Rodzaje transoptorów
Sprzęgacze optyczne to urządzenia pasywne, które dzielą, łączą i rozprowadzająoptycznysygnały. Są niezbędnymi elementami optycznymi w multipleksowaniu z podziałem długości fali, światłowodowych sieciach lokalnych, światłowodowych sieciach telewizji kablowej i niektórych przyrządach pomiarowych. Na rysunku pokazano kilka typowych konstrukcji sprzęgaczy światłowodowych.
Zasada działania
Najprostszym typem urządzenia jest 4-portowy transoptor. Na rysunku pokazano budowę i zasadę działania 4-portowego transoptora.
Parametry wydajności
(1) Tłumienie wtrąceniowe
Tłumienność wtrąceniowa odnosi się do stosunku mocy optycznej w określonym porcie na końcu wejściowym do mocy optycznej na innym porcie na końcu wyjściowym po przejściu światła przez urządzenie. Tłumienie wtrąceniowe z portu wejściowego do portu wyjściowego wyraża się jako
L_i=10 log (P_out / P_in) (3-31)
(2) Dodatkowa strata
Stratę dodatkową L_a definiuje się jako stosunek całkowitej mocy wejściowej do całkowitej mocy wyjściowej. Jak pokazano w równaniu 3.32 dla 4-portowego sprzęgacza optycznego,
L_a=10 log (P_in / (P_1 + P_2)) (3-32)
(3) Współczynnik podziału
Współczynnik podziału to wartość procentowa wskazująca stosunek wyjściowej mocy optycznej z jednego portu do całkowitej mocy optycznej wyjściowej ze wszystkich portów. Odzwierciedla proporcję dystrybucji mocy na portach wyjściowych. W przypadku 4-portowego sprzęgacza optycznego można to wyrazić jako
S_n = (P_2 / (P_1 + P_2)) × 100% (3-33)
(4) Izolacja
Izolacja odnosi się do możliwości blokowania lub tłumienia ścieżki optycznej pomiędzy-niepołączonymi portami. Wskazuje, że moc wyjściowa w żądanym porcie wyjściowym jest znacznie większa niż w niepożądanych portach wyjściowych. W przypadku 4-portowego sprzęgacza optycznego jego matematycznym wyrażeniem jest:
L_g=-10 log (P_2 / P_in) (3-34)
Schemat struktury fizycznej trójportowego sprzęgacza optycznego- pokazano na rysunku.
Izolatory optyczne i cyrkulatory optyczne
Izolator optyczny
Funkcja izolatora optycznego polega na tym, że fale świetlne mogą rozprzestrzeniać się wyłącznie w kierunku do przodu, zapobiegając ponownemu przedostawaniu się światła odbitego spowodowanego różnymi czynnikami w linii transmisyjnej do lasera i wpływaniu na jego stabilność operacyjną.
Izolatory optyczne są stosowane przede wszystkim po laserach lub wzmacniaczach optycznych. Lasery i wzmacniacze optyczne są bardzo wrażliwe na światło odbite od złączy, spawów i filtrów. To odbite światło może pogorszyć ich działanie; na przykład szerokość widmowa lasera może zostać poszerzona lub zwężona przez odbite światło, czasami o kilka rzędów wielkości. Dlatego w pobliżu wyjścia takich urządzeń optycznych należy umieścić izolator optyczny, aby zapobiec wpływowi światła odbitego.
Główne wskaźniki wydajności izolatora optycznego obejmują roboczą długość fali, typową tłumienność wtrąceniową (wartość odniesienia: 0,4 dB), maksymalną tłumienność wtrąceniową (wartość odniesienia: 0,6 dB), typową izolację szczytową, minimalną izolację (wartość odniesienia: 40 dB) i utratę odbicia (tj. tłumienie odbić, wartość odniesienia: wejście/wyjście 60/60 dB) itp.
Cyrkulator optyczny
Cyrkulatory optyczne i izolatory optyczne działają zasadniczo na tej samej zasadzie, z tą różnicą, że izolatory optyczne to zazwyczaj urządzenia dwu-portowe, podczas gdy cyrkulatory optyczne to urządzenia wielo-portowe. Cyrkulatory optyczne są ważnymi elementami komunikacji dwukierunkowej, ponieważ mogą oddzielać światło przechodzące do przodu i do tyłu, i są wykorzystywane w komunikacji dwukierunkowej jedno-włóknem światłowodowym. Po lewej stronie pokazano schematyczny diagram cyrkulatora optycznego, a po prawej stronie przedstawiono schemat ideowy cyrkulatora optycznego wykorzystywanego w dwukierunkowej komunikacji jedno-włóknowej.
Przetwornik długości fali
Konwerter długości fali to urządzenie, które przekształca sygnał z jednej długości fali na drugą. Przetworniki długości fali można podzielić na optoelektroniczne konwertery długości fali i wszystkie-optyczne konwertery długości fali w oparciu o ich mechanizm konwersji długości fali.
Na rysunku pokazano optoelektroniczny konwerter długości fali. Ze względu na ograniczenia prędkości narzucone przez urządzenia elektroniczne, nie nadaje się do systemów komunikacji światłowodowej o dużej-szybkości i dużej-przepustowości.
Całkowicie-optyczny konwerter długości fali pokazano na rysunku 3.38. Technologia konwersji długości fali składa się głównie z półprzewodnikowego wzmacniacza optycznego (SOA).
Sygnał świetlny o długości fali λ₁ i ciągły sygnał świetlny o długości fali λ₂ są jednocześnie podawane do półprzewodnikowego wzmacniacza optycznego (SOA). SOA wykazuje charakterystykę nasycenia wzmocnienia w odniesieniu do wejściowej mocy optycznej. W rezultacie informacja przenoszona przez wejściowy sygnał świetlny jest przenoszona do λ₂, a ekstrakcja sygnału świetlnego λ₂ przez filtr umożliwia-optyczną konwersję długości fali z λ₁ na λ₂.
