FOCL - Lektion 009. Passive Komponenten von FOCL

волс, fiber, компоненты

Passive Komponenten von Glasfaser-Kommunikationsleitungen werden in folgende Typen unterteilt:

• optische Steckverbinder und Splitter ;
• optische Wandler;
• optische Isolatoren;
• optische Schalter.

Splitter

Die wichtigsten passiven Komponenten von Glasfaser-Kommunikationsleitungen sind optische Stecker und Splitter, die dazu dienen, optische Signale zu bündeln oder zu trennen.

Eigenschaften von Splittern

1. Crossover Dämpfung , das ist das Verhältnis der optischen Leistung an einem der Splitter-Ausgänge zur Gesamtausgangsleistung
   
2. übermäßige Verluste gleich dem Verhältnis der Gesamteingangsleistung zur Gesamtausgangsleistung
   
   3.Entkopplung (Isolation) - der Einfluss der reflektierten Leistung von Abgriff 4 auf Abgriff 3 (bei P _1,2 = 0)
   

Optische Leistungsteiler

Nicht-selektive Splitter werden in zwei Haupttypen unterteilt:

• T-förmig, aufgebaut nach dem Prinzip der Abzweigung von Endgeräten vom Hauptstrang der Leitung,
• sternförmig.

Verluste in der Verteilung der Strahlungsleistung steigen bei einem System mit T-förmigen Steckern proportional zur Anzahl der Teilnehmer und bei einem System mit sternförmigen Verteilern - proportional zum Logarithmus der Anzahl der Endgeräte N. Zum Beispiel , in einem System mit 20 Endgeräten betragen die Gesamtverluste im ersten Fall 130 dB und im zweiten - 28 dB. In Anlagen mit vielen Teilnehmern empfiehlt es sich daher, sternförmige Anschlussgeräte zu verwenden.

Splitter sind konstruktionsbedingt in zwei Hauptgruppen unterteilt:

• bikonisch, bei dem die Strahlung durch die Seitenfläche der Lichtleitfasern übertragen wird;
• Ende, bei dem die Strahlung durch das Ende der optischen Fasern übertragen wird.

In Teilern mit Hilfselementen werden häufig dielektrische Zylinderlinsen verwendet, die ein Segment einer Gradientenfaser mit parabolischem Brechungsindexprofil sind.

Der sternförmige Teiler besteht aus einem zylindrischen Körper mit einem Glasmischstab. Ein Ende des Mischstabes ist ein Kugelspiegel, das andere Ende ist mit einer Antireflexbeschichtung versehen.

Richtungskoppler

Ein Richtkoppler ermöglicht die Übertragung von Leistung in eine Richtung (1 bis 3), während Leistung mit derselben Wellenlänge aus der anderen Richtung empfangen und von 3 nach 2 übertragen wird.

Richtkoppler werden auch als Filter in Reflektometern zum Messen der Parameter von Lichtwellenleitern verwendet.

Optische Multiplexer und Demultiplexer

Multiplexing ermöglicht die Erhöhung der Informationskapazität von faseroptischen Kommunikationsleitungen. Geräte, die in Leitungen zum Kombinieren von Signalen mit unterschiedlichen Trägerwellenlängen (Multiplexer) und Entkopplungen (Demultiplexer) verwendet werden, sollten eine geringe Einfügungsdämpfung im schmalbandigen Bereich aufweisen und einen hohen Grad an Isolation zwischen den Kanälen bieten.

Zu den Hauptparametern , die derzeit verwendet werden, um den Multiplexer in WDM-Multiplex-Netzwerken zu beschreiben:

• Kanalbandbreite
• 0,5 dB Bandbreite
• Bandbreitenabweichung
• maximale Einfügedämpfung
• zulässige Abweichung des mittleren Wellenlängenbandes
• Nachbarkanalisolation
• Zeitfenster
• 30 dB Bandbreite
• 30 dB Qualitätsindex oder FOM

Im Folgenden werden Möglichkeiten zum Bilden von Multiplexern und ihren Komponenten beschrieben.

Demultiplexer zerlegen den Lichtstrahl mit Hilfe eines Beugungsgitters in seine einzelnen Wellenlängen.

Faserfilter mit fester Antwort

Solche Filter können entweder eine Seite oder zwei Seiten des Wellenlängenbereichs begrenzen. Im letzteren Fall reicht die Bandbreite von 1 nm (schmale Bandbreite) bis 60 nm (große Bandbreite).

Anpassbare Glasfaserfilter

Die Wahl der Wellenlänge bei solchen Filtern kann durch Änderung des Neigungswinkels der Ebene des Filters, seiner linearen Bewegung oder Drehung erfolgen.

WDM-Glasfaser-Interferenzfilter

Auf der Grundlage der oben diskutierten bipolaren Interferenzfilter wurde eine Reihe von Mehrfacheingangsselektoren geschaffen, die zum Multiplexen und Demultiplexen von Lichtwellen im nahen Infrarotbereich des optischen Bereichs verwendet werden. Sie sind auf Basis eines Dreipolteilers (nicht absorbierender Interferenzfilter) aufgebaut, der mit Einfallswinkeln bis 45° arbeitet, so dass sowohl Durchlicht als auch Auflicht genutzt werden können.

Multiplexer mit dichter Wellenlänge (DWDM)

Multiplexer mit dichter Wellenlänge haben einen deutlich kleineren Wellenlängenabstand als herkömmliche WDM-Multiplexer. Der Lichtstrahl in diesen Multiplexern passiert die Beugungsstruktur des Demultiplesors und wird in Komponentenwellenlängen zerlegt, und auch in umgekehrter Reihenfolge werden mehrere Wellenlängen in einen Strahl gemultiplext.

Wellenkonverter

In einigen Fällen ist es zusätzlich zum Filtern und Multiplexen von Signalen mit unterschiedlichen Wellenlängen erforderlich, eine Wellenlänge in eine andere umzuwandeln, was als Wellenlängenumwandlung bezeichnet wird. Das Funktionsprinzip von Geräten, die diese Umwandlung durchführen, basiert auf der Nutzung eines nichtlinearen Effekts in optischen Fasern, zum Beispiel in Fasern mit einer Verschiebung von Null Dispersion , was zum Phänomen der Vierwellenmischung führt ...

In diesem Fall wird die Wellenlänge der konvertierten Strahlung aus dem Ausdruck bestimmt:

λ ₀ die Wellenlänge der Grundstrahlung ist;
λ _N die Wellenlänge der Grundstrahlung ist;

Eine andere Möglichkeit zur Realisierung eines optischen Wandlers beruht auf den Effekten der nichtlinearen Wechselwirkung zweier optischer Signale unterschiedlicher Wellenlänge, wodurch ein Signal einer neuen Wellenlänge gebildet wird. Dieses Prinzip lässt sich mit ferroelektrischen Dielektrika realisieren, beispielsweise einem Lithium-Niobat-Kristall, in dem eine periodische Polarisation erzeugt wird, die für eine Erhöhung der Wechselwirkung optischer Wellen sorgt.

Optische Isolatoren

In faseroptischen Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungssystemen werden optische Isolatoren verwendet, um Laserdioden vor parasitären Verzerrungen von der Kabelseite zu schützen.