59. Оптические мультиплексоры.
Разветвители (ответвители) сигнала играют важную роль в ВОЛС. Различают разветвители чувствительные (селективные) к длине волны и нечувствительные (неселективные). К селективным разветвителям относят оптические мультиплексоры и демультиплексоры.
Оптические мультиплексоры предназначены для объединения оптических сигналов, передаваемых на нескольких длинах волн. Специфические требования предъявляються к этим устройствам в отношении числа каналов, ширины спектра пропускания и величины перекрестной помехи между каналами.
Основными их функциональными элементами являются частотно-селективные элементы:
1) дифракционные решетки (рис. а) - представляют собой системы с большим числом профилированных штрихов, обеспечивающих концентрацию энергии, которая отражается от решетки, в направлении главного максимума. С помощью дифракционных решеток обеспечивается параллельное разделение (объединение) несущих.
2) Интерференционные фильтры (рис. б) - состоят из набора тонких диэлектрических слоев, который (в результате суперпозиции) является прозрачным для одних частот и непрозрачным — для других; посредством интерференционных фильтров выполняется последовательное объединение несущих.
3) Призма (рис. в)
4) Поглощающие фильтры (рис. г)
Н
а
рисунках (а,б,в,г): 1-градиентная
цилиндрическая линза; 2-дифракционная
решетка; 3-хроматический фильтр; 4-призма;
5-отражающее покрытие; 6-селективные
фотодетекторы.
Параллельное разделение возможно осуществить как для малого так и для большого количества каналов (несколько десятков спектрально уплотненных несущих в одном ВС). Параллельные делители представляют собой мини спектрометры.
Последовательное разделение применяется при небольшом количестве каналов так как с увеличением их количества пропорционально увеличивается число элементов схемы (светофильтров, делительных пластин, зеркал, фокусирующих элементов) и соответственно растут потери на излучение.
60. Оптические переключатели
Оптические переключатели осуществляют механическую, то есть без оптоэлектронного преобразования, коммутацию одного или нескольких оптических сигналов, переходящих из одних волокон в другие. При этом управление процессом переключения может быть ручное, (например, при помощи тумблера), или электрическое (при помощи электрического потенциала). Последний тип переключателей более распространен.
Основная область применения - в составе оборудования для тестирования и мониторинга ВОЛС, а также в составе системы, обеспечивающей повышенную надежность (как, например, оптический обходной переключатель в технологии FDDI). Реализации отличаются функциональными возможностями: количеством входных и выходных волокон-полюсов и типом волокон (многомодовое или одномодовое), возможностью неблокирующей коммутации сигналов, а также техническими характеристиками, из которых наиболее важные: вносимые потери, обратное отражение, время срабатывания, влияние параметров окружающей среды, наработка на отказ. Оптические переключатели являются изотропными устройствами - вносимые потери не зависят от направления распространения сигнала.
Различают несколько типов оптических переключателей:
• Переключатель 1xN - имеет один входной полюс, сигнал из которого перенаправляется в один из N выходных, рис. 3.19 а;
• Дуплексный переключатель 2xN - имеет два входных полюса, сигналы из которых могут перенаправляться в выходные полюсы с шагом 2, рис. 3.19 б;
• Блокирующий переключатель 2xN - имеет два входных полюса, но только один сигнал из двух входных можно передать в выходной полюс - оставшийся сигнал не выходит наружу, рис. 3.19 в;
• Неблокирующий переключатель 2xN - имеет два входных полюса, сигналы из которых могут перенаправляться в выходные полюсы с шагом 1, рис. 3.19 г.
Рис. 3.19. Типы оптических переключателей
Количество выходных полюсов в зависимости от модели может быть от двух до нескольких десятков. Из-за наличия механического элемента с ростом количества полюсов время срабатывания оптического переключателя, управляемого электрическим потенциалом, возрастает и может варьирозаться в пределах от 25 мс до 500 мс.