Reti ottiche - Dispositivi

In questo capitolo discuteremo i vari componenti dei dispositivi ottici.

Isolatore

L'isolatore è un dispositivo non reciproco che consente alla luce di passare lungo una fibra in una direzione e offre un'attenuazione molto elevata nella direzione opposta. Gli isolatori sono necessari nel sistema ottico per evitare riflessi indesiderati, che ritornano lungo una fibra e interrompono il funzionamento di un laser (producendo rumore). Nella produzione di isolatori "Faradays Effect"Viene utilizzato, che dipende dalla polarizzazione.

Gli isolatori sono costruiti utilizzando polarizzatori ottici, analizzatori e rotatori di Faradays. Il segnale ottico passa attraverso il polarizzatore, orientato parallelamente allo stato di polarizzazione entrante. Il rotatore di Faradays ruoterà la polarizzazione del segnale ottico di 45 gradi.

Il segnale passa quindi attraverso l'analizzatore, che è orientato a 45 gradi rispetto al polarizzatore di ingresso. L'isolatore trasmette un segnale ottico da sinistra a destra e cambia la sua polarizzazione di 45 gradi e produce una perdita di circa 2 dB.

Circolatore

I circolatori sono dispositivi micro-ottici e possono essere utilizzati con qualsiasi numero di porte, tuttavia, comunemente vengono utilizzati circolatori a 3 porte / 4 porte. Ha una perdita relativamente bassa da 0,5 dB a 1,5 dB da porta a porta.

La funzione di base di un circolatore è mostrata nella figura sopra. La luce che entra in una porta particolare (ad esempio la porta 1) viaggia intorno al circolatore ed esce alla porta successiva (ad esempio la porta 2). La luce che entra dalla porta 2 esce dalla porta 3 e così via. Il dispositivo è simmetrico in funzione attorno a un cerchio. I circolatori sono dispositivi micro-ottici e possono essere realizzati con qualsiasi numero di porte. Tuttavia, i circolatori a 3 e 4 porte sono molto comuni. I circolatori hanno perdite molto basse. La perdita tipica da porta a porta è di circa 0,5-1,5 db.

Splitter e accoppiatori

Gli accoppiatori e gli splitter vengono utilizzati per combinare segnali ottici e / o dividere i segnali ottici. La stragrande maggioranza degli accoppiatori ottici monomodali utilizza il principio dell'accoppiamento risonante. Due nuclei in fibra SM sono posizionati paralleli e vicini l'uno all'altro. La potenza ottica trasferisce da un nucleo all'altro e viceversa mediante induzione di onde elettromagnetiche. L'accoppiamento di potenza dipende dalla lunghezza della sezione di accoppiamento.

Tre caratteristiche importanti sono:

  • Return Loss - La quantità di potenza riflessa e persa.

  • Insertion Loss - La quantità di segnale perso durante il transito totale attraverso un dispositivo.

  • Excess Loss - Perdita aggiuntiva di un dispositivo rispetto alla perdita teorica.

Tipi di accoppiatori

  • Accoppiatori a Y
  • Accoppiatori a stella
    • Fibra fusa
    • Piastra di miscelazione
    • Planare (spazio libero)
    • Accoppiatore da 3 dB
  • Divisore di fascio

Filtri

I filtri vengono utilizzati per selezionare il segnale nel percorso di trasmissione e nel ricevitore da molti segnali. Le grate sono filtri. Interruttori, modulatori, AWG, multiplexer, ecc. Sono considerati tipi di filtri.

Di seguito sono riportati i tipi di filtri:

  • Fabry-Perot
  • Filtro sintonizzabile
  • Filtro a griglia di Bragg in fibra

I filtri vengono utilizzati davanti a un LED per restringere la larghezza della linea prima della trasmissione. I filtri saranno molto utili nelle reti WDM per:

  • Un filtro posto davanti a un ricevitore incoerente può essere utilizzato per selezionare un particolare segnale da molti segnali in arrivo.

  • Vengono proposte reti WDM che utilizzano filtri per controllare quale percorso prenderà un segnale attraverso una rete.

I reticoli in fibra di Bragg sono il filtro ottico più importante nel mondo delle comunicazioni.

Modulatori

I modulatori sono costituiti da un materiale che cambia le sue proprietà ottiche sotto l'influenza di un campo elettrico o magnetico. In generale, vengono utilizzati tre approcci:

  • Effetti elettro-ottici e magneto-ottici
  • Effetti di elettroassorbimento
  • Modulatori acustici

A causa delle vibrazioni meccaniche Rif. Indice delle modifiche sostanziali. I modulatori acustici utilizzano un suono ad altissima frequenza. Controllando l'intensità del suono, possiamo controllare la quantità di luce deviata e quindi costruire un modulatore.

Di seguito sono riportati alcuni dei suoi vantaggi:

  • Possono gestire una potenza piuttosto elevata.

  • La quantità di luce rifratta è linearmente proporzionale all'intensità delle onde sonore.

  • Possono modulare diverse lunghezze d'onda allo stesso tempo.

ADM ottico

Un filtro ottico viene utilizzato per isolare o rilasciare la lunghezza d'onda desiderata da più lunghezze d'onda che arrivano su una fibra. Una volta che una lunghezza d'onda è caduta, un altro canale che impiega la stessa lunghezza d'onda può essere aggiunto o inserito sulla fibra, mentre lascia l'OADM.

Un semplice ADM ha solo 4 canali di ingresso e uscita, ciascuno con quattro lunghezze d'onda. In OADM, le lunghezze d'onda possono essere amplificate, equalizzate o ulteriormente elaborate. OADM organizza le lunghezze d'onda dalla fibra di ingresso alla fibra di uscita utilizzando la connessione incrociata ottica.

Cross-Connect ottico

Un x-connect ottico può accettare quattro fibre di ingresso, ciascuna trasportante quattro lunghezze d'onda, e riorganizzare le 16 lunghezze d'onda sulle quattro fibre di uscita. Un semplice transponder all'interno di OXC rimescolerà una delle lunghezze d'onda su un canale disponibile.