12.2. Источники оптического излучения для сетей otdm

Как упоминалось выше, для высокоскоростных систем OTDM оптический импульс должен быть весьма узким. Например, сеть OTDM из 10 узлов, каждый из которых генерирует данные со скоростью 10 Гбит/с, потребует составной оптической передачи со скоростью 100 Гбит/с. Это, в свою очередь, подразумевает интервал передачи двоичного разряда приблизительно в 10 пикосекунд (пс) и, таким образом, передаваемые оптические импульсы должны иметь ширину не более 5 пс (коэффициент заполнения периода импульса составляет 50% (duty cycle)). Последнее соответствует оптической передаче с пассивной паузой (с возвратом к нулю), которая необходима для согласования импульсов с учётом эффекта растягивания (pulse stretching), вызванным дисперсией волокна и дрожанием синхронизации в течение времени распространения сигнала по волокну. Переданные оптические импульсы в сети OTDM должны быть также преобразованы с учётом реальной полосы пропускания (time-bandwidth product), ограниченной величиной 0.44 [23]. Последнее ограничение также устанавливает и верхний предел ширины спектра оптического сигнала, что, в свою очередь, значительно повышает требование к допустимой дисперсии волокна, изменяющей форму оптического импульса в течение времени его распространения по волокну.

К возможным техническим подходам, использующимся для генерации таких оптических импульсов, следует отнести полупроводниковые лазеры с модуляцией коэффициента усиления (gain-switched) и волоконные лазеры с синхронизацией мод (mode-locked). Модуляция коэффициента усиления – это многопрофильный способ, который требует управления обычным лазером путём распределенной обратной связи (Distributed FeedBack, DFB) высокостабильным гармоническим электрическим сигналом, в результате чего удаётся получить короткие импульсы и обеспечить передачу на скорости в Гбит/с. Тогда синхронизация этого импульса становится вполне определимой задачей. Однако последовательности оптических импульсов, получаемые модуляцией коэффициента усиления, обладают повышенной спектральной протяженностью (chirping) и могут вызвать значительный уровень дрожания синхронизации. Данная проблема может быть частично решена ограничением спектральной протяженности с помощью оптической фильтрации, за которой последует сжатие импульса путем применения волокна с соответствующей компенсацией дисперсии.

А

186

льтернативным способом создания последовательности узких оптических импульсов является использование лазера с синхронизацией мод (mode-locked laser, MLL). Лазер типа MLL с внешним резонатором может быть получен в результате доработки распространённых моделей полупроводниковых лазеров с внешним резонатором настраиваемой дифракционной решеткой (grating-tuned), которая является источником узкой спектральной линии. Основное требование для таких систем – это оснащение высокостабильной системой радиочастотного смещения (high-quality RF bias), подключенной к микросхеме лазера, что и позволяет обеспечить радиочастотное управление лазера на заданной частоте. Длина лазерного резонатора настроена так, чтобы оптический период кругового обращения (обращение оптического сигнала внутри резонатора по замкнутому маршруту «туда-обратно») был равен периоду управляющего радиочастотного сигнала. Тогда выходной сигнал лазера будет состоять из последовательности коротких оптических импульсов с точно определенной частотой повторения. Синхронизация на каждую такую скорость передачи потребует подстройки, чтобы согласовать длину резонатора с радиочастотной частотой.