Optical Communications Theory

WDM устройства

Author: VTSC Category: Networks,Optical Products,WDM Technology Date: 28 May 2009

Оптични мултиплекстори (MUX)
Предназначението на оптичните мултиплексори е да обединят голям брой оптични сигнали с различна дължина на вълната, благодарение на което получения пакет може да бъде транспортиран по едно единствено оптично влакно, а самият процес на обединяване се нарича уплътняване по дължина на вълната.
Оптични демултиплекстори (DEMUX)
Демултиплексирането е процес обратен на мултиплексирането, а разглежданите устройства имат за цел да разделят предавания пакет на отеделните съставящи го еденични оптични сигнали с определена дължина на вълната и да ги изведат към едноименните им изходи.
MUX/DEMUX
Това устройство обединява свойствата на гореописаните две и се използва двупосочно, т.е. входовете му се използват и като изходи. Възможно е събирането на двете гореописани устройства в един корпус, но те да работят независимо. В този случай входовете на MUX не могат да бъдат използвани като изходи на DEMUX и обратно, а полученото устройство не е MUX/DEMUX.
ADD модули
Предназначението на ADD модула е да ”добави” сигнал с определена дължина на вълната към пакетния сигнал предаван по оптичното влакно.
DROP модули
Ролята на DROP модула е да „извади” сигнал с определена дължина на вълната от пакетния сигнал предаван по оптичното влакно.
ADD/DROP модули
В корпуса на ADD/DROP модула са поместени едно добавящо и едно изваждащо устройства, които са свързани последователно към едно и също оптично влакно а сигналите се насочват по посока общия порт, а именно COM.

Източници на светлина, използвани в оптичните предаватели (част 2)

Author: VTSC Category: Optical Products Date: 15 May 2009

Лазерите с разпределена обратна връзка са полупроводникови лазерни диоди, в структурата на които е поставена дифракционна решетка, създаваща положителна обратна връзка за една единствена спектрална съставна. За всички останали дължини на вълната затихването е многократно по-голямо и те на практика не присъстват в изходния сигнал.
DFB имат няколко несъмнени положителни качества, като висока изходна мощност, ниско ниво на шум, голям динамичен обхват и много тясна спектрална лента, което ги прави много по-привлекателни в сравнение с другите полупроводникови лазери.
Основно приложение DFB лазерите намират в оптичните комуникационни системи, за предаване на сигнали на големи разстояния по едномодово оптично влакно в диапазоните 1300 и 1550nm, както и като напомпващи лазери в оптичните усилватели. Ограниченото им приложение е продиктувано от относително високата цена и небходимостта от допълнителни вериги за стабилизация, наложено от силната зависимост на нивото на шумовете от работната температура на полупроводниковия кристал и от върнатата преизлъчена от оптичното влакно оптична мощност. Паразитна честотна модулация и RIN са генерираните шумови компоненти, но те са значително по-малки по стойност в сравнение с тези на FP лазерите.
Лазерите с резонатор с вертикална излъчваща повърхност представляват вертикална структура от няколко слоя p-тип, активна област и няколко слоя n-тип. Слоестата структура е аналогична на решетката на Брег и броя на слоевете зависи от желаната дължина на вълната. Лазерите от този тип могат да работят както в едномодов така и в многомодов режим. Това се определя от диаметъра на излъчващата повърхност.
 VCSEL намират приложение във високоскоростните оптични локални мрежи работещи в обхвата 850nm, както и като антена във вътрешно сградните микроклетъчни мрежи. Ниската им цена и малката консумирана мощност ги правят конкурентни и за онези приложения, които изискват много на брой оптични линии.
Най-често оптичния предавател се помества в херметичен корпус и освен лазерен диод в състава му могат да бъдат включени: импедансно-съгласуваща верига (ИСВ), оптичен изолатор (ОИ), влакнесто-оптичен накрайник (pigtail), фотодиод за контрол на лазерната мощност, термистор и термоелектричен охладител (ТЕО) за контрол и регулиране на лазерната температурата.

Източници на светлина, използвани в оптичните предаватели (част 1)

Author: VTSC Category: Optical Products Date: 15 May 2009

В оптичните комуникационни системи като източник на светлина се използват полупроводникови светодиоди (LED) и лазерни диоди (LD). Съществените предимства, които отреждат основно място на полупроводниковите лазерни диоди при изграждане на оптични предаватели са: малки размери, висока надеждност и ефективност, много тесен честотен спектър на излъчвания сигнал, малка излъчваща повърхност съвместима с размерите на оптичното влакно, възможност за директна модулация, както и относително висока работна честота.
Полупроводниковите лазерни диоди са разделени в няколко основни групи: хомоструктурни, еденични хетероструктурни, двойни хетероструктурни, GRINSCH (Graded-index separate confinement heterostructure), от огледален тип (FP, DFB, DBR) и лазери с резонатор с вертикална излъчваща повърхност (Vertical Cavity Surface Emitting Laser). От изброените до тук най-голямо приложение намират лазерите на Фабри-Перо (FP), лазерите с разпределена обратна връзка (DFB), лазерите с разпределен рефлектор на Брег (DBR) и лазарите с резонатор с вертикална излъчваща повърхност (VCSEL).
Лазерите на Фабри-Перо са многомодов тип лазери, за изграждането на които се използва двойка крайни огледала, осигуряващи условията за излъчване на светлина и резонатор на Фабри-Перо. В спектъра на излъчения от тях сигнал присъстват няколко спектрални съставящи (моди), като една от тях е доминантна и се приема за основна, а другите са странични, имащи по-малка амплитуда. От многомодовата структура на спектъра на излъчения сигнал произтичат основните недостатъци на FP лазерите: изходната мощност се разпределя във всички спектрални съставки, много ярко изразено при директна модулация, водещо до промяна на съотношението на амплитудите на отделните странични моди; при предаване по оптичния канал различните моди имат различна групова скорост (хроматична дисперсия), водещо до голямо изкривяване формата на сигнала в изхода на оптичната част, особено при предаване на по-големи разстояния. Последното се явява и основна причина за ограничената скоростта на предаване при FP лазерите. При работата им се наблюдават и още някой нежелани явления като бърза смяна на модовете, релаксационни колебания, паразитна честотна модулация, както и генериране на различни по характер шумове със сравнително голям интензитет – относителен интензитетен шум, фазов шум и шум от отражения в резонатора.

Заваряване на оптични влакна (Сплайсване)

Author: VTSC Category: Networks Date: 8 May 2009

Заваряването на оптични влакна или по друг начин казано „сплайсване” е процес на възстановяване на физическата цялост на светлопреносната линия. Като изключим етапите на манипулация на оптичния кабел с цел осигуряване на достъп до оптичните влакна, процесът на сплайсване се осъществява в няколко стъпки.
Първо – отсранява се външната (цветна) полиетиленова обвивка с диаметър 900µm и се достига до чистото кварцово влакно. Този процес се извършва с помощта на стрипер или друг специализиран инструмент.
След това с помощта на прецизна резачка на оптични влакна, позната като клийвър, подлежащите съединяване влакна се срязват под прав ъгъл. Същите се поставят в държачите на апарата за заваряване на оптични влакна (сплайсер) и чрез пулта му за управление се контролират и наблюдават процесите на съосване на влакната и пускане на електрическа дъга. Последната разтопява челата на поставените влакна и след леко прибутване, чрез механичната част на сплайсера заварката е готова.
Мястото на заварката се покрива със термосвиваем сплайс протектор, който има за цел да защити механически създаденото съединение.