1.2 Компоненты ОСД | Телекоммуникации вчера, сегодня, завтра

Последовательность действий при создании объекта радиосвязи

Бланк формы №1 ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ РЭС

Поставка оборудования обеспеченного радиочастотами

Витрина



1.2 Компоненты ОСД

1.2.1  Перечень волоконно-оптических средств

Весь перечень волоконно-оптических средств - компонентов ОСД может быть разделен на квантовые активные и оптические пассивные. К активным компонентам откосятся:

  • оптические   источники   излучения,   обеспечивающие  передачу оптических сигналов;
  • оптические источники излучения, предназначенные для осуществления оптической накачки в ОУ;
  • ОУ,    обеспечивающие   оптическое   усиление    при    передаче информационных оптических сигналов;
  • трансиондеры, обеспечивающие преобразование входных оптических сигналов, поступающих в широком диапазоне длин волн, например, в пределах второго окна прозрачности (1260 - 1340 нм) или в пределах третьего окна прозрачности (1480 - 1580 нм), в выходные оптические сигналы конкретных оптических каналов многоволновой системы передачи ВОСП-СР;
  • ромимо перечисленных здесь элементов при проектировании и строительстве волоконно-оптической сети потребуются стабилизаторы напряжения и дополнительные устройства, обеспечивающие бесперебойное питание для всего оборудования, входящего в систему. При разработке проекта электропитания, необходимо предусмотреть наличие  автотрансформаторов на заданное напряжение питания, а для особо ответственных элементов оборудования – установку ибп;
  • оптические   коммутаторы,   предназначенные   для   коммутации входных оптических сигналов по заданному алгоритму.

К пассивным компонентам относятся:

  • оптические разветвители (без разделения по длине волны);   
  • оптические аттенюаторы;                                                       оптические фильтры (фиксированные);
  • настраиваемые (регулируемые) оптические фильтры;                      
  • оптические изоляторы;                                                                            
  • оптические переключатели;
  • пассивные компенсаторы дисперсии;
  • оптические окончания;
  • оптические соединители разъемные;
  • оптические соединители неразъемные (сростки);
  • оптические мультиплексоры и демультиплексоры по длине волны;
  • оптические волокна (ОВ).

1.2.2   Оптические разветвители

Оптический разветвитель представляет собой в общем случае многополюсное устройство, в котором оптическое излучение, подаваемое на часть входных оптических полюсов (портов), распределяется между его остальными оптическими полюсами (портами).

Другими словами, OP относятся к устройствам, выполняющим соответственно пространственное разделение оптического сигнала по нескольким каналам и объединение оптических сигналов различных оптических каналов в один оптический канал.

ОР с одним входным и двумя выходными портами, предназначенный для ответвления заданной части мощности оптического излучения, называют оптическим ответвителем.

Различают направленные и двунаправленные (ненаправленные) ОР, а также ОР, по уровню мощности оптического излучения и по длине волны. В двунаправленном ОР каждый оптический полюс (порт) может работать или на прием, или на передачу оптического сигнала, или осуществлять прием и передачу одновременно.

Основные виды ОР: древовидный разветвитель (нее coupler), звездообразный разветвитель (star coupler), направленный ответвитель, многоволновый ответвитель.

Древовидный разветвитель (или Т-ответвитель) осуществляет расщепление сигнала на N выходных, как показано на рисунке 1.6, или выполняет обратную функцию: объединение N входных сигналов в один выходной.

В звездообразном разветвителе оптический сигнал приходит на один из N входных полюсов (портов) и в равной степени распределяется между N выходными полюсами (портами), как показано на рисунке 1.7.

Направленный ответвитель представляет собой трехгюртовый ответвитель, который позволяет передавать оптический сигнал в одном направлении, например, от порта А до порта С, как показано на рисунке 1.8, тогда как оптический сигнал той же длины волны принимается с другого направления и передается с порта С на порт В.

Многоволновый ответвитель - это ОР, в котором разветвление оптических сигналов осуществляется по длине волны.

На рисунке 1.9 приведена схема многоволнового ответвителя с тремя портами, который позволяет передавать оптические сигналы с разными длинами волн л. и Х2 (с портов А и В) на одно оптическое волокно (порт С).

Рисунок 1.9

Многоволновый ответвитель может быть реализован и но схеме на рисунке 1.8. В этом случае он позволяет передавать оптический сигнал с длиной волны Х\ в одном направлении (от порта А до порта С), а оптический сигнал другой длины волны 12 принимать с другого направления - от порта С на порт В.

К основным характеристикам ОР относятся:

- вносимые потери (insertion loss, IL) - определяются как разность уровней мощности оптического излучения между входным ( i ) и выходными (j) портами ОР

- затухание отражения (return loss, RL; - определяется как разность уровнен  входной мощности оптического излучения на i-том входном порте ( Рвх. ) и отраженной мощности иа этом же порте (Рcipj)

(2)

- рабочий диапазон длин волн (passband)- диапазон длин волн, в пределах которого определена работа ОР;

- потери на разветвлении (splitting loss, SL) - это потери связанные с естественным распределением мощности оптического излучения входного сигнала между выходными портами. Например, при числе портов N и равном распределении входной мощности между всеми выходными портами

(3)

- соотношение разветвления (splitting ratio, SR) - определяет, каким образом мощность оптического излучения распределяется между выходными портами- Эта характеристика может быть выражена как в виде набора коэффициентов передачи по выходным порчам, гак п в виде процентной пропорции мощностей оптического излучения по выходным портам, где за 100% принята суммарная выходная мощность.

ОР по длине волны, т.е., работающие в режиме оптических мультиплексоров (ОМ) или оптических демультиплексоров (ОД), характеризуются также направленностью (для ОМ) и изоляцией (для ОД):

- направленность (directivity, D;) - является мерой изоляции входных портов ОМ (ближние перекрестные помехи) и определяется для i-oro входного порта как разность между уровнями входной мощности оптического излучения i-ro оптического канала (на длине волны Х() и мощности, утекающей через другие входные порчи

(4)

- изоляция (isolation, 1() является мерой изоляции выходных портов ОД (дальние перекрестные помехи) и определяется для i-ro выходного порта как разность между уровнями выходной мощности оптического излучения на длине волны X, и мощности этого канала, утекающей через другие выходные порты

  (5)

1.2.3   Оптические аттенюаторы

Оптические аттенюаторы осуществляют ослабление (затухание) мощности оптического излучения входного сигнала. Различают переменные (или регулируемые) ОА, которые допускают регулировку величины затухания в пределах 0-20 дБ, и фиксированные О А с установленным значением затухания.

Основной характеристикой ОА является допуск на вносимые потери (Insertion Loss Tolerance), определяемый как разность между номинальным и действительным значениями вносимых потерь.

К основным характеристикам только переменных ОА относятся:

  1. вносимое (начальное) затухание;
  2. диапазон регулируемого затухания.

1.2.4   Оптические фильтры

Оптические фильтры - это устройства для выделения (пропускания) или отклонения (не пропускания) определенного диапазона длин волн в спектре оптического излучения сигнала. Различают ОФ фиксированные и настраиваемые (регулируемые).

К первым относятся ОФ с фиксированной областью передачи длин волн, которые подразделяются на односторонние (широкополосные), характеризующиеся значительной полосой пропускания рабочих длин волн и узкополосные, пропускающие длины волн одного диапазона, отвергая соседние.

Ко вторым относятся интерференционные ОФ, в которых может осуществляться настройка центральной длины волны или полосы пропускания фильтра.

К основным характеристикам ОФ относятся:

  • рабочий диапазон длин волн (диапазон «пропускаемых» длин волн);
  • вносимые потери, определяемые как коэффициент передачи «пропускаемых» спектральных составляющих (длин волн) оптического сигнала;
  • затухание отражения;
  • изоляция, определяемая как коэффициент передачи для «не пропускаемых» спектральных составляющих (длин волн) оптического сигнала.

1.2.5  Оптические изоляторы

Оптические изоляторы обеспечивают передачу оптического сигнала с малым затуханием (1-2 дБ) в прямом направлении и с большим затуханием (более 30 дБ) в обратном.

К основным характеристикам ОИ относятся:

  • центральная длина волны -длина волны, но которой определяется рабочий диапазон длин волн ОИ;
  • рабочий диапазон длин волн (operation wavlength range) - диапазон длин волн, для которого определены характеристики передачи ОИ;
  • вносимые потери (insertion loss) - определяют затухание оптического сигнала в прямом направлении (коэффициент передачи в прямом направлении);
  • развязка (backword loss) - определяет затухание оптического сигнала в обратном направлении (коэффициент передачи в обратном направлении);
  • потери, зависящие от поляризации (polarization dependent loss) -это максимум вариаций вносимых потерь из-за состояния поляризации.

