Vrste optičnih sklopnikov
Optični spojniki so pasivne naprave, ki delijo, združujejo in distribuirajooptičnisignali. So nepogrešljive optične komponente pri multipleksiranju z delitvijo valovnih dolžin, lokalnih omrežjih z optičnimi vlakni, kabelskih televizijskih omrežjih z optičnimi vlakni in nekaterih merilnih instrumentih. Na sliki je prikazanih več tipičnih struktur spojnikov za optična vlakna.
Načelo delovanja
4-portni optični sklopnik je najpreprostejša vrsta naprave. Struktura in princip 4-portnega optičnega sklopnika sta prikazana na sliki.
Parametri delovanja
(1) Vstavljena izguba
Vstavljena izguba se nanaša na razmerje med optično močjo na določenih vratih na vhodnem koncu in optično močjo na drugih vratih na izhodnem koncu po prehodu svetlobe skozi napravo. Vstavljena izguba od vhodnih vrat do izhodnih vrat je izražena kot
L_i=10 log (P_out / P_in) (3-31)
(2) Dodatna izguba
Dodatna izguba L_a je opredeljena kot razmerje med skupno vhodno močjo in skupno izhodno močjo. Kot je prikazano v enačbi 3-32 za 4-portni optični spojnik,
L_a=10 log (P_in / (P_1 + P_2)) (3-32)
(3) Razmerje delitve
Razmerje delitve je odstotek, ki označuje razmerje med izhodno optično močjo iz enih vrat in skupno izhodno optično močjo iz vseh vrat. Odraža delež porazdelitve moči na izhodnih vratih. Za 4-portni optični spojnik se lahko izrazi kot
S_n = (P_2 / (P_1 + P_2)) × 100% (3-33)
(4) Izolacija
Izolacija se nanaša na zmožnost blokiranja ali oslabitve optične poti med nepovezanimi vrati-. Kaže, da je izhodna moč na želenih izhodnih vratih veliko večja od tiste na nezaželenih izhodnih vratih. Za 4-portni optični spojnik je njegov matematični izraz
L_g=-10 log (P_2 / P_in) (3-34)
Diagram fizične strukture tri-portnega optičnega sklopnika je prikazan na sliki.
Optični izolatorji in optični cirkulatorji
Optični izolator
Funkcija optičnega izolatorja je zagotoviti, da se svetlobni valovi lahko širijo samo v smeri naprej, kar preprečuje, da bi odbita svetloba, ki jo povzročajo različni dejavniki v prenosnem vodu, ponovno -vstopila v laser in vplivala na stabilnost delovanja laserja.
Optični izolatorji se uporabljajo predvsem za laserji ali optičnimi ojačevalniki. Laserji in optični ojačevalniki so zelo občutljivi na odbito svetlobo od konektorjev, spojev in filtrov. Ta odbita svetloba lahko poslabša njihovo delovanje; na primer, spektralno širino laserja lahko razširi ali zoži z odbito svetlobo, včasih za več velikosti. Zato je treba v bližini izhoda takšnih optičnih naprav postaviti optični izolator, da preprečimo učinke odbite svetlobe.
Glavni indikatorji delovanja optičnega izolatorja vključujejo delovno valovno dolžino, tipično vneseno izgubo (referenčna vrednost: 0,4 dB), največjo vstavljeno izgubo (referenčna vrednost: 0,6 dB), tipično izolacijo temena, minimalno izolacijo (referenčna vrednost: 40 dB) in povratno izgubo (tj. izguba odboja, referenčna vrednost: vhod/izhod 60/60 dB) itd.
Optični krožnik
Optični izolatorji in optični izolatorji delujejo v bistvu po istem principu, le da so optični izolatorji na splošno dvo-naprave, medtem ko so optični izolatorji več-naprave. Optični krožniki so pomembne komponente v dvosmerni komunikaciji, saj lahko ločijo oddano svetlobo naprej in nazaj in se uporabljajo v eno-dvosmerni komunikaciji po vlaknih. Na levi je prikazan shematski diagram optičnega krožnika, na desni pa shematski diagram optičnega krožnika, ki se uporablja pri eno-dvosmerni komunikaciji po vlaknih.
Pretvornik valovne dolžine
Pretvornik valovnih dolžin je naprava, ki pretvarja signal iz ene valovne dolžine v drugo. Pretvornike valovnih dolžin je mogoče razvrstiti v optoelektronske pretvornike valovnih dolžin in vse-optične pretvornike valovnih dolžin glede na njihov mehanizem pretvorbe valovnih dolžin.
Optoelektronski pretvornik valovne dolžine je prikazan na sliki. Zaradi omejitev hitrosti, ki jih določajo elektronske naprave, ni primeren za visoko-hitre in-zmogljive optične komunikacijske sisteme.
Na-optični pretvornik valovnih dolžin je prikazan na sliki 3-38. Njegova tehnologija pretvorbe valovne dolžine je v glavnem sestavljena iz polprevodniškega optičnega ojačevalnika (SOA).
Svetlobni signal z valovno dolžino λ₁ in neprekinjen svetlobni signal z valovno dolžino λ₂ se istočasno dovajata v polprevodniški optični ojačevalnik (SOA). SOA kaže značilnosti nasičenja ojačenja glede na vhodno optično moč. Posledično se informacije, ki jih prenaša vhodni svetlobni signal, prenesejo na λ₂ in z ekstrakcijo svetlobnega signala λ₂ skozi filter je mogoče doseči-pretvorbo vseh optičnih valovnih dolžin iz λ₁ v λ₂.
