Optische Netzwerke - Geräte

In diesem Kapitel werden die verschiedenen Komponenten optischer Geräte erläutert.

Isolator

Der Isolator ist eine nicht wechselseitige Vorrichtung, die Licht durch eine Faser in eine Richtung hindurchtreten lässt und eine sehr hohe Dämpfung in die entgegengesetzte Richtung bietet. Im optischen System werden Isolatoren benötigt, um unerwünschte Reflexionen zu vermeiden, die über eine Faser zurückkommen und den Betrieb eines Lasers stören (Rauschen erzeugen). Bei der Herstellung von Isolatoren “Faradays Effect”Wird verwendet, was polarisationsabhängig ist.

Isolatoren werden unter Verwendung von optischen Polarisatoren, Analysatoren und Faradays-Rotatoren konstruiert. Das optische Signal durchläuft den Polarisator und ist parallel zum eingehenden Polarisationszustand ausgerichtet. Heutzutage dreht der Rotator die Polarisation des optischen Signals um 45 Grad.

Das Signal durchläuft dann den Analysator, der in Bezug auf den Eingangspolarisator um 45 Grad ausgerichtet ist. Der Isolator leitet ein optisches Signal von links nach rechts weiter und ändert seine Polarisation um 45 Grad und erzeugt einen Verlust von etwa 2 dB.

Zirkulator

Zirkulatoren sind mikrooptische Geräte und können mit einer beliebigen Anzahl von Ports verwendet werden. Üblicherweise werden jedoch Zirkulatoren mit 3 Ports / 4 Ports verwendet. Es hat einen relativ geringen Verlust von 0,5 dB bis 1,5 dB von Port zu Port.

Die Grundfunktion eines Zirkulators ist in der obigen Abbildung dargestellt. Licht, das in einen bestimmten Anschluss (z. B. Anschluss 1) eintritt, wandert um den Zirkulator herum und tritt am nächsten Anschluss (z. B. Anschluss 2) aus. Licht, das an Port 2 eintritt, verlässt Port 3 und so weiter. Das Gerät arbeitet symmetrisch um einen Kreis. Zirkulatoren sind mikrooptische Geräte und können mit einer beliebigen Anzahl von Anschlüssen hergestellt werden. Zirkulatoren mit 3 und 4 Anschlüssen sind jedoch sehr verbreitet. Zirkulatoren haben einen sehr geringen Verlust. Der typische Verlust von Port zu Port liegt bei 0,5 bis 1,5 dB.

Splitter und Koppler

Koppler und Splitter werden verwendet, um optische Signale zu kombinieren und / oder die optischen Signale zu teilen. Die überwiegende Mehrheit der optischen Einmodenkoppler verwendet das Prinzip der Resonanzkopplung. Zwei SM-Faserkerne sind parallel und nahe beieinander angeordnet. Die optische Leistung wird durch Induktion elektromagnetischer Wellen von einem Kern zum anderen und zurück übertragen. Die Leistungskopplung hängt von der Länge des Kupplungsabschnitts ab.

Drei wichtige Merkmale sind -

Return Loss - Die Menge der reflektierten und verlorenen Leistung.
Insertion Loss - Die Signalmenge, die während des gesamten Transits durch ein Gerät verloren geht.
Excess Loss - Zusätzlicher Verlust eines Geräts über dem theoretischen Verlust.

Arten von Kupplungen

Y-Koppler
Sternkoppler
- Geschmolzene Faser
- Mischplatte
- Planar (freier Raum)
- 3 dB Koppler
Strahlteiler

Filter

Filter werden verwendet, um das Signal im Trans-Pfad und im Empfänger aus vielen Signalen auszuwählen. Die Gitter sind Filter. Schalter, Modulatoren, AWGs, Multiplexer usw. werden als Filtertypen betrachtet.

Im Folgenden sind die Filtertypen aufgeführt:

Fabry-Perot
Einstellbarer Filter
In-Fiber-Bragg-Gitterfilter

Filter werden vor einer LED verwendet, um die Linienbreite vor der Übertragung zu verringern. Filter sind in WDM-Netzwerken sehr nützlich für -

Ein Filter, der vor einem inkohärenten Empfänger angeordnet ist, kann verwendet werden, um ein bestimmtes Signal aus vielen ankommenden Signalen auszuwählen.
Es werden WDM-Netzwerke vorgeschlagen, die Filter verwenden, um zu steuern, welchen Pfad ein Signal durch ein Netzwerk nimmt.

Faser-Bragg-Gitter sind das wichtigste optische Filter in der Kommunikationswelt.

Modulatoren

Modulatoren bestehen aus einem Material, das seine optischen Eigenschaften unter dem Einfluss eines elektrischen oder magnetischen Feldes ändert. Im Allgemeinen werden drei Ansätze verwendet -

Elektrooptische und magnetooptische Effekte
Elektroabsorptionseffekte
Akustische Modulatoren

Aufgrund mechanischer Vibrationen Ref. Index der wesentlichen Änderungen. Akustische Modulatoren verwenden sehr hochfrequenten Klang. Durch Steuern der Schallintensität können wir die abgelenkte Lichtmenge steuern und somit einen Modulator konstruieren.

Im Folgenden sind einige seiner Vorteile aufgeführt:

Sie können mit ziemlich hoher Leistung umgehen.
Die gebrochene Lichtmenge ist linear proportional zur Intensität der Schallwellen.
Sie können gleichzeitig verschiedene Wellenlängen modulieren.

Optisches ADM

Ein optisches Filter wird verwendet, um die gewünschte Wellenlänge von mehreren Wellenlängen zu isolieren oder abzusenken, die auf einer Faser ankommen. Sobald eine Wellenlänge abfällt, kann ein weiterer Kanal mit derselben Wellenlänge zur Faser hinzugefügt oder eingefügt werden, wenn diese OADM verlässt.

Ein einfaches ADM hat nur 4 Eingangs- und Ausgangskanäle mit jeweils vier Wellenlängen. In OADM können Wellenlängen verstärkt, ausgeglichen oder weiterverarbeitet werden. OADM ordnet die Wellenlängen von der Eingangsfaser zur Ausgangsfaser unter Verwendung einer optischen Querverbindung an.

Optische Querverbindung

Eine optische x-Verbindung kann vier Eingangsfasern mit jeweils vier Wellenlängen aufnehmen und die 16 Wellenlängen auf die vier Ausgangsfasern umordnen. Ein einfacher Transponder in OXC mischt eine der Wellenlängen auf einen verfügbaren Kanal.