ELEMENTY SIECI ŚWIATŁOWODOWEJ

Transkrypt

1 ELEMENTY SIECI ŚWIATŁOWODOWEJ

2 MODULATORY bezpośrednia (prąd lasera) niedroga może skutkować chirpem do 1 nm (zmiana długości fali spowodowana zmianami gęstości nośników w obszarze aktywnym) zewnętrzna 25 do 40 Gb/s AM (caused by modulation spectrum) dominate linewidth of optical signal Modulacja DC RF DC MOD RF

3 Modulatory zewnętrzne Modulator Macha-Zehndera MODULATORY

4 NADAJNIKI Modulatory zewnętrzne Modulator elektroabsorpcyjny Światło absorbowane przez generację par elektron-dziura Przykładane napięcie moduluje szerokość przerwy energetycznej i tym samym widmo absorpcji

5 NADAJNIKI DFB laser with external on-chip modulator Modulation section Laser section

6 IZOLATORY

7 IZOLATORY Izolatory Główne zastosowanie Ochrona laserów i wzmacniaczy optycznych przed światłem odbitym Insertion loss: Niskie straty (02 to 2 db) w kierunku przewodzenia Wysokie straty wsteczne: 20 to 40 db single stage, 40 to 80 db dual stage) Return loss: Więcej niż 60 db bez złączy

8 MULTIPLEKSERY & DEMULTIPLEKSERY LASER 1 LASER 2 LASER N 1 2 DEMULTI- MULTI- PLEXER LUB SUMATOR PLEXER OPTYCZNY LUB DZIELNIKK FILTR OPT 1 1 FOTODET FILTR OPT 1 2 FOTODET FOTODET 1 FOTODET 2 MOCY MOCY N FOTODET N 1, 2, N FILTR OPT 1 N 1 2 FOTODET N Każdy laser emituje inną długość fali, sygnały po połączeniu transmitowane są światłowodem Po stronie odbiorczej sygnały są kierowane do fotodetektorów Przed detekcją sygnały są filtrowane przez optyczne filtry Dla WDM - 10 nm, dla DWDM - 1 nm, dla FDM - 0,1 nm

9 Sprzęgacze Sprzęgacze planarne mają 2 blisko siebie położone światłowody, wzajemnie się pobudzające Sprzężenie zależy od długości L, na której światłowody przebiegają zbliżone Przy pewnej długości L moc przechodzi całkowicie z toru górnego do dolnego Przy pewnej długości L moc dzieli się po równo, otrzymujemy sprzęgacz 3 db a) P WE P 1 L P 2

10 MULTIPLEKSERY & DEMULTIPLEKSERY 1 2 1, 2, 3, 4 1, 2 1, 2, 8 1, 2, 8 8 1, 2, 8 W oparciu o elementarny sprzęgacz 3 db 2 x 2 można budować bardziej złożone struktury, takie jak 4 x 4, potrzeba na to 4 sprzęgacze, lub 8 x 8 z wykorzystaniem 12 elementarnych sprzęgaczy co pokazuje rys1120 Istnieje możliwość budowy innych struktur, takich jak sprzęgacze 1 x N, lub N x M

11 MULTIPLEKSERY & DEMULTIPLEKSERY a) ŚWIATŁOWODY SIATKA WEJŚCIOWE DYFRAKCYJNA b) ŚWIATŁOWODY SIATKA WYJŚCIOWE DYFRAKCYJNA , 2, 3 1, 2, 3 ŚWIATŁOWÓD WYJŚCIOWY SOCZEWKA ŚWIATŁOWÓD WEJŚCIOWY SOCZEWKA O ZMIENNYM n Multipleksery i demultipleksery mogą być konstruowane w oparciu o siatki dyfrakcyjne Na rys a N planarnych światłowodów prowadzących sygnały o różnej długości fali oświetla siatkę dyfrakcyjną Kąt odbicia zależy od długości fali padającego promieniowania Struktura jest tak dobrana, aby wszystkie sygnały po odbiciu trafiły do wspólnego wyjściowego światłowodu Układ jest odwracalny Jego działanie jako demultipleksera pokazano na rys b

12 MULTIPLEKSERY & DEMULTIPLEKSERY multiplekser i demultiplekser z siatką dyfrakcyjną

13 MULTIPLEKSERY & DEMULTIPLEKSERY WEJŚCIOWY DZIELNIK MOCY WYJŚCIOWY SUMATOR MOCY 1, 2, 3, 4 2-WYMIAROWY OBSZAR PROPAGACJI N Układ 2 sprzęgaczy planarnych w formie gwiazdy odpowiednio połączonych tworzy nowy typ sprzęgacza, który pracuje jako demultiplekser Między sprzęgaczami układ planarnych ścieżek-prowadnic o różnych długościach Sprzęgacz 1 jest dzielnikiem mocy Układ ścieżek o różnych długościach różnicuje fazy docierających do sprzęgacza 2 sygnałów Pozwala to na selektywne pobudzania wrót wyjściowych

14 Filtry optyczne Czas przestrajania dla filtru piezoelektrycznego jest rzędu milisekund, dla półprzewodnikowego bardzo krótki, rzędu nanosekundc ŚWIATŁOWÓD L ZWIERCIADŁO I p PIEZOELEKTRYK n ZWIERCIADŁO ŚWIATŁOWÓD Filtr F-P ze światłowodem, przestrajany elektrycznie Filtr półprzewodnikowy z siatką Bragg a, przestrajany prądem Czas przestrajania dla filtru piezoelektrycznego jest rzędu milisekund, dla półprzewodnikowego bardzo krótki, rzędu nanosekund

15 PRZEŁĄCZNICE OPTYCZNE

16