Многоканальные телекоммуникационные системы (компьютерные упражнения). Ч. 8. Изучение основных форматов модуляции оптических сигналов. Учебное пособие
.pdf
ПРИЛОЖЕНИЕ Модулятор оптического излучения на базе интерферометра Маха-Цендера
В качестве внешнего модулятора оптического излучения в аппаратуре оптических систем передачи широко используется модулятор на базе интерферометра Маха-Цендера (ММЦ), устройство которого показано на рисунке П.1. Световой поток по входному оптическому волокну
|
Напряжение |
(ОВ) поступает |
на Y-разветвитель и |
||
Входное |
смещения |
||||
|
|
||||
волокно |
|
Напряжение |
направляется по двум одинаковым све- |
||
|
|
||||
|
|
модуляции |
товодам на второй Y-разветвитель. Если |
||
|
|
|
|||
|
|
|
к пластинам, между которыми проходят |
||
|
|
|
световоды, напряжение не приложено, |
||
|
|
|
световые потоки складываются по фазе и |
||
Y-разветвители |
|
Выходное |
выходной поток |
практически не будет |
|
|
|||||
|
|||||
|
|
отличаться от входного. Если же на пла- |
|||
|
|
волокно |
|||
Рис. П.1 Конструкция ММЦ |
стины подано напряжение, то коэффици- |
||||
|
|
|
ент преломления световодов изменяется |
||
на величину n, которая подсчитывается по формуле [6]
n |
n3 |
r E, |
(П.1) |
|
|||
2 |
ij |
|
|
где n – исходный коэффициент преломления, Е – напряжённость электрического поля, а rij – электрооптический коэффициент, присущий материалу данного световода.
Изменение коэффициента преломления, в свою очередь, вызывает набег фазы, равный
|
2 |
n l. |
(П.2) |
|
|
||||
|
|
|
Здесь λ – длина волны светового потока, а l – протяжённость световода. Интенсивность светового потока на выходе определится как
I |
вых |
I |
вх |
cos2 0,5( |
0 |
) , |
(П.3) |
|
|
|
|
|
|
|
|||
где Iвх – интенсивность входного потока, а |
φ0 – разность фаз при Е = 0. Очевид- |
|||||||
но, что для рассматриваемой конструкции |
φ0 = 0. |
|
||||||
21
Iвых /Iвх
Интенсивность
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
|
Выходная |
|
|
Выходная |
|
|
||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
оптическая |
|
|
оптическая |
|
|
||
|
|
фаза = 0 |
|
|
фаза = |
|
|
||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-1 |
0 |
1 |
2 |
3 |
|||||
Напряжение
Рис. П.2 Модуляционная характеристика ММЦ
Зависимость Iвых от напряжения на пластинах ММЦ является его модуляционной характеристикой. Обращает внимание то, что характеристика периодическая, причём фаза выходного потока меняется на π при переходе к её соседней волне.
На рисунке напряжение отложено в произвольных единицах. Заметим, что в современных ММЦ для перехода от максимума до минимума интенсивности выходного потока достаточно изменять напряжение примерно на 2,5 В.
Список литературы
1.Тверецкий М.С. Многоканальные телекоммуникационные системы (компьютерные упражнения). Ч.1. Методические указания по выполнению упражнений: Учебное пособие / МТУСИ. – М., 2011. – 30 с.: ил.
2.Гордиенко В.Н., Тверецкий М.С. Многоканальные телекоммуникационные системы: Учебник для вузов. Изд. 2-е, испр. и доп. – М.: Горячая линия – Теле-
ком, 2013. – 396 с.: ил.
3.Рекомендация МСЭ-Т G.959.1 (02/2012) Интерфейсы физического уровня оптической транспортной сети.
4.МСЭ-Т серия G. Дополнение 39 (02/2006). Рассмотрение вопросов расчёта и проектирования оптических систем.
5.Тверецкий М.С. Многоканальные телекоммуникационные системы (компьютерные упражнения). Ч. 2. Изучение огибающей оптического импульса: Учебное пособие / МТУСИ. – М., 2012. – 34 с.: ил.
6.Скляров О.К. Волоконно-оптические сети и системы связи: Учебное пособие. Изд. 2-е, стер. – СПб.: Изд-во «Лань», 2010. – 272 с.: ил. – (Учебники для вузов. Специальная литература).
7.Скляр Бернард. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом "Вильяме", 2003.
– 1104 с.: ил.
22
План УМД на 2017/18 уч.г. С. 5, п. 28.
Михаил Серафимович Тверецкий
МНОГОКАНАЛЬНЫЕ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ (компьютерные упражнения)
Часть 8
ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ФОРМАТОВ МОДУЛЯЦИИ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
Учебное пособие
Подписано в печать 16.03.2017г. Формат 60х90 1/16. Объём 1,5 усл.п.л. Тираж 200 экз. Изд. № 30.
23