Обратная связь
|
Визначення 5. Два способа реализации звездного соединителя ООВ – одномодовое оптическое волокно
PTS ВМ (Photon Transport System) ‑ фотонная транспортная система технологии волнового мультиплексирования
PLT (Photon Line Terminal) – фотонный линейный терминал
AWG (Arrayed Waveguide Gratings) – дифракционные фазовые решетки на массиве волноводов
CG (Concave Gratings) – дифракционные вогнутые решетки
Визначення 1. Технологии построения ОМХ/ODMX
| Первая основана на применении интегральных оптических схем, где для мультиплексирования сигналов в них используются дифракционные фазовые решетки на массиве волноводов AWG (Arrayed Waveguide Gratings)
| | Вторая основана на применении интегральных оптических схем, где для мультиплексирования сигналов в них используются дифракционные вогнутые решетки CG (Concave Gratings)
| | Третья базируется на миниатюрной дискретной оптике, в которой в качестве коллимирующих элементов применяются трехмерные интегральные линзы, и называется трехмерное оптическое мультиплексирование 3-DO
| l, мкм или нм (¦, ГГЦ или ТГц) - длины волн (частоты) оптических колебаний
ОТр. – оптические тракты
АВХ – амплитудно-волновая характеристика ВОУ
MUX – мультиплексор
DMUX – демультиплексор
Визначення 2. Параметры OMX/ODMX
| ─ минимальное затухание оптических сигналов при их мультиплексировании/демультиплексировании
| | ─ максимальное число мультиплексируемых λ, т. е. число образуемых ОТр.
| | ─ допустимая неравномерность АЧХ совокупного тракта «MUX тракта передачи – DMUX тракта приема любого ОТр.» во всем рабочем диапазоне λ (f) и в пределах полосы частот одного ОТр.
| | ─ минимальный допустимый уровень переходных помех между ОТр.
| | ─ независимость проходящих оптических сигналов от поляризации
| | ─ стоимость устройства OMX/ODMX
|
Табл. 1. Параметры характеризующие технологии AWG, CG и 3-DO
| Техно-логия
| Разнос между ОТр., нм
| Максимальное чис-ло образуемых ОТр.
| Вносимое затухание, дБ
| Уровень переходных помех, дБ
| | AWG
| 0,1 ... 15
|
| 6 ... 8
| от минус 5 до минус 29
| | CG
| 1,0 ... 4,0
|
| 10 ... 16
| от минус 7 до минус 30
| | 3-DO
| 0,4 ... 25
|
| 2 ... 6
| от минус 30 до минус 55
| | Вывод: трехмерное оптическое мультиплексирование (3-DO) имеет преимущества перед другими технологиями и может использоваться в PTSs ВМ до уровня HDWDM включительно с разносом ОТр. не менее 0,4 нм (50 ГГц)”
| | НЕДОСТАТОК !!!: 3-DO не может применяться в технологии NWDM, где разнос между ОТр. составляет 0,2 нм (25 ГГц), 0,1 нм (12,5 ГГц), 0,04 нм (5 ГГц) и менее
| PTSs ВМ технологий DWDM, HDWDM и NWDM – высокоскоростные (и высокоемкостне) PTSs ВМ
Табл. 2. Технологии оптических MUX/DMUX – фильтров
| Технология
| Достоинства
| Недостатки
| | Тонкопленочные диэлектрические фильтры
| 1. Зрелая технология.
2. Высокая температурная стабильность.
3. Хорошая избирательность по длине волны.
| 1. Сложность производства.
2. Применяется только для фиксированной длины волны.
| | Планарные решетчатые волноводы
| 1. Малые размеры.
2. Возможно наращивание числа образуемых ОТр.
3. Интегрирование различных функций на одном чипе.
| 1. Сложность волоконно-оптических интерфейсов.
2. Большая инфраструктура.
3. Высокая стоимость.
| | Волоконные решетки Брегга
| 1. Зрелая технология.
2. Легко интегрируется с волоконно-оптическими устройствами.
| 1. Проблемы механической стабильности.
2. Высокая интенсивность обратного отражения.
3. Требует применения оптических изоляторов.
| | Плавко-волоконные интерферометры Маха-Цендера
| 1 Малые вносимые потери и низкие поляризационные потери.
2. Весьма узкополосные.
3. Легко соединяются с волокном
| 1. Возможность образования небольшого числа ОТр.
2. Требует каскадного соеди-нения устройств, что при-водит к увеличению размеров изделия.
| | Дифракционные решетки
| 1. Малые вносимые потери.
2. Высокая температурная стабильность.
| 1. Громоздкость оборудования.
2. Используется в вакууме.
