرا الاشارات المنتقلة فيمنظومة الياف بصرية باستخدام كاميرا (CCD) واستخدام حاسبة شخصية معUSB TV STICK لرؤية تاثير الانحناء على انتقال الاشارات خلال الالياف البصرية. حيث ان الاشارة الخارجة ستقل من 0.68 volt الى 0.6 volt عندما عدد اللفات تزداد من (1 - 5) لفة في ليف بطول (1) m .اجرى احتساب كل من نسبة الاشارة الى الضوضاء ومعدل الخطا في نقل البيانات في للاشارات المنتقلة في منظومة الاتصالات عند اقصى طول لليف البصري 140m وعند اللفة 10 فكانت 115.147dB و3.68x10 - 27 على التوالي . بينما نسبة الاشارة الى الضوضاءSNR ومعدل الخطاBER في نقل البيانات في الاشارات المنتقلة باستخدام كاميرا CCD عند طول الليف البصري 1m وعند اللفة 10 فكانت 100.49dB و5.98x1o - 24 على التوالي .. اظهرت النتائج ايضا ان نسبة الاشارة الى الضوضاء تقل ومعدل الخطا في نقل البيانات يزداد بزيادة عدد اللفات في كلا المنظومتين | In this work, bending loss effects of optical fiber on the transmitted signal were studied.This work includes measurements of the power loss through optical fiber with the presence of bends at different wrapping turns (1 - 10) turns and at various bending diameters (12.5, 10.5, 8, 6, 4, 3, 2, and 1) cm. Two types of optical fibers were used, multimode optical fiber (MMF) of different lengths (1, 20, 40, 100, 120, 140) m and a single mode optical fiber (SMF) of length (4.5 m). Two optical sources were used, Red laser diode (λ=650 nm) and green laser diode (λ=532 nm). The output power was measured using an optical power meter. Results indicated that as the bending diameter decreased and the number of wrapping turns increased, the power loss increased. The output power of green laser diode at (λ=532 nm) decreased from (48.083*10 - 4) mW to (41.114*10 - 4) mW at the first turn of 40m MM fiber length when bent from (12.5 to 1) cm. For SMF, the output power of green laser diode at (λ=532 nm) decreased from (13.608) mW to (13.32) mW at first turn of (4.5) m SM fiber length when bent from (12.5 to 3) cm. The higher alteration output power in the case of multimode fiber has been deduced as compared with that of the single mode fiber. Also the results of the project involves a design and an implementation optical fiber communication system to investigate the effect of bending on the transmitted signals through multimode optical fiber wrapped (1 - 10) turns and at different diameters (1, 2, 3, 4) cm . Signals were modulated using 532nm laser diode then sent through multimode fiber of different lengths and detected by silicon photo detector (AEPX 65). The bending induces changes in the amplitude (voltage) of the output signal, the output voltage decreased from 0.64 volt to 0.52 volt when the no. of turns increased from 1 - 10 turns for 40 m optical fiber at a bending diameter of (1cm) and decreased to 0.2 volt for 140m multimode fiber at a bending diameter of (1cm).Finally, a transmitted signal in optical communication system has been built using CCD camera and Pc with USB TV STICK for monitory the effect of bending on signals that transmitted through optical fibers. The output transmitted signals decreased from 0.68 volt to 0.6 volt when the no. of turns increased from 1 - 5 turns for 1 m optical fiber. The calculations of signal to noise ratio (SNR) and Bit Error Rate (BER) for transmitted signals in optical communication system at maximum fiber length of 140m and 10turns are equal to 115.147dB and 3.68x10 - 27 respectively. While for transmitted signal form CCD camera at fiber length 1m and of 10 turns are equal to 100.49dB and 5.98x1o - 24 respectively.Results show that SNR decreased and BER increased as no. of wrapping turns increased for both systems.