1.2.6  Оптические переключатели

Оптические переключатели осуществляют коммутацию одного или нескольких оптических сигналов, переходящих из одних ОВ в другие без оптоэлектронного преобразования. При этом управление процессом переключения может быть либо ручное, либо электрическими или оптическими сигналами. ОП являются изотропными устройствами вносимые потери не зависят от направления распространения сигнала.
Различают несколько типов ОП:

- переключатель lxN - имеет один входной порт, сигнал из которого перенаправляется в один из N входных портов, как показано на рисунке 1.10;

- дуплексный переключатель 2xN - имеет два входных порта, сигналы, из которых могут перенаправляться в выходные порты с шагом 2, как показано на рисунке 1.11;

- блокирующий переключатель 2xN имеет два входных порта, но только один сигнал из двух входных можно перенаправлять в выходные порты, как показано на рисунке 1.12.

- неблокирующий переключатель 2xN - имеет два входных порта, сигналы из которых могут перенаправляться в выходные порты с шагом I, как показано на рисунке 1.13.

Рисунок 1.13

К основным характеристикам ОП относятся:

  • вносимые потери или коэффициент передачи в положении «замкнут»;
  • затухание отражения;
  • время переключения;
  • повторяемость (надежность) переключений.

1.2.7  Пассивные компенсаторы дисперсии

Пассивный компенсатор дисперсии - это компонент, применяемый для компенсации хроматической дисперсии в оптическом тракте. Как правило, это отрезок ОВ, имеющий наклон линейной зависимости хроматической дисперсии от длины волны противоположный наклону этой зависимости для ОВ в оптическом тракте.

1.2.8   Оптические окончания

Оптическое окончание — это компонент, используемый для оконцевания оптических волокон либо оптическими соединителями разъемными, либо оптическими соединителями неразъемными.

Основные характеристики ОО такие же как для ОСР и ОСН.

1.2.9  Оптические соединители разъемные

Оптические соединители разъемные применяются для многократного соединения/разъединения различных компонентов ОСД в местах ввода и вывода оптического излучения.

По типу (фиксаций) соединения различают следующие ОСР:

  • FC/PC - резьбовой с ключом;
  • ST - байонетная фиксация с ключом;
  • SC - защелка с фиксатором.

К основным характеристикам ОСР относятся:

  • вносимые потери;
  • затухание отражения;
  • коэффициент отражения;
  • геометрические параметры;                                                       
  • число соединений/разъединений (надежность).

1.2.10  Оптические соединители неразъемные

Оптические соединители неразъемные применяются в местах постоянного монтажа (соединения) оптического тракта ОСД.

Различают сварные и механические ОСН.                                     .

К основным характеристикам ОСН относятся:

  • вносимые потери;                                           
  • затухание отражения;
  • коэффициент отражения;                                      .
  • геометрические параметры.

1.2.11    Оптические мультиплексоры и демультиплексоры

Оптические мультиплексоры и оптические демультиплексоры применяются в ВОСП со спектральным разделением по длине волны.

Рисунок 1.14 - Схема ОМ/ОД

Технологическая конструкция и принцип работы устройств ОМ и ОД аналогичны. На рисунке 1.14 приведена типовая схема ОМ/ОД с зеркальным отражающим покрытием.

Рассмотрим принцип работы схемы, например, в режиме ОД. Входной    результирующий    оптический    сигнал через соответствующий входной (выходной) волновод (ВхВ) поступает на волновод-пластину (В-П), где распределяется по множеству волноводов, представляющих дифракционную структуру (ДфС). Сигнал в каждом из волноводов ДфС остается результирующим (спектрально-уплотненным) оптическим    сигналом,    а    каждый    канал остается представленным во всех волноводах. Далее происходит отражение сигналов от зеркальной поверхности (ЗК), и, в итоге, световые потоки вновь собираются в В-П, где происходит их фокусировка и интерференция - образуются пространственно разнесенные интерференционные максимумы интенсивности, соответствующие разfi ым к аналам.

Геометрия В-П, в частности расположение выходов и длины волноводов, ДфС рассчитываются таким образом, чтобы интерференционные максимумы совпадали с выходами В-П. Таким образом, па каждом из выходов В-П формируется оптический сигнал соответствующего каналакоторый через соответствующий ВхВ поступает на i-тый выход ОД.

Аналогично, но обратным путем происходит работа схемы в режиме ОМ.

К основным параметрам ОМ и ОД относятся:

  • вносимые потери (для ОМ и ОД);
  • суммарные вносимые потери (для ОМ);
  • направленность (для ОМ);
  • затухание отражения (для ОМ и ОД);
  • изоляция (для ОД).

 



Поиск по сайту


Смотрите также