3. Требует острожного обращения.
| PTNs Metro/Access – PTNs ВМ для местных (городских) оптических сетей доступа
Выводы из табл.2
| 1) Ни одна из представленных технологий не может быть основной, базовой
| | 2) Ни по одной из представленных технологий невозможно построить OMX/ODMX, обеспечивающий получение постоянно растущего числа ОТр. в заданном диапазоне λ с уменьшающимся разносом между ними
| | 3) Существующие PTS DWDM, HDWDM, NWDM и др. для PTNs различных уровней (от Metro/Access до межконтинентальных), д. б. гибкими, обеспечивать получение заданных параметров, иметь низкую стоимость и высокую надежность
| | 4) Для выполнения таких требований при построении OMX/ODMX используются две или три различные технологии ВМ, т. е. смешанный (гибридный) подход
| | 5) Поэтому используемые OMX/ODMX является многоступенчатыми
| l1+2+3+…N – групповой мультиплексный оптическмй сигнал
AWG (Arrayed Waveguide Gratings) – дифракционные фазовые решетки на массиве волноводов
Визначення 3. Технология AWG
| Технология AWG (Arrayed Waveguide Gratings) основана на использовании дифракционных фазовых решеток на массиве волноводов
| | В качестве такой решетки, на практике, применяется ее разновидность – объемный анализатор спектра типа эшелона Майкельсона со следующими названиями
─ волноводный спектральный анализатор
─ волноводный спектральный мультиплексор/демультиплексор
спектральный мультиплексор на основе матрицы сфазированных волноводов или фазар и т. д.
| | Это фазовая решетка со сравнительно небольшим числом интерферирующих оптических лучей и большой постоянной разностью фаз между соседними лучами
| | Волновод-пластина
(планарный волновод)
| | Волноводная матрица
(решетка)
| | Рис. 1. Звездный соединитель
|
Визначення 4. Основа OMX/ODMX
| Это звездный соединитель рис. 1, а и 1 б формируемый из:
| | 1) волновода-пластины (планарного волновода) с волноводами (волокнами) ввода/вывода оптических сигналов
| | 2) волноводной (волоконной) матрицы или дифракционной структуры (решетки) на массиве волноводов
| | Указанные на рис. 1 элементы имеют следующие размеры:
· толщина планарного волновода b = 0,5 мкм
· высота и ширина волноводов решетки равны h = 4 мкм и s = 7 мкм
· расстояние между осями (центрами) волноводов равно u = 9 мкм
| SiO2 – окись кремния
SiO2/Si – волноводный слой из окиси кремния SiO2, нанесенный на кремниевую подложку Si
λ1, λ2, …, λN – отдельные оптические сигналы
| Входные/
выходные
волокна
| | Рис. 2. OMX / ODMX технологии AWG в составе звездного соединителя и зеркального отражательного элемента
|
Визначення 5. Два способа реализации звездного соединителя
| 1) Использование волноводного слоя из окиси кремния SiO2, нанесенного на кремниевую подложку Si (обозначение – SiO2/Si)
| | Пример OMX / ODMX технологии AWG: рис. 2 в составе звездного соединителя и зеркального отражательного элемента
| | 2) Построение OMX/ODMX базируется на двух звездных соединителях, которые образуют составную волноводную решетку (рис. 3)
| | Пример OMX / ODMX технологии AWG: рис. 3 в составе двух звездных соединителей, образующих составную волноводную решетку
|
| Рис. 3. OMX / ODMX технологии AWG в составе двух звездных соединителей
| | 2-ая волноводная пластина
| | 1-ая волноводная пластина
|
InGaAsP/InP – волноводные структуры из четверного соединения InGaAsP на подложке из фосфида индия InP
Пример 1. Применение волноводных решёток AWG
| Волноводные решётки AWG повсеместно применяются в PTSs WDM, объединяя 8-мь оптических сигналов с разносом 200 ГГц (1,61 нм)
| | Они же используются на 1-ой ступени мультиплексирования в высокоскоростных PTSs ВМ, объединяя 10-ть оптических сигналов с разносом 100 ГГц (0,8 нм)
| | В высокоскоростных PTSs ВМ дальнейшее формирование ПЧЛТ производится с применением других технологий
| | Вывод: Формирование ПЧЛТ в высокоскоростных PTSs ВМявляется многоступенчатым
|
| Рис. 4. Простейший двухступенчатый OMX
|
λ1, λ3, …, λ15 – восемь нечетных сигналовформируются в ОМХ1 из исходных сигналов (рис. 5, а)
λ2, λ4, …, λ16 – восемь чётных сигналов формируются в ОМХ2 из исходных сигналов (рис. 5, а и 5, б)
1546,51… 1559,38 нм – верхняя часть С-диапазона l-длин волн
| Рис. 5. Формирование ПЧЛТ PTS DWDM на 16 ОТр. с разносом между ними 100 ГГц (0,8 нм)
|
ОF-I 2×1 – фильтр-чередователь или оптический уплотняющий фильтр, построенный по технологии I (Interleaving)
λ1+2+3+…+16 – результирующий мультиплексный сигнал (рис. 5, в)
PTS TransXpress Infinity WL-16 – PTS DWDM компании Siemens на 16 ОТр. с разносом между ними 100 ГГц (0,8 нм)
|
|