Руководство по технологии и тестированию систем WDM - Жирар А.
Скачать (прямая ссылка):
Диэлектрические фильтры обладают исключительно высокой стабильностью и могут быть настроены на пропускание очень узкого, точно позиционированного диапазона длин волн. Стабилизаторы длины волны, использующие диэлектрические фильтры, обеспечивают требуемую для источников излучения систем WDM высокую стабильность длины волны в течение длительного времени.
2.5.2 Фотоприемники
Оптический фотоприемник преобразует входные оптические сигналы в электрические и осуществляет таким образом их демодуляцию. Фотоприемник должен быть полностью совместим с передатчиком как по спектральной области чувствительности в пределах номинальных длин волн, так и временным характеристикам модуляции излучения. Кроме того, фотоприемник должен обладать устойчивостью к ошибкам, которые могут возникнуть в сигнале при прохождении других оптических компонентов.
Оптический сигнал подается на фотоприемник непосредственно из волокна, что обеспечивается традиционным способом - их торцевой стыковкой. Полученный на фотоприемнике электрический сигнал необходимо усилить до требуемого уровня, внеся при этом как можно меньше шумов. Может понадобиться также электронная фильтрация, для сглаживания эффективного частотного отклика усилителя. Все эти операции обычно выполняются одним гибридным модулем (включающим и модуль приемника), на который поступает входной оптический сигнал из волокна. Модуль формирует на выходе отфильтрованный электрический сигнал, который затем требуется соответствующим образом демодулировать. Сложность процесса демодуляции зависит от используемой технологии модуляции. Например, при использовании технологии TDM необходимо выделить из поступившего сигнала сигналы синхронизации, для чего могут использоваться различные схемы выявления и исправления ошибок.
Обычно в качестве фотоприемников используется два типа фотодиодов: PIN-фотодиоды и лавинные фотодиоды APD (Avalanche Photodiode). PIN-фотодиоды работают со стандартными низковольтными источниками питания (5 В), но они менее чувствительны и имеют более узкую область спектральной чувствительности по сравнению с лавинными фотодиодами. До появления лавинных фотодиодов высокоскоростные PIN-фотодиоды использовались на линиях связи со скоростями передачи 10 Гбит/с и 40 Гбит/с. Лавинные фотодиоды в основном применяются на линиях связи большой протяженности, где оправданы их высокая стоимость и значительно более сложные схемы регистрации оптических сигналов. Кроме того, во
ГЛАВА 2
ОСНОВЫ
многих случаях использование фотоприемника с лавинным фотодиодом позволяет отказаться от оптического предусилителя, необходимого в фотоприемнике с PIN-фотодиодом.
Важнейшие характеристики при выборе фотоприемника - это спектральная чувствительность (отношение силы тока к мощности оптического сигнала A/W в зависимости от длины волны), пороговая чувствительность (уровень входного сигнала, при котором он уже перестает различаться из-за шумов фотоприемника), спектральная и электрическая полосы пропускания, динамический диапазон, уровень шумов. Допустимое значение каждой характеристики фотоприемника зависит от его конкретного применения. Например, шумовые характеристики становятся более значимыми, когда перед фотоприемником установлен оптический предусилитель большой мощности. Кроме этого, следует обратить внимание на необходимость оптической фильтрации - такой же, как и в демультиплексоре - для уменьшения усиленной спонтанной эмиссии.
2.5.3 Аттенюаторы
В линии связи после оптического передатчика часто устанавливают аттенюаторы, которые позволяют уменьшать их выходную мощность до уровня, соответствующего возможностям расположенных далее мультиплексоров и усилителей EDFA (рис. 2.7).
Рис. 2.07. Аттенюаторы расположены между передатчиками и мультиплексором
/WWlA
AAAAA/'
Рис. 2.8-а Избирательное ослабление сигналов разных длин волн
О дБ
к, длина волны
Рис. 2.8-b. Ослабление сигнала в зависимости от его мощности (Р1<Р2<Р3<Р4)
Применение мощных лазеров в передатчиках оправдано при отказе от необходимости использования промежуточных усилителей сигнала на линии. При этом на определенных участках сети может понадобиться ослабление мощности сигнала с помощью аттенюатора, чтобы большая мощность сигнала не приводила к нелинейным
ГЛАВА 2
ОСНОВЫ
явлениям в некоторых компонентах систем WDM. Избирательное (по длинам волн) ослабление мощности часто требуется и для того, чтобы "выровнять" спектр сигнала на входе в усилителя EDFA и обеспечить равномерное усиление для всех каналов (рис. 2.8-а.). Это особенно важно, когда в усилителе EDFA происходит добавление или выделение каналов. Ослабление сигнала также зависит от его мощности: чем выше мощность сигнала, тем сильнее излучение вследствие нелинейных эффектов и, как следствие, больше ослабление сигнала, рис. 2.8-b.
2.5.4 Коммутаторы
В сетях WDM коммутаторы применяют для того, чтобы при возникновении неисправностей в сети направить сигнал по другому оптическому пути или через другую сеть.
Поначалу коммутация в волоконно-оптических сетях включала в себя преобразование оптического сигнала в электрическую форму, выполнение необходимых переключений и обратное преобразование сигнала в оптическую форму. Этот громоздкий и дорогой процесс ограничивал скорость коммутации и снижал работоспособность систем WDM3.
