10.5.3.6. Акусто-оптические перестраиваемые фильтры

Наиболее продвинутой технологией фильтрации, основанной на вращении плоскости поляриза­ции, является акустооптическая технология, достаточно подробно рассмотренная нами в разделе "Оптические модуляторы" (см. разд. 10.4.3.1).

Схема акусто-оптического фильтра (см. рис. 10-48) [336] представляет собой п-п кристалл ниобата лития, в котором сформированы титановые волноводы. На кристалле монтируется пьезоэлек­трический вибратор акустических волн, управляемый ВЧ-источником с частотой 170-180 МГц. Вибра­тор генерирует поверхностную акустическую волну (ПАВ), распространяющуюся по тонкопленоч­ному акустическому волноводу, расположенному в центре под углом к основному световому потоку. Слева и справа от него расположены поляризационные расщепители светового потока.

Фильтр функционирует следующим образом: входной расщепитель разделяет входной поток на ТЕ (показана внизу) и ТМ (вверху) моды, которые в потоке проходят через акустический волно­вод. ПАВ этого волновода приводит к гармоническому изменению показателя преломления в нем (возникновению акустической решетки Брэгга). Это создает условия для "акустической" (звуковой) дифракции Брэгга или вращению на 90° плоскости поляризации одной из длин волн, которая и фильтруется вторым расщепителем на выходе, как несущая, выводимая из мультиплексора.

Достоинством фильтра является возможность изменения длины волны выводимого сигна­ла путем изменения частоты управляющего генератора, возбуждающего ПАВ, а следовательно, постоянной решетки Брэгга. Фильтр может быт настроен на вывод одной несущей, группы несу­щих или всех несущих. Другими достоинствами такого фильтра являются: низкий уровень вноси­мых потерь, низкая потребляемая мощность, широкая полоса перекрытия при перестройке (по­рядка 80 нм в 3 окне) и независимость от скорости передачи данных. Температурная нестабиль­ность компенсируется использованием стабилитаторов.

Глава 11 Новые технологии оптических сетей связи

Развитие оптоволоконных сетей связи сначала шло по линии увеличения скоростей переда­чи, используя иерархию SDH/SONET и схему "одно волокно - один канал". Промышленные систе­мы связи быстро перешли с STM-1 (155 Мбит/с) на STM-4 (622 Мбит/с), а затем и на STM-16 (2,5 Гбит/с). Необходимость такого интенсивного развития диктовалась быстрым ростом трафика Internet ввиду его популярности и расширения числа предоставляемых им услуг. Увеличение емко­сти каналов доступа к сети Internet, в свою очередь, давало возможность пользователям широко ис­пользовать каналоемкие мультимедийные приложения, что, как положительная обратная связь, за­ставляло операторов сетей доступа увеличивать, как число каналов, так и скорость передачи по ним.

Некоторая задержка на этом "интенсивном" пути развития произошла при переходе от STM-16 (2,5 Гбит/с) к STM-64 (10 Гбит/с). С одной стороны были объективные трудности в соз­дании электронных компонетов систем SDH для этого диапазона частот, с другой - "старые" типы ВОК в большинстве своем не обеспечивали нужную надежность систем связи благодаря возрос­шему влиянию дисперсии поляризованной моды PMD. Результаты этой задержки заставили ис­кать новые "оптические решения" не только производителей ВОК и приверженцев "интенсивного" пути развития, но и приверженцев "экстенсивного" пути развития, а именно: организации не­скольких оптических каналов в одном волокне.

Производители ВОК откликнулись на этот вызов созданием новых образцов оптических кабелей (см. гл. 12), приверженцы "интенсивного" пути развития видели выход не только в разра­ботке новых высокоскоростных электронных схем, пригодных для использования в мультиплек­сорах SDH/SONET на скоростях STM-64 и STM-256 (40 Мбит/с), но и в создании солитонной технологии передачи. Приверженцы же "экстенсивного" пути развития предложили широко ис­пользовать известную технологию спектрального мультиплексирования и двигаться в направле­нии создания полностью оптических сетей с оптической коммутацией оптических несущих, ка­налов и пакетов и их оптической же маршрутизацией.

Ниже будут рассмотрены эти новые направления и технологии с той подробностью, кото­рая соответствует масштабам их современного использования.