Оптические мультиплексоры и демультиплексоры
Каждый лазерный передатчик в системе WDM выдает сигнал на одной из заданных частот. Все эти сигналы (каналы) необходимо мультиплексировать (объединить друг с другом) в единый составной сигнал. Устройство, которое выполняет эту функцию, называется оптическим мультиплексором MUX (или OM). Аналогичное устройство на другом конце линии связи разделяет составной сигнал на отдельные каналы и называется оптическим демультиплексором DEMUX (или OD). Принцип действия оптических мультиплексоров и демультиплексоров кратко пояснен на рис 32. В отличие от систем TDM, в которых подобные операции уплотнения каналов происходят во временной области, и основное внимание уделяется точности синхронизации приемника и передатчика, в системах WDM мультиплексированию и демультиплексированию подвергаются спектральные компоненты отдельных сигналов, характеристики которых всегда известны заранее.
Рис. 32 – Оптические мультиплексоры и демультиплексоры
Оптическое мультиплексирование и демультиплексирование основано на комбинированных или расположенных последовательно друг за другом узкополосных фильтрах. В частности, для фильтрации применяют тонкопленочные фильтры, волоконные или объемные брэгговские дифракционные решетки, сварные биконические волоконные разветвители, фильтры на основе жидких кристаллов, устройства интегральной оптики (матрицы фазовых волноводных дифракционных решеток или фазары).
|
|
|
В настоящее время наибольшее распространение получили устройства оптического мультиплексирования и демультиплексирования с частотным интервалом между отдельными каналами в 100 ГГц (~0,8 нм), наиболее распространенный в существующих системах WDM. Появляющиеся в последнее время мультиплексные устройства могут обеспечить большую плотность размещения каналов с частотным интервалом 50 ГГц и меньше. Современные оптического мультиплексоры создаются преимущественно на основе тонкопленочных фильтров и, немного реже – на матрицах волноводных дифракционных решеток и волоконных брэгговских решетках. Дальнейшее увеличение плотности размещения каналов в системах WDM и ужесточение требований к оптическим устройствам MUX/DEMUX приводит к изменению и спектра используемых технологий.
Мультиплексоры и демультиплексоры с помощью различных методов волнового разделения объединяют несколько оптических сигналов для передачи по одному волокну и разделяют эти сигналы после передачи. Однако, часто требуется добавить в составной сигнал или выделить из него только один канал, не меняя при этом всю структуру сигнала. Для этого применяют мультиплексоры ввода/вывода каналов OADM (Optical Add/Drop Multiplexer), которые выполняют эту операцию, не преобразуя сигналы всех каналов в электрическую форму и затем обратно (рис. 33).
|
|
|
Рис. 33 – Мультиплексоры ввода/вывода каналов
Сегодня на рынке есть разнообразные устройства, позволяющие добавлять и выделять каналы SDH из сетей WDM. Разрабатываются мультиплексоры ввода/вывода, конфигурацию которых можно менять дистанционно.
Оптические усилители
Существует несколько технологий, используемых для создания оптических усилителей. В соответствии с ними можно выделить следующие типы оптических усилителей:
– полупроводниковые оптические усилители (ППОУ);
– усилители на основе нелинейных явлений в ОВ;
– оптические усилители на основе ОВ, легированного примесями редкоземельных элементов.
Наибольшее распространение получили усилители на волокне, легированном эрбием EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier). Усилители EDFA обеспечивают непосредственное усиление оптических сигналов, без их преобразования в электрические сигналы и обратно, обладают низким уровнем шумов, а их рабочий диапазон длин волн практически точно соответствует окну прозрачности кварцевого оптического волокна. Именно благодаря появлению усилителей с таким сочетанием качеств линии связи и сети на основе систем WDM стали экономически привлекательны.
|
|
|
Усилитель EDFA состоит из отрезка волокна, легированного эрбием. В таком волокне сигналы определенных длин волн могут усиливаться за счет энергии внешнего излучения накачки. В простейших конструкциях EDFA усиление происходит в достаточно узком диапазоне длин волн – примерно от 1525 нм до 1565 нм. В эти 40 нм умещается несколько десятков каналов WDM.
Разработка различных схем мощной накачки позволила создать усилители EDFA с расширенным рабочим диапазоном от 1570 нм до 1605 нм (L-диапазон). Такие усилители также называют длинноволновыми усилителями LWEDFA (Long Wavelength EDFA).
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 420; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!