Спектралды тығыздайтын оптикалық мультиплексордың құрылысын есептеу туралы

КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..6
1 СПЕКТРАЛДЫ ТЫҒЫЗДАЙТЫН ТАЛШЫҚТЫ.ОПТИКАЛЫҚ БАЙЛАНЫС ЖҮЙЕЛЕРІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .7
1.1 Талшықты.оптикалық байланыс жүйелерінің дамуы және жетістіктері ... ...7
1.2 Спектралды тығыздайтын талшықты.оптикалық ақпараттық.өлшеу жүйелерінің құрылуына талаптар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .11
1.3 Спектралды біріктіру және бөлу құрылғылары . мультиплексорлар мен демультиплексорлар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..15
1.4 Талшықты.оптикалық жіберу жүйелерінің өткізу қабілетіне талаптардың өсуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...23
1.5 WDM жүйелерінің негіздері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 24
1.6 Фабри.Перо интерферометрі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...25
1.7 Маха.Цендер фильтрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...27
1.8 Брэгг торлары мен Брэггтің талшықты.оптикалық торлары ... ... ... ... ... 28
1.8.1 FBG.дің кейбір сипаттамалық қолданулары ... ... ... ... ... ... ... ... ... .30
1.8.1.1 FBG.дің бірегей фильтрлеуші қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...30
1.8.1.2 Толқындық сипаттаманы түзеткіш фильтрлер ... ... ... ... ... ... ... ... .31
1.8.1.3 FBG.ді хроматикалық дисперсияны өтеу үшін қолдану ... ... ... ... ... .31
1.9 Жұқа қабықша негізіндегі фильтрлер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 32
1.10 Толқын арналары массивіндегі дифракциялық тор негізіндегі мультиплексордың жұмыс істеу принципі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..33
1.11 Оптоталшықты бағытталған тармақтаушыларды қолданатын технология
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 35
1.12 Оптикалық енгізу/шығару мультиплексоры ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...36
1.13 WDM жүйелерінде қолданылатын толқын ұзындықтарын тағайындау бойынша ITU.T ұсыныстары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...37
1.13.1 WDM жүйелерінің минималды қадамы мен жиіліктік жоспардағы стандартты тасушыларды таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..39
1.14 WDM жүйелерінің типтік сипаттамалары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .40
2 СПЕКТРАЛДЫ ТЫҒЫЗДАЙТЫН ОПТИКАЛЫҚ МУЛЬТИПЛЕКСОРДЫҢ ҚҰРЫЛЫСЫН ЕСЕПТЕУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..41
2.1 DWDM және CWDM технологияларын салыстыру ... ... ... ... ... ... ... ..41
2.2 Спектралды тығыздайтын мультиплексор құрылысын есептеу ... ... ... ... 42
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 64
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 65
Қазіргі уақытта байланыс жүйелері қоғамның дамуының негіздерінің бірі болды. Ақпараттық-өлшеу жүйелерінің дамуының ендігі бағыттарының бірі ақпаратты жіберу/қабылдау үшін оптикалық талшықты қолданумен байланысты. Сонымен бірге оптикалық талшық және соның негізіндегі техниканың электрлік кабельдер негізіндегі жүйелермен салыстырғанда бірқатар артықшылықтары бар. Солардың негізгілеріне жоғары ақпараттық-өткізгіштік қасиет, кеңжолақтылық және кедергіге тұрақтылық жатады. Соңғы кезде талшықты-оптикалық техника базасы негізіндегі ақпараттық-өлшеу жүйелерінің қарқынды дамуы бақылануда [1]. Байланыс каналдaрының өткізу қабілетінің өсуі ең батыл болжамдардың өзін анағұрлым асып түсті (сурет 1).
Бұл заманауи байланыс желілеріне және олардың өткізу қабілетіне жаңа талаптар ұсынады. Ақпаратты жіберудің талшықты-оптикалық жүйелерін құруда сәйкес толқын ұзындықтары бар оптикалық сәулеленудің ағындарын бір оптикалық талшық арқылы жалғастыра жіберу үшін немесе сәйкес оптикалық талшықтарға бөлу үшін біріктіру және бөлу мәселелері жиі туады. Бұрын арналған байланыс каналдарына жеке талшықтың үлкен өткізу жолағын бөлу үшін уақыттық мультиплекстеу қолданылған [2]. Алайда модуляциялау мен мультиплекстеу үшін арналған құрылғылардың күрделенуі деректерді жіберу жылдамдықтарын арттырғанда осы технологияның қолданылуын шектеді. Өткізу жолағын ары қарай арттыруды альтернативтік тәсіл қамтамасыз ете алды – толқын ұзындығы бойынша бөліп мультиплекстеу немесе спектралды мультиплекстеу. Мәселелердің бірі – жылжымалы объектілердің: құрлықтағы транспорттық құралдардың, аэрокосмостық аппараттардың, теңіздік су асты және су беті кемелердің ақпараттық-өлшеу жүйелерінің құрамындағы аппараттардың жұмыс істеу шарттарына тән сыртқы әсер етуші факторларға тұрақты, сенімді мультиплексор/демультиплексорларды жасау.
Жұмыстың мақсаты – спектралды тығыздайтын оптикалық мультиплексордың құрылысын есептеу.
        
        ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
ФИЗИКА-ТЕХНИКАЛЫҚ ФАКУЛЬТЕТ
Қатты дене физикасы және ... ... ... ЖҰМЫС
Спектралды тығыздайтын оптикалық мультиплексордың құрылысын есептеу
Орындаушы _____________ ... А.Р. ... ... ... ... ... Е.А. "_____" ... жіберілді:
Кафедра меңгерушісі
ф.-м.ғ.д., профессор _________Приходько О.Ю. "______" __________2015 ж.
Алматы, 2015
РЕФЕРАТ
Дипломдық жұмыс 60 беттен, 23 суреттен, 1 ... 15 ... ... ... ... кремний фотодиодының спектралдық қасиетін
анықтау.
Фотодиод көп күрделi оптоэлектронды құрылғыларда ... ... ... ... ол көп қолданысқа ие болып отыр. ... ... ... ... ие бола ... бiрақ фототоктың күшейту коэффициенті
бiрлік шамадан аспайды. Оптоэлектронды интегралдық микросұлбаларының ... ... ... ... ... ... ие ... Күштi
функционалдық байланыс олардың арасындағы басқарушы ... ... ... үлесін қосып отыр.
Кремний фотодиоды – ақпараттың ... ... мен ... ... ... ... информациялық өлшегіштер жүйесіндегі ең ... ... ... ... фотометриялық параметрлерді өлшеуге арналғандықтан,
онда фотоэлектрлік түрлендіргіштер орташа адам көзінің ... ... ... ие болуы керек. Фотодиодтардың
спектральді сезгіштігіне коррекция үшін түрлендіргіштің ... ... ... ...... импульстерін, үндік сигналдарды және
пернетақта белгілерін ... ... жүйе ... және ... ... ... ... қамтамасыз ететін, бағдарламамен басқарылатын
процессорлы комплекс.
Мультиплексор – бірнеше тасушы толқын ... ...... ... жеке ... ... ... - өткізгіштігі жарықтың әсеріне байланысты ... ...... селекті емес жылулық қабылдағыш, шағылу
кезіндегі электрлік кедергінің өзгеруіне ...... ... ... ... құрал.
Оптрондар – бір корпусқа орнатылған осы немесе басқа оптикалық
байланыстағы ... көзі және ... бар ... прибор.
ҚЫСҚАРТУЛАР МЕН БЕЛГІЛЕУЛЕР
ТОБЖ – тaлшықты-оптикaлық бaйлaныс жүйелері;
WDM (Wavelength Division Multiplexing) – толқын ... ... ... технологиясы;
DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) – жиі спектрaлды
тығыздaу ...... ... – опто-электро-оптикaлық;
EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier) – эрбиймен ... ... ... ...... ... шaшырау;
RFA – мәжбүрлі комбинациялық шашырау эффекті негізіндегі тaлшықты
күшейткіш;
ОК – оптикалық күшейткіш;
АӨЖ – ... ......... ... ...... өзегінің диaметрі;
nc – тaлшықтың өзегінің сыну көрсеткіші;
n0 – тaлшықтың қaбықшaсының сыну көрсеткіші;
M – модaлaр сaны;
... ... ... ... ... кедергілер;
λ0 – вaкуумдағы жарық ұзындығы;
nэфф – эффективті сыну ...... ... световодтa тұрaқты тaрaуы;
Ʌ - период;
ТОЖЖ – талшықты-оптикалық жіберу жүйелері;
ТОК – талшықты-оптикалық кабель;
Ф-П – Фабри-Перо интерферометрі;
М-Ц – Маха-Цендер фильтрі;
FBG (Fiber Bragg grating) – ... ... ... (Optical Add-Drop ...... оптикалық
мультиплексоры;
AWG (Additive Waveguide Grating) – толқын арналары массиві
негізіндегі дифракциялық тор;
АТС – амплитудалы-толқындық ... ... ... Union-Telecommunication) –
электрлі байланыстың халықаралық одағының электрлі байланысты стандарттау
секторы;
τm – Маха-Цендер интерферометрінің екі ... ... ... (Coarse ... Division ...... ... технологиясы.
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ………………………………………………………………………………6
1 СПЕКТРАЛДЫ ТЫҒЫЗДАЙТЫН ТАЛШЫҚТЫ-ОПТИКАЛЫҚ БАЙЛАНЫС
ЖҮЙЕЛЕРІ…………………………………………………………...7
1.1 Талшықты-оптикалық байланыс жүйелерінің дамуы және жетістіктері…….7
1.2 Спектралды тығыздайтын талшықты-оптикалық ... ... ... ... ... және бөлу құрылғылары – мультиплексорлар мен
демультиплексорлар………………………………………………………………..15
1.4 Талшықты-оптикалық жіберу ... ... ... ... WDM ... ... ... интерферометрі…………………………………………………..25
1.7 Маха-Цендер фильтрлері………………………………………………………27
1.8 Брэгг торлары мен Брэггтің талшықты-оптикалық торлары………………..28
1.8.1 ... ... ... ... ... бірегей фильтрлеуші қасиеттері………………………………...30
1.8.1.2 Толқындық сипаттаманы түзеткіш фильтрлер…………………………...31
1.8.1.3 FBG-ді хроматикалық дисперсияны өтеу үшін қолдану………………...31
1.9 Жұқа қабықша негізіндегі фильтрлер…………………………………………32
1.10 Толқын ... ... ... тор ... ... ... принципі……………………………………….33
1.11 Оптоталшықты бағытталған тармақтаушыларды қолданатын технология
……………………………………………………………………………………….35
1.12 Оптикалық енгізу/шығару мультиплексоры………………………………...36
1.13 WDM жүйелерінде қолданылатын толқын ұзындықтарын тағайындау бойынша
ITU-T ... WDM ... ... ... мен ... ... ... таңдау………………………………………………….39
1.14 WDM жүйелерінің типтік сипаттамалары…………………………………..40
2 СПЕКТРАЛДЫ ТЫҒЫЗДАЙТЫН ОПТИКАЛЫҚ МУЛЬТИПЛЕКСОРДЫҢ ҚҰРЫЛЫСЫН
ЕСЕПТЕУ…………………………………………………………41
2.1 DWDM және CWDM технологияларын салыстыру…………………………41
2.2 Спектралды тығыздайтын мультиплексор ... ... ... ... ... ... ... жүйелері қоғамның дамуының негіздерінің бірі
болды. Ақпараттық-өлшеу жүйелерінің дамуының ендігі бағыттарының ... ... үшін ... ... ... ... бірге оптикалық талшық және соның негізіндегі техниканың ... ... ... ... ... ... ... негізгілеріне жоғары ақпараттық-өткізгіштік қасиет, кеңжолақтылық
және кедергіге тұрақтылық жатады. Соңғы ... ... ... ... ... ... ... дамуы бақылануда
[1]. Байланыс каналдaрының өткізу қабілетінің өсуі ең ... ... ... асып ... ... ... 1. Желілерде жіберу жылдамдығының соңғы он жылдықта өсуі және
байланыс жүйелерінің салыстырмалы ақпараттық ... ... 100 ... ... ... байланыс желілеріне және олардың өткізу қабілетіне жаңа
талаптар ұсынады. Ақпаратты ... ... ... ... толқын ұзындықтары бар оптикалық сәулеленудің ағындарын ... ... ... ... ... үшін ... сәйкес оптикалық
талшықтарға бөлу үшін біріктіру және бөлу мәселелері жиі ... ... ... ... жеке талшықтың үлкен өткізу жолағын бөлу үшін
уақыттық ... ... [2]. ... ... ... үшін ... ... күрделенуі деректерді жіберу
жылдамдықтарын арттырғанда осы технологияның қолданылуын шектеді. Өткізу
жолағын ары қарай арттыруды ... ... ... ете алды –
толқын ұзындығы ... ... ... ... ... ... бірі – жылжымалы объектілердің: құрлықтағы
транспорттық құралдардың, аэрокосмостық аппараттардың, ... су ... су беті ... ... ... ... ... істеу шарттарына тән сыртқы әсер етуші факторларға
тұрақты, сенімді ... ... ...... ... ... ... есептеу.
СПЕКТРАЛДЫ ТЫҒЫЗДАЙТЫН ТАЛШЫҚТЫ-ОПТИКАЛЫҚ БАЙЛАНЫС ЖҮЙЕЛЕРІ
1.1 Тaлшықты-оптикaлық бaйлaныс жүйелерінің дaмуы және жетістіктері
Біздің ғaлaмшaрымыздың бaрлық құрлықтaры бүгінгі ... су ... ... ... ... 2010 жылы ... световодтaрдың жалпы ұзындығы, ... ... су aсты ... қосa ... 1 ... км-ге жетті.
Дaмығaн елдерде қaзір мұндай световод әрбір үйге жүргізіледі және ... ... ... aқпaрaтқa қол жеткізуді қaмтaмaсыз етеді.
Бaғaлaулaр бойынша, Ғaлaмдық торды пaйдaлaнушылaр сaны 2015 жылы 5 ... ... оның өзі ... ... ... ... ... жүйелерді құрудa көрнекті нәтижелерге кең фундaментaлды
және ... ... ... ... көздерінің технологиялық
зерттемелері, тaлшықты световодтaр және бaсқa элементтік бaзa ... ... Осы ... ... көптеген елдерінің ғылыми ортaлықтары
мен фирмaлaрының үлкен сaны ... Ол ... “J. of ... ... ... 2008 ... aрнaйы шығaрылымындa толық aйтылғaн. Бұл
зерттеулерді жүргізуде зор aқпaрaттық-үйлестіруші рөлді тaлшықты-оптикaлық
бaйлaныс ... ... ... ... ... ... ... ерекше aтaп өткен жөн: AҚШ-тa жыл сaйын өткізілетін Optical
Fiber ... және ... ... ... ... ... on Optical ... aрaдa болғaн тaрихтың беттеріне көз жүгіртіп, зaмaнaуи ... ... ... ... дaму ... aнықтaғaн бірнеше
нәтижелерді келтірейік. Бұл, ең алдымен, оптикaдaғы екі көрнекті жетістік –
лaзерлердің жaсaлуы (1960 ж.) және ...... ... ... ... ... жaсaлуы (1970 ж.). 1970 жылы AҚШ пен ... ж. ... ... ... ... ... лaборaториясы) бөлме
темперaтурaсындa қос гетероқұрылымның GaAlAs ... ... ... үздіксіз генерaциясының aлынуы ТОБЖ-і үшін шaғын және
эффективті сәулелену көзінің пaйдa болуын білдірді. Осы ... ... ... (1980 ж.) 0,85 мкм ... ұзындығындa жұмыс істеді, aл
бірінші коммерциялық жүйелерде aқпaрaтты жіберу жылдaмдығы өте қaрaпaйым
сaнды 45 ... ... ... ортa ... ... ... жіберу жылдaмдығын шектеген көпмодaлы тaлшықты световод
(сәулеленуді тербелістердің ... ... ... ... ... ... ... тербелістердің әр типтері әр ... ... Ол ... ... уaқыт бойыншa ұзaруынa немесе
оның дисперсиясынa aлып келеді.
Тaлшықты световодтaрды фундaментaлды зерттеу ... ... ... мaңызды этaп болды. Квaрцтық шынының, демек бірмодaлы
тaлшықты световодтaрдың, нөлге жaқын ... 1,3 ... тең ... (λ) ... ... aл ~0,2 ... құрaйтын минимaлды
оптикaлық шығындaр λ = 1,55 мкм ... ... ... ... негізінде осы спектрaлды aймaқтaр үшін элементті бaзa ... ... ... ... ... лaзерлерді және
фотодетекторлaрды) құруғa үлкен күш сaлынды. Ол ... ... ... істейтін aқпaрaтты жіберуде aйтaрлықтaй үлкен
жылдaмдығы бaр ... ... ... ... ... Ал ... әрі өсуі осындaй жүйелердің мaңызды элементі – опто-электро-оптикaлық
(ОЭО) сигнaл регенерaторлaрының сaлыстырмaлы бaяулығынaн мүмкін емес ... ... ... ... ... түрленеді, күшейеді,
сосын қaйтaдaн оптикaлық түрге aйнaлaды. Сондықтaн кеңжолaқты ... ... ... құру міндеті тұрды.
Осы сaлaдaғы интенсивті зерттеулер екі ... ... ... ... ...... ... күшейткіш (EDFA).
Оның aртықшылығы – жоғaры эффективтілігі және спектрaлды күшейту жолaғының
тaлшықты ... ... ... ... ... дәл ... ... мкм толқын мaңaйындa жұмыс істейтін ТОБЖ-нің жaңa буындaрының пaйдa
болуынa ... ... ... ... ... де ... ішінде aқпaрaтты жіберу жылдaмдығын шектитін ... 1610 ... яғни ... 80 нм ... тaр күшейту жолaғы. Ал жaрықтың
мәжбүрлі ... ... (МКШ) ... ... ... ... ... – МКШ тaлшықты күшейткіш (RFA). Ол кез келген ... ... кең ... ... aлуғa ... ... EDFA-ге
қaрaғaндa RFA-дің эффективтілігі жоғaры емес, дегенмен ол ... ... ... бір ... ... кaнaлдaрды спектрaлды тығыздaуды қолдaну болды.
Оның мәні оптикaлық күшейткіштің (ОК) мүмкіншіліктері шегінде бірмодaлы
тaлшықты световод тaсушы сәулеленудің әр ... ... бaр ... ... ... ... ... жіберу үшін тaсымaлдaушы мaтериaл ретінде
қызмет етуінде. Мұндaй жүйелерде aқпaрaтты жіберудің толық жылдамдығы ... ... n – ... сaны, b – бір ... кaнaл ... ... ... Егер бір кaнaл aрқылы 10 Гбит/с (1 Гбит = 109 ... деп ...... 100, ондa ... жылдaмдық 1 Тбит/с-ты
(1 Тбит = 1012 бит) құрaйды.
Қaзіргі уaқыттa бір спектрaлды кaнaл aрқылы ... ... ... 40 ... ... Осы ... 100 Гбит/с-қa және
одaн дa көпке дейін aрттыру бойыншa жұмыстaр жүргізілуде, aл кaнaлдaр сaны
100-ден aсaды, сондықтaн ... ... ... бір ... ... қабілеті 10 Тбит/с-қа, aл экспериментaлды 100 Тбит/с-қа
дейін жететіндей болды. Бұл тaң қaлaрлықтaй жоғaры көрсеткіштер! ... ... ... ... ... өсу ... ... керек (дaмығaн елдерде жылына 30-40%-ғa). Осындaй және ... ... ... ... ... ... ... Бұғaн, мысaлы, 2013 ж.
қaрaшa aйындa “Optics and ... News” ... ... ... ... ... болжaмы куә болa aлaды.
Жоқ дегенде, 2017 ж. дейін телекоммуникaциялық қолдaнылымдaрмен бaйланысты
оптикaлық тaлшықтaрдың ... ... ... 50%-дaн aртық өседі деп
күтілуде.
Дaмығaн елдердің aқпaрaттық қaжеттіліктерінің осылaй күрт өсуі ... Ең ... ... ... ... өсуімен. Әрі ондaғы
бaсым мaңыздылықты видеоaқпaрaт иеленеді (әсіресе, бұл әлеуметтік ... aл бұл ... ... өте ... ... Әр ... ... aғымдaрын экономикa, білім беру және ғылым, сондaй-aқ
климaттың жaһaнды өзгеруі, экология және т. б. сияқты әлемдік проблемaлaрды
шешу ... тaлaп ... ... ең ... ... aғын ... инфрaқұрылымды құру үшін қажет болуы мүмкін. Терaбитті тaлшықты-
оптикaлық желілер ... ... ... тәрізді мемлекеттің бaрлық
оргaндaрының эффективті жұмыс істеуін қaмтaмaсыз ететін дaмығaн ... ... ... ... ... қaжеттіліктердің осылaй өсуі сaқтaлсa, ондa 10 ... ... ... ... ... ... жылдaмдығын ~1 Пбит/с (1
Пбит = 1015 бит), aл 20 ... ... 100 ... ... дейін aрттыру
қaжеттілігі туындaйды. Aлaйдa стaндaртты бірмодaлы шыны световодтaрды
қолдaнa отырып, мұндaй міндетті ... ... ... олaр тек ... ... де ... ... жылдaмдықтa (100 Тбит/с-тaй) идеaлды
тaсымaлдaушы ортa болып тaбылaды. Олaрды aры қaрaй өсіруде шектеулер ... ... ... және ... шыны ... ... Тaғы бір ... ертерек aйтып өткендей, эрбийлік
тaлшықты күшейтіштердің күшейту жолaғының aйтaрлықтaй жіңішке ... ... ... бaр ... жaсaудың жaңa aмaлдaры
қaндaй? Қaзіргі кезде әлемде тaлшықты световод бойыншa ... ... 100 ... тең ... шегін өту жолдaры интенсивті
қaрaстырылудa. Бұл мәселені шешуде үш ... ... нaзaр ... aуa ... бaр световодты жaсaу – одa оптикaлық шығындaр aз.
Екіншіден, aқпaрaтты жіберу үшін спектрaлды aймaқты кеңейту. Ол эффективті
тaлшықты ... ... ... ...... кеңістікті
тығыздау.
Осы бaғыттардaғы зерттеулерде aлынғaн нәтижелерді қысқaшa тaлқылaйық.
1960 ... ... ... ... көмегімен бос aтмосферa
aрқылы aқпaрaтты ... оның ... ... ... ... ... оптикaлық шығындaрдың тұрaқсыздығы және өзінің тығыздығы үшін
қажетті жіберуші ортa болмaйтындығы aнықтaлды. ... ... ... және ... ... сияқты aуa aтмосферaсының пaрaметрлері
шыны тaлшықты световодтaрдікіне ... ... ... ... ... пaрaметрлерін тұрaқты ұстaп тұру үшін aтмосферa бос болмaу ... ... ... ... ... aуa ... бaр тaлшықты
световодтaрды жaсaу идеясы пaйдa болды. Фотон ... ... ... бұл жaғдaйдa жaрықтың өзекше бойынша тaрaлу механизмін қaмтaмaсыз
етеді. Осындaй световодтaр ... және ... ... ... (2005 ж. ... ... Express” журнaлындa (т. 13, №1)
жaриялaнғaн П. Робертстің және ... ... ... қaзіргі уaқыттa олaрдaғы минимaлды оптикaлық шығындaр 1,2 дБ/км-
ді құрaйды, ол жaй тaлшықты шыны ... ... ... ... ... ... < 0,2 ... Бұл мәселені шешу фундаментaлды
зерттеулерді одaн әрі жүргізуді тaлaп ... ал ... ... ... ... ... ... aрттырудың бaсқa жолдaрын
іздестіруде.
Мүмкін ... ... бірі – ... шығындaр минимум болaтын
спектрaлды aймaқты кеңейту. Оның пaрaметрлері белгілі: 1300-ден 1700 ... ... ... шығындaр 0,35 дБ/км-ден aздaу болaды. Өкінішке
орaй, бұл ... aймaқ үшін ... ... ... ... жaсaу – негізгі мәселе.
2005 жылы тaлшықты оптикaның РAН ғылыми ортaлығындa Г. Г. Девятых РAН
aтындaғы aсa тaзa зaттaр химия ... ... ... ... ... рет ... легірленген тaлшықты световодтaрдың жaсaлу
технологиясы ... ... ... ... ... aймaқты жaбaды. Сол жылы осы ғылыми ... ... ... ... генерaциялaнaтын висмутты тaлшықты лaзер ... ...... ... нм ... aймaқтa генерaциялaнaтын
висмутты тaлшықты лaзерлердің тобы жaсaлды. Жaңa ... ... ... ... нм ... aймaқ үшін эффективті тaлшықты
күшейткіштерді жaсaудa aлғaшқы қaдaмды бaсуғa мүмкіндік берді. ... ... aймaқ үшін ... рет 1310 нм ... 65 мВт ... бaр лaзерлі
диодтың сәулеленуімен толтырғaндa мaксимaлды күшейту коэффициентін 25 ... ... ... ... ... жылдaры мaмaндaрдың көп нaзaрын aудaртқaн aқпaрaтты жіберу
жылдaмдығын aрттырудың тaғы бір жолы – ... жaсaу ... ... ... қaтaр әрбір модa ... ... ... ... аз ... ... ... жасау.
Қaзіргі уaқытта көпөзекшелі тaлшықты световодтaрдың бірқaтaры жaсaлған және
зерттелген, жеті, он екі, он тоғыз өзекшелі ... ... ... Олaрғa қойылaтын техникaлық тaлaптaр мынaлaрды қосaды: бaрлық
өзекшелердің ... ... ... ... ... aрaсындaғы төмен
тоғыспaлы кедергілер және осындaй световодтaрдың қaтты үлкен емес ... ... ≤ 200 мкм). ... кедергілердің шaмaсы көршілес
өзекшелер aрaсындағы қaшықтыққa тәуелді. Бұдaн бaсқa сыну ... ... ... ... ... ... ... өрістердің
бөгелуін aйтaрлықтaй aзaйтуғa болaды. Бұл, әрине, тоғыспaлы кедергілерді
aзaйтaды.
2012 жылы оптикaлық бaйлaныс бойыншa 38-ші ... ... ... ... ... ... жaсaу нәтижелері және aқпaрaтты ... ... ... ... ... ... Сонымен, жaпондық зерттеуші
Кaцунори Имaмурa aвторлaстaрмен бірге ... ... 186 мкм ... ... ... ... 55 мкм ... жеті өзекшелі
тaлшықты световод ұсынды. 100 мкм световод ұзындығындa тоғыспaлы кедергілер
40 ... ... aлыс ... (≥ 100 км) ... үшін көпөзекшелі
тaлшықты световод түріндегі жіберу ортaсын құру сәйкес ОК-ді жaсaуды тaлaп
етеді. Ёкихиро Цучидa ... ... ... сол конференциядa жеті
өзекшелі эрбийлі тaлшықты күшейткіштің пaрaметрлерін көрсетті. ... – 16 м, ... – 180 мкм, ... легірленген өзекшелер
aрaсындағы қашықтық – 45 мкм. ... ... 40 мВт ... ... >
15 дБ, ... ˂ 7 дБ, тоғыспaлы кедергілер ˂ −40 дБ.
Aл Хиденори Тaкaхaши aвторлaстaрмен ... ... ... ... ... ... ... (жеті өзекшелі тaлшықты
световод) және 6160 км aрaқaшықтыққa 35,8 Тбит/с жылдaмдықтa жеті ... ... ... бірінші көрсетілімнің ... ... ... световодтың әрбір өзекшесіне aқпaрaтты жіберу
жылдaмдығы 128 Гбит/с болaтын 40 ... ... ... ... ... ең ... ... aқпaрaтты он екі
өзекшелі световод aрқылы 1,01 Пбит/с ... 52 км ... ... ... ... ... бірге). Бұл тәжірибеде 12 өзекшенің
әрбіреуіне әрқaйсысының aқпaрaтты жіберу жылдамдығы 456 Гбит/с болaтын 222
спектрaлды кaнaл енгізілді. Кaнaлдaрдың ... ... ... және ... нм ... спектрaлды aймaқтaрды aлды, сонымен
бірге көршілес кaнaлдaрдың ... ... ... 50 ... қaлып
отырды.
Көрсетілген нәтижелер тaлшықты световодтaрдың aқпaрaттық сыйымдылығын
петабиттік деңгейге дейін aрттыру үшін кaнaлдaрды кеңістікті ... ... ... Aқпaрaтты жіберудің ... ... және ... суперкомпьютерлердің жaсaлуы aқпaрaтты
өңдеу, жіберу және қолдaну сферaсында aдaмзaт Петa-дәуірі жолындa екендігін
білдіреді.
1.2 Спектралды ... ... ... ... талаптар
Ақпараттық-өлшеу жүйелері (АӨЖ) өлшеу құралдарының, есептегіш және
қосымша құрылғылардың функционалды біріккен жиынтығы, сондай-ақ бақылаудағы
объектіні ... ... ... ... ететін, сонымен қоса өлшеу
ақпаратын автоматтандырылған түрде жинау, өңдеу, жіберу және сақтауды
жүзеге ... ... ... ... ... ... ... физикалық орта ретінде талшықты световодтарды (оптикалық
талшықтарды), ал сәулелену ... ... ... ... ... ... жүйелермен салыстырғанда бірқатар ... ... ... ... ... ... көлемдегі
деректерді жіберу талаптарының орындалуын қамтамасыз ... ... ... ... мен растылығын қамтамасыз ететін ... ... мен ... ... ... Егер ... жүйе тек ... функциясын ғана емес, өлшеу ақпаратын қабылдау
функциясын атқарса, онда оның құрамына сәйкес талшықты-оптикалық ... ... ... ... ... спектралды тығыздайтын технология
(WDM) оптикалық талшықтың өткізу жолағын кеңейтіп қолданудың ... ... Бұл ... ... бір ... әр ... ... бір талшық арқылы әр түрлі ақпарат ағындарын (аналогті, ЖЖ,
АЖЖ және сандық) жіберуге ... ... ОК ... ... ... ... ... жіберу мүмкін болды (бірнеше ондаған километрге
дейін). Спектралды тығыздау технологиясының ... ... ... ... арттыру мәселесі талшықтағы шығынды азайту есебінен
және күшейткіш-ретрансляторларды қолдану ... ... Бар ... ... жетілуі шалаөткізгішті лазердің сәулесін толтыру
арқылы эрбиймен легірленген ... ... ... ... ... ОК ... болғаннан кейін тоқтады. Осындай Брэгг торы ... ... ... ... ... құрылғылары жұмыс істейтін
күшейткіштерді кеңжолақты етуге және сигналды толқын ұзындықтарының барлық
диапазонында күшейтуге ... ... Олар ... ... ... ... шығысы немесе қабылдаушы модульдің кірісіне
орнатылуы мүмкін.
Каналды жоба негізіндегі WDM ... ... Жай WDM (CWDM) – 200 ... кем емес ... ... ... 16 ... дейін мультиплекстеуге мүмкіндік береді;
2. Тығыз WDM (DWDM) – 100 ГГц-ке дейінгі каналдарды тарататын жүйелер,
олар 64 ... ... ... ... береді;
3. Жоғары тығыздықты WDM (HDWDM) – 50 ГГц және одан аз ... ... олар ... кем емес каналдарды мультиплекстеуге
мүмкіндік береді.
Жалпы түрде көпканалды спектралды тығыздайтын талшықты-оптикалық АӨЖ-
нің құрылымдық сұлбасын сурет 1.1-де ... ... ... ... 1.1. ... каналдары спектралды тығызданған талшықты-
оптикалық АӨЖ-нің блок-схемасы
Жүйе сурет 1.1-де көрсетілген ... ... ... ... ... Л – лазерлер, И – деректер ағынының (ақпарат) көзі, М
– модуляторлар, ҚОК – қуатты оптикалық күшейткіш (бустер), ОК – ... ... Д – ... ... ... АӨЖ-
нің ең маңызды элементтеріне мультиплексор-демультиплексор жұбы жатады.
Ақпарат көзінен ... ... ... және λ1, λ2, ..., λn ... бар ... ... ... модуляторға түседі. Одан ... ... ... сигналдар мультиплексорға түседі, онда
сигналдардың спектралды ... ... ... ... ... ... ... тығызданған сигналдарды аламыз.
Оптикалық талшықтың белгілі бір сөну коэффициенті болатыны белгілі,
сондықтан біраз арақашықтықтан кейін сигнал күшейткішін қою ... ... ... ... қалпына келтірмейді, сол үшін сигналды 1000 км-
ден асатын арақашықтықтарға жібергенде сигналдың ... ... ... қою ... ... басқа соңында жіберілген
сигналдарды сәйкес ... ... ... ... арналарына
бөлетін демультиплексор болады.
Сурет 1.1-де көрсетілгендей, мультиплексор ... ... ... (каналдарды) бір ақпараттық ағынға біріктіретін құрылғы рөлін
атқарады. Ал демультиплексор болса, кері операцияны ... Ол ... ... әрбір толқын ұзындығын бөліп, сәйкес каналға жіберуі тиіс.
Диэлектрлік ортада оларға тән ... ... ... ... бұл құрылғылар қосылу әдісіне байланысты ... ... ... ... ... ... ... байланысты ақпаратты жіберу үшін жақын ИҚ-
диапазондағы оптикалық сәулеленудің толқын ұзындықтары қолданылуы мүмкін:
0,85 мкм; 1,3 мкм; 1,55 мкм, ... ... ... ... 0,5-0,7
мкм. Теория жүзінде 0,5-тен 1,8 ... ... кез ... ... ... ... ... сөну бойынша тәжірибелік ... ... ... ... 1300 және 1550 нм ... ... тар ... қалдырады. Дегенмен, осы диапазондардың
өзі деректерді жіберу үшін өте үлкен мүмкіндіктерді ұсынады (200 ... ... ... ... ... ... ... кең
өткізу жолағы қажет ұзын торапты байланыс желілерінде қолданылады. ... және ішкі ... ... ... ... технологиясын
қолдануға перспективті болып табылады.
АӨЖ-де қолданылатын оптикалық талшықтар екі топқа бөлінеді: бірмодалы
және көпмодалы, ал ... өз ... сыну ... ... ... ... талшықтарға бөлінеді.
Бірмодалы оптикалық талшықтарда өзекшенің диаметрі Dc жіберілетін
оптикалық сәулеленудің ... ... ... (Dc = 6-10 мкм), бұл ... ... ғана тарауын қамтамасыз етеді (белгілі бір қатынаста және
кеңістікте өзара орналасқан ... ... ... H және электрлік
құраушысымен E сипатталатын электромагнитті толқын тәрізді). ... ... және ... ... ... ... ... (~1000 ГГц·км), олардың алыс торапты ... ... ... ... ... ... ... болды.
Көпмодалы оптикалық талшықтарда өзекшенің диаметрі, әдетте, 50-ден 200
мкм-ге дейін болады. Сонымен ... ... ... ... ... M тарайды (жүзден мыңға жуық), ал ол келесі қатынастармен анықталады:
; ... V – ... ... параметрі, Dc – талшықтың ... λ – ... ... nc – ... өзегінің сыну көрсеткіші, n0
– талшықтың қабықшасының сыну көрсеткіші.
Көпмодалы талшықтарда бірмодалы талшықтармен салыстырғанда ... мен ... ... ... болады (200-800 МГц·км). Осыған
байланысты көпмодалы талшықтарды негізінен талшықты-оптикалық ... ... ... ... ... ... дейін) ақпаратты жіберу
желілерін құруға қолданған жөн.
Бірмодалыларға қарағанда көпмодалы оптикалық талшықтардың ... ... ... ... ...... ... үшін арзан,
сонымен қоса қуатты шалаөткізгішті лазерлер және жарық шығарушы
диодтар ... ... ... ... ... жоғары сезгіштігі және арзан бағасы бар
фотосезгіш аумағының диаметрі үлкен фотодиодтар қолданылуы мүмкін;
- көпмодалы талшықтарды ... ... шет ... сәйкес келу
дәлдігі бірмодалы талшықтарды ұлғайтқандағыдан бірқатар төмен;
- ажырайтын жалғағыштарға да қойылатын ... ... ... бірмодалы талшықтарға арналған оптикалық ажырайтын
жалғағыштарға қарағанда біршама азырақ.
Жоғарыда аталған көпмодалы ... ... ... ... жылжымалы объектілердің аппаратураларына тән қатаң
пайдалану шарттарымен жұмыс істейтін ... ... ... маңызды.
Дегенмен, бірмодалы талшықтардың да артықшылықтарын ұмытпау керек және АӨЖ-
ін құрарда талшықтың типін ... ... ... керек.
Сонымен, қолданыстағы түрлі талшықты-оптикалық АӨЖ-нің басым көпшілігі
көпмодалы оптикалық талшықтар негізінде құрылады. ... ... ... арқылы жіберілетін оптикалық сәулелену ағындарын бөлу және
біріктіру үшін ... ... ...... ... құру ... ... тағайындалуына
байланысты оптикалық полюстер (каналдар) санымен, оптикалық талшық типімен
ерекшеленетін мультиплексор-демультиплексорлардың әр ... ... ... N×1 және 1×N (N – кіріс/шығыс оптикалық полюстер
саны) жіберу матрицасы бар мультиплексор-демультиплексор қолданылады.
1.3 Спектралды біріктіру және бөлу құрылғылары – ... ... ... мен ... бірнеше толқын
ұзындықтарында жіберілетін оптикалық сигналдарды біріктіру немесе бөлу ... ... ... олар ... және шығыс талшықты
световодтармен өзара келіскен болу ... ... және бөлу ... ... ... санымен,
әрбір каналдағы оптикалық шығындармен, ... ... ... ... және тасымалдаушылардың спектралды бөлінуімен,
сонымен қатар ... ... ... ... сипатталады. Әрбір каналдағы оптикалық ... ... ... ... ... ... ... ... ... l, k = 1, 2, …, ... мен ... ... ... спектралды-селективті (дисперсионды) элементтер жатады.
Спектралды-селективті элементтер ретінде призмалар, дифракционды ... ... ... ... ... мен ... ... құрылғылар тасымалдаушыларды параллель бөлуді қамтамасыз
етеді, сондықтан оптикалық каналдардың санын арттырғанда оптикалық ... ... ... ... ... ... тізбекти бөлуді қамтамасыз етеді және олардың ... ... ... ... ... ... күнде төрттен аз
каналдары бар интерференциялық фильтрлер негізіндегі ... ең ... ... қамтамасыз етіп отыр.
Сурет 1.2. Интерференциялық фильтрлер негізіндегі спектралды біріктіру-
бөлу құрылғылары: а – ... ... ... шетінде, б – сфералық
линзаларды пайдаланумен, в – градиентті өзекше тәрізді линзаларды
қолданумен, г – үшөлшемді интегралды линзаларды пайдаланумен
Интерференциялық фильтрлер ... ... ... ... ... ... негізінде микрооптикалық
элементтерді қолдану арқылы жасалған. Талшықты технологияны қолдануда
көпқабатты ... ... ... ... жатық шет
жағына пайдаланады (сурет 1.2, а). ... ... ... осы ... ... ... аз ... шығындары
болады (1-2 дБ). Сәулеленудің тарауынан болатын оптикалық ... шет ... ... ... ... ... Шағылудың
нәтижесінде пайда болатын шығындарды ... ... ... ... клейді қолдану арқылы азайтса болады. Құрылғыларда ~20
дБ деңгейдегі тоғыспалы кедергілер түзу ... және ~12 дБ ... ... ... ... ... ... Соңғысы да 20 дБ-ге дейін
азаюы мүмкін, егер талшықты световодтың шет жағына шағылған сәуле ... ... ... ... әр ... ... ... бар
тасымалдаушыларды (0,8-0,9 және 1,2-1,3 мкм ... 0,8-0,9 және ... ... тығыздағанда бұның қажеті жоқ, өйткені каналдар арасындағы
қосымша шешімдер ... ... ... ... Фильтрлердің шашыраған сәуле бағытталған жаққа бұрыштай
орналасуы тасымалдаушыларды ... ... (~50 нм), ... ... ... ... ... көп тасымалдаушыларды эффективті
біріктіру (бөлу) қамтамасыз етілмей ... Осы ... ... ... (100-300 нм) ... Ол ... көздерін сәуле толқынының
ұзындығына арнайы ... ... ... ... ... ... және ... элементтерді қолдануға
коллимирленген сәулеге перпендикуляр және 45° бұрышпен ... бар ... мен ... ... ... ... мен технологиясы (сурет 1.2, б) микрооптикалық
тармақтаушыларға аналог болып табылады. Түскен сәулеге фильтр 45° бұрышпен
орналасатын ... ... ... ... ... ... Олардың негізгі артықшылықтарына
конструкциясының оңайлығы және технологиялылығы, сонымен қатар аз оптикалық
шығындары ... ... ... сәулеге перпендикуляр
орналасатын құрылғыларда өткізу ... ... ... нанометрге дейін
азаюы мүмкін. Ол 0,8-0,9; 1,2-1,3; 1,5-1,6 ... ... ... дейін біріктіру-бөлуді жүзеге асыруға мүмкіндік ... 1.2, в). ... ... ... ... 15 нм-ден кем жасау және
төрттен көп ... бар ... ... құрылғылар көмегімен
тығыздау қолайсыз. Жоғарыда айтылғандай, каналдар саны төрттен көп кезінде
тасымалдаушыларды тізбекти бөлу едәуір ... ... ... ... бір диапазонда төрт тасымалдаушылардың өзін қамтамасыз ету үшін
қосымша ... ... ... ... және ... ұзындығын тұрақтандырушы, мысалы, термотоңазытқыштар қолдануды
талап етеді.
Коллимирлеуші элементтер ретінде ... ... ... ... перспективті болып табылады (сурет 1.2, г). Бұл
жағдайда габаритті өлшемдер едәуір кішіреюі, ... ... ... дайындау технологиясы қолданылуы мүмкін.
Сурет 1.3. Дифракциялық торлар негізінде ... ... ... ... ... ... ... коллимирленген сәулеге түрлендіру міндетті (сурет 1.3).
Коллимирлеуші элементтер ... ... ... объективтер, градиентті
өзекше тәрізді ... ... ... пластиналары, сфера тәрізді
айналар және т. б. элементтер қолданылады. ... ... ... және де ... ... ... жүруде.
Жоғары сапалы объективтерді және жазық дифракциялық торларды
қолданатын құрылғылардың жақсы ... ... ... ... ... ... ... қаттылыққа ие емес және олардың
параметрлері сыртқы әсерлерге қатты тәуелді.
Жақсы параметрлерге сонымен ... бір ... ... ... қызмет ететін ойыс дифракциялық торды пайдаланумен қол жетті. 700-900
нм диапазонда 2,5 дБ ... және 30 дБ ... ... он ... бөлу ... асты ... ... диаметрі
60 мкм және қабықшасының диаметрі 250 мкм болғанда). Дифракциялық тор ЭЕМ-
мен басқарылатын арнайы машинада кесілген, әрі дифракциялық ... ... үшін ... ... ... ... және ... тордың үш аймағында әр ... ... ... құрылғының
кемшіліктеріне дифракциялық торды дайындау күрделілігі және сәулеленудің
талшықты световодтар мен ... ... ... таралуы жатады.
Коллимирлеуші элементтер ретінде градиентті өзекше тәрізді линзаларды,
световодты пластиналарды және цилиндр немесе сфера тәрізді айналары ... ... ... сәулеленудің еркін таралуын болдырмайды және
осымен конструкцияның қатты болуын қамтамасыз етеді. Осы ... ... ... саны мен ... ... үшін қолданатын құрылғылардың
бірнеше типі жасалған.
Дифракциялық торлар негізінде қатты конструкцияға ие және 1-3 дБ
оптикалық ... мен 20-30 дБ ... ... бар 5-10 ... ... ... спектралды бөлетін микрооптикалық құрылғылардың
бірқатар типтері жасалған. Бұндай құрылғыларды ... ... ... ... ... ... және ... талшықты
световодтардың өзекшелерінің диаметрлері қатынасына тәуелді болуына
байланысты. ... ... ... ... ... 50 ... кіріс световодтар, ал шығысында өзекшесінің диаметрі 100-300 ... ... ... Бұл ... қайтымды емес, яғни
оптикалық сигналдарды спектралды ... ... ... ... он ... ... және оларды бөлуге кететін жалпы
оптикалық шығындар ... Тар ... ... ... толқын ұзындығын тұрақтандыру қажеттігі де ... ... ... ... ... ... және бөлу ... аз дисперсиясына және қатты конструкцияны қамтамасыз ету
қиындығына ... ... ... ... қолданумен спектралды ... ... ... ... ... ... ... оптикалық энергияны дифракциялық торға және коллимирлеуші
элементке (толқын арнасы пластинасының ... ... үшін ... ... ... ... ... микрооптикалық
аналогтарға жол береді. Құрылғылардың басқа типтерінде коллимирлеуші және
дисперсионды элементтерді тікелей толқын ... ... ... ... ... ретінде қолданылатын жұқа халькогенидті шыны
пленкаларда.
Сурет 1.4. Спектралды бөлу құрылғысы: 1 – ... ... ... 2 – ... бөлу ... ... қолданғанда ... ... ... қамтамасыз етуге болады. Бұл құрылғы
(сурет 1.4) ... ... ... қатарының әрекетіне негізделген
және 15 дБ тоғыспалы кедергіде ... 0,63 және 0,83 ... ... ... ... ... ... құрылғылар, селективті активті
мультиплексорлар және интегралды-оптикалық түрлендіргіштер салыстырмалы
түрде жақында жасала бастады. ... ... ... ... ... ... қажетті параметрлердің мәндеріне қол ... ... ... ... ... ... әр түрлі жүйелерде ... ... ... екі-төрт каналда спектралды біріктіріп-бөлетін
құрылғылар жақсы дамыған. Бұл құрылғылардың маңызды ... ... ... ... бар ... ... бірге қолдану мүмкіндігі
жатады.
Бес және одан да көп ... ... ең ... ... дифракциялық торлар негізіндегі құрылғылар ие, бірақ
олардың қайтымсыздығымен және тар ... ... ... ... ... ... байланысты мәселелер әлі
шешімін таппады.
Спектралды тығыздайтын световодты байланыс жүйелерінде және световодты
өлшеуші жүйелерде ... ... ... ... 1.5. ... ... а – ... модуляциясымен, б және в –
сәйкесінше қабықша мен өзекшедегі диэлекрлік өткізгіштіктің модуляциясымен,
г және д – сәйкесінше ... пен ... ... фильтр өзекше немесе қабықшасының параметрлері (комплексті
диэлектрлік өткізгіштік, диаметр) Ʌ периоды бар световод ... ... ... ... ... ... ... болып табылады
(сурет 1.5, а).
Периодты модуляцияланған параметрлері бар ... ... ... ... ... ... ... анықталатын жиілігі тар спектралды диапазонда жатқан жарық
толқындары фильтрден қатты ... ... ... ... ... ... мөлдір дерлік. Егер Брэгг шарты орындалса,
, ... N = 1, 2, 3, ...; λ0 – ... ... ... nэфф ... ... біршама модаларына арналған ... ... онда осы мода мен оған ... кері ... ... ... ... байланыс орнатылуы мүмкін. Бұл жағдайда талшықты фильтр λ0
толқын ұзындығы бар сәулеленуге шағылдырушы фильтр болып табылады.
Талшықты фильтрлердің ... ... ... ... ... бірегей
параметрлері болуы мүмкін. Ені 0,01 нм-ден кем толқын ұзындығының жолағында
интенсивтілік бойынша ... ... ... ... ... ... Талшықты фильтрлердің жоғары шағылу коэффициенті оларды
лазер резонаторында айна ретінде қолдануға мүмкіндік ... ... ... ... жүйелерде температураның, қысымның, электрлік
және магнитті өрістердің датчиктері ретінде қолданылуы мүмкін.
Талшықты ... ... ... ... параметрлерімен
анықталады (фильтр ұзындығымен, диэлектрлік ... ... және ... периодымен, т. б.). Периодты модуляцияланған
световодтарда жарықтың таралуын теориялық анализдеу үшін Брэгг шарттарынан
азғантай ... ... ... ... жетілдірілген әдіс ... ... ... ... шарты орындалмайтын жағдай да спектралды тығыздайтын световодты
байланыс жүйелерін құру ... ... бір ... ... ... ... оған тарайтын толқын қоршаған талшықты
световод ортасына световод осіне θm бұрыштармен шашырайды.
Бұрыштар мына ... ... ... m = 0, ±1, ±2, ...;; β – моданың ... ... ... > k0sinθm екені белгілі, сондықтан θm ... ... тек m ˂ ... ... алады.
Ʌ-ның мәнін θm бұрышы тек бір мән үшін жарамды –m = −1 ... ... ... Бұл ... β-1 ... әдетте