Урядов В.Н. Волоконно-оптические системы передачи
Подождите немного. Документ загружается.
Для однорезонаторного фильтра такая структура имеет вид:
(HL)9HLL(HL)9HG. Из рис. 12.12 видно, что форма АВХ фильтров зависит от числа
резонансных полостей. Чем их больше, тем выше крутизна спада характеристики
фильтра в переходной полосе и тем вершина АВХ более плоская. В отличие от
фильтров ФП, фильтры на тонких пленках пропускают только одну волну
, длина
которой зависит от высоты полости, однако они также имеют FSR, нормированная
ширина полосы которого составляет примерно ±0,4 λ0/λ .
Рис.12.12 Схема однорезонаторного фильтра.
Недостаток данного типа фильтров в том, что они рассчитываются на
определенную длину волны и не могут перестраиваться.
Поляризационные фильтры на жидких кристаллах
В основе фильтров – свойство жидких кристаллов (ЖК) вращать плоскость
поляризации под действием электрического поля. Эта технология выглядит
многообещающей в плане управляемой реконфигурации, но
она только начала
развиваться и еще не отработана.
Фильтр на ЖК можно представить в виде трехэлементной сборки(рис. 21.13).
Жидкокристаллическая пленка, поворачивающая плоскостьполяриязации света
определенной длины волны на 90°, помещаетсямежду поляризатором, линейно
поляризующим свет, и анализатором,пропускающим только
линейно_поляризованный свет с плоскостьюполяризации, формируемой
поляризатором.
В нормальном состоянии ЖК пленка поворачивает плоскость поляризации на
90° и фильтр блокирует определенный диапазон волн сборка работает как
оптический изолятор. При приложении к кристаллу некоего напряжения плоскость
поляризации поворачивается еще на 90° и совпадает с плоскостью анализатора. Свет
заданного диапазона проходит на выход.
Рис.12.13 Поляризационный фильтр на жидких кристаллах.
К сожалению, фильтр на ЖК работает только с одной длиной волны, которая
должна быть предварительно выделена из набора несущих, обрабатываемого
мультиплексором.
Акустооптические перестраиваемые фильтры
Наиболее перспективной технологией фильтрации, основанной на вращении
плоскости поляризации, является акустооптическая технология. Акустооптический
фильтр (рис. 12.14) представляет собой полупроводниковый кристалл
ниобата
лития, в котором сформированы титановые волноводы. На кристалле монтируется
пьезоэлектрический вибратор акустических волн, управляемый генератором 170–
180 МГц. Вибратор создает поверхностную акустическую волну(ПАВ),
распространяющуюся по тонкопленочному акустическому волноводу,
размещенному в центре под углом к основному световому потоку. Слева и справа от
него расположены поляризационные расщепители светового потока.
Входной расщепитель разделяет входной поток на моды ТЕ (внизу) и ТМ
(вверху), которые проходят через акустический волновод. ПАВ этого волновода
вызывает гармоническое изменение в нем показателя преломления (возникновение
акустической решетки Брэгга),
создавая условия для "акустической" дифракции
Брэгга или вращения на 90° плоскости поляризации одной из длин волн, которая и
фильтруется вторым расщепителем на выходе как несущая, выводимая из
мультиплексора. Достоинство фильтра в том, что он позволяет изменять длину
волны фильтрации путем изменения частоты управляющего генератора,
возбуждающего ПАВ (меняется постоянная решетки Брэгга). Фильтр можно
настроить на вывод одной несущей, группы несущих или всех несущих. Кроме того,
у фильтров данного типа низкий уровень вносимых потерь, низкая потребляемая
мощность и широкая полоса перекрытия при перестройке (порядка 80 нм в третьем
окне прозрачности). Их работа не зависит от скорости передачи данных.
Температурную нестабильность компенсируют специальные стабилизаторы.
Рис.12.14 Акустооптический перестраиваемый фильтр.
Дифракционная решетка на массиве волноводов
Дифракционная решетка на массиве волноводов (AWG) является интегри-
рованным подходом к проблеме демультиплексирования. Решетка состоит из
фазированного массива оптических волноводов, работающих собственно как
дифракционная решетка.
Рис. 12.15. Принципиальная схема маршрутизатора на волноводной решетке.
Этот тип решетки можно изготовить, используя технологию InGaAsP/InP,
позволяющую интегрировать такие типы направляющих волноводов с передатчиком
или приемником WDM. Иллюстрацией AWG является рис. 12.15. Как показано на
рисунке, входящий WDM сигнал разветвляется в массив планарных волноводов,
после прохождения через секцию (звездообразного) разветвителя. При прохождении
волны в каждом отдельном
волноводе, она имеет на выходе определенный и
отличный от других фазовый сдвиг, ввиду различной длины отдельных волноводов.
Учитывая частотную зависимость постоянной распространения моды, фазовый
сдвиг оказывается зависимым от длины волны. В результате, различные каналы
фокусируются на различные пространственные пятна, когда выход волноводов
дифрагирует через другую секцию разветвителя. Как можно видеть, AWG
работает
как обычная дифракционная. Его эффективность при надлежащем проектировании
может достигать 100%. Используя эту технологию, можно изготовить ряд элементов
системы WDM, например, маршрутизатор на волноводной решетке.
На рис. 12.16 показано типичное применение AWG, используемого в качестве
оптического мультиплексора ввода-вывода.
Рис. 12.16. Типичная архитектура передачи, использующая мультиплексор-де-
мультиплексор и конфигурацию ввода-вывода.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.
Я.В. Алишев "Многоканальные системы передачи оптического диапазона" Мн.,
Выш. школа, 1986, 238с.
2.
Я.В. Алишев, Н.В. Урядов, В.Л. Воробьев и др. "Асинхронный режим передачи в
волоконно-оптических сетях кабельного телевидения и передачи даных" Веснiк
сувязi. Мн., 1998, № 5, с.22 – 24.
3.
Н.Н. Слепов "Синхронные цифровые сети SDH" М., Эко-Трендз., 1998,152с.
4.
Р.Р. Убайдулаев "Волоконно-оптические сети" М. Эко-Трендз. 2000, 268 с.
5.
Я.В. Алишев В.Н. Урядов «Оптические системы передачи». Мн., БГУИР, 1998,
64с.
6.
Я.В. Алишев В.Н. Урядов, В.Л. Воробьев, Н.М. Чередниченко “Взаимное
влияние прямого и обратного каналов в интерактивных волоконно-оптических
сетях телекоммуникаций”. Весцi, НАНБ, сер. Фiз-тэхн. навук, 2001, №3, с. 90-91.
7.
Я.В. Алишев, В.Н. Урядов, В.И. Синкевич, Н.Г. Соборова “Потенциальные
возможности дуплексных волоконно-оптических систем”. М., Радиотехника,
1990, №6, с.80-83.
8.
Рекомендация G. 692 МСЭ-Т «Оптические интерфейсы многоканальных систем с
оптическими усилителями»
9.
Я.В. Алишев, В.Н. Урядов, И.Г. Соборова, В.И. Синкевич “Эффективность
адаптивной компенсации переходных помех в ВОСП с поляризационным
разделением каналов”. Радиотехника и электроника. Мн., Выш. школа, 1991,
с.20-23
10.
Я.В. Алишев, В.Н. Урядов “Эффективность адаптивного накопления в
волоконно-оптических информационных системах”. Докл. АНБ, 1990, т.34, №10,
с. 888-890.
11.
Я.В. Алишев, В.Н. Урядов, Н.М. Чередниченко “Фотонные системы и сети
телекоммуникаций”. Доклад БГУИР, 2003г., т.1, № 1, с. 59-62.
12. “Техника оптической связи. Фотоприемники”. Под. ред. У. Тсанга. М., Мир,
1998, 526с.
13.
А.Б. Иванов “Волоконная оптика. Компоненты, системы передачи, измерения
SURUS”. М., 1999.
14.
Я.В. Алишев, В.Н. Урядов. «Перспективные информационные технологии в
волоконно-оптических сетях телекоммуникаций»: Монография / Я.В. Алишев,
В.Н. Урядов. – Мн.: Бестпринт, 2003. – 192с.
15.
Волоконно-оптические системы передачи: Учебник для вузов Бутусов М.М. и
др., под ред. В.Н. Голезина – М.: Радио и связь, 1992. – 416с.
16.
O.K. Скляров Современные волоконно-оптические системы передачи,
аппаратура и элементы. – М.: Солон-Р, 2001г. – 236с.
17.
Р. Фриман. Волоконно-оптические системы связи. – М.: 2004г. – 496с.
18.
Унгер Г.Г. Оптическая связь: пер. с нем., под ред. Н.А. Семенова – М.: Связь
1979г. – 264с.
19.
Слепов Н.Н. Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи.
Мн.: Радио и связь, 2000г. – 468с.
20.
Алишев Я.В., Урядов В.Н. «Оптические системы передачи» Ч.1. – Мн.: БГУИР,
1996г. – 142 с.
21.
Основы оптоэлектроники. Пер. с яп. – М.: Мир, 1988. – 288с.
22. Пратт Вильям К. Лазерные системы связи. Пер. с англ. Под ред. А. Г.
Шереметьева. М.: Связь, 1972г. – 232с.
23.
М.А. Величко, О.Е. Наний, А.А. Сусьян «Новые форматы модуляции в
оптических системах связи» Light Wavе-№4, 2005 г, с.21-30.
24.
Б.К. Чернов, И.С. Каминицкий «Технология грубого спектрального уплотнения»
Light Wavе-№2, 2004 г, с.20-24.
25.
О.Е. Наний «Основы технологии спектрального мультиплексирования каналов
передачи (WDM) Wavе-№2, 2004 г, с.47-52.
26.
Н.Сдепов «Оптические мультиплексоры ввода/вывода» Электроника, наука,
технология, бизнес, 2001, №1, с.40-43.
27. Я.В. Алишев, В.Н. Урядов, В.И. Синкевич «Проектирование оптических систем
передачи» ч.1- Мн.:БГУИР,1991г.-74 с.
28.
Волоконно-оптическая связь: Приборы, схемы и системы: Пер. с англ. Под ред.
М.Дж.Хауэса и Д.В. Моргана.- М. Радиосвязь,1982-272с.