Проектиране и изграждане на оптични
Изтегляне 0.99 Mb. Pdf просмотр
|
Свързани:
Критерии за оценяване на изпитна тема 2
| NE и далечен a FE край се определят от съотношенията: , 1 1. 1 1 1 1 10lg , 1,..., 10lg , 1,..., com i com NE FE com P P a i i n a i i n P P Широкозонни и теснозонни WDM филтри Широкозонни WDM филтри са предназначени за работа с два, максимум с три дължини на вълните при разстояние между каналите по-голямо от 70 nm (1310, 1550, 1625 nm). Те най-често се използват в системи за кабелна телевизия при 1310/1550 nm, или в цифрови телекомуникационни системи. Допуска се също и използване на двойки дължини на вълните 1550/1625 nm при осъществяване на дистанционен мониторинг на оптичната система на дължина вълната 1625 nm. Теснозоновите WDM филтри са предназначени за мултиплексиране и демултиплексиране на сигнали в многоканални системи с разстояние между каналите от минимално 0,4-1,6 nm до 70 nm. Основните технически характеристики, с изключение на работната дължина на вълната, са подобни на широколентовите. Основните области на приложение са: влакнесто-оптични системи с използване на оптически усилватели EDFA, мултиплексни системи "add/drop", напълно оптични мрежи. ОПТИЧНИ АТЕНЮАТОРИ Оптичният атенюатор е пасивен оптичен елемент, който внася контролирано затихване на оптичния сигнал в оптичната преносна линия [2,3,4]. 35 ПРИЕМНИ ОПТОЕЛЕКТРОННИ МОДУЛИ Основни функционални елементи на ПРОМ са : фото приемник – преобразува полученият оптоелектронен сигнал в електрически ; каскада електрически усилватели, усилващи сигнала и преобразуващи го във форма удобна за по-нататъшна обработка; демодулатор, възпроизвеждащ първоначалната форма на сигнала. На практика тези три елемента могат да се различават за различните ПРОМ модули. Например детектор от тип лавинен диод осигурява достатъчно голямо вътрешно усилване, в резултат на което собствените шумове на последващия електронен усилвател стават незначителни в сравнение с нивото на полезният сигнал. В някои ПРОМ липсва демодулатор, или веригата за приемане на решения, доколкото изходният сигнал е достатъчно силен на Фиг.13. Схема на оптически изолатор 43 На Фиг. 17. е показана една реализация на източник на мултиплексно многовълново излъчване, в който ППЛУ се използва в качеството си на широколентов усилвател. Няколко теснолентови полупроводникови лазера на различни дължини на вълната генерират светлинни сигнали, които се мултиплексират и размножават посредством оптически разклонител. ППЛУ се намира на изхода, за да усили сигнала, след затихването на сигнала в оптичния разклонителя. УСИЛВАТЕЛИ НА БАЗАТА НА ПРИМЕСНИ ВЛАКНА. Този тип оптически усилватели са най-широко разпространени и се явяват ключов елемент в технологията на напълно оптическите мрежи, доколкото те позволяват усилване на сигнала в широк спектрален диапазон [2]. Фиг. 18. Оптически усилвател на базата на примесно влакно 48 Характерен за оптическите усилватели се явява широколентовия собствен шум, Фиг. 21. Този шум е невъзможно да се избегне. Той е свързан със спонтанното излъчване на инверсно-заселените нива на примесните атоми. РАЗНОВИДНОСТИ НА УСИЛВАТЕЛИТЕ EDFA В момента за комерсиални цели са най-разпространени два варианта усилватели EDFA. Едните са на основата на силициево оптично влакно, а другите на флуор-цирконатно [2,3]. При много близък вътрешен строеж, тези усилватели се отличават само по влакното от което са изготвени. Усилвателите EDFA на силициева основа са се появили първи. Те са заели широка ниша от пазара, благодарение на възможността за усилване на WDM Фиг. 22. Мощност на изходния сигнала и шума в EDFA 54 но не толкова голяма, че да се достигне до нелинейни изкривявания, повреда на влакното или на оптическия приемник; • Температурните промени не трябва да оказват влияние на параметрите на източника; • Цената му трябва да бъде относително ниска. Два основни типа източници на излъчване в момента удовлетворяват тези изисквания най-добре – това са използваните в настояще време - светодиоди (LED) и полупроводникови лазерни диоди (LD). Главни отличителни черти между светодиодите и лазерните диоди – това са ширината на спектъра на излъчване и изходната мощност. Светоизлъчващите диоди имат широк спектър на излъчване, в същото време лазерните диоди имат значително по-тесен спектър и излъчват значително по-голяма мощност Фиг. 24. [2,5] Двата типа устройства са достатъчно компактни и добре се съгласуват със стандартните електронни елементи и вериги. Главна причина за ограничението на честотната лента на светодиодите е времето на живот на токоносителите τ. Това е средното време за което инжектирани токоносители рекомбинират. Фиг. 24. Спектри на излъчване светодиоди и на лазерни диод 67 Фиг. 33. Три основни типа лазерни диоди: а) лазер с разпределена обратна връзка, DFB лазер; б) лазер с разпределено бреговско отражение, DBR лазер; в) лазер с един външен резонатор, ЕС лазер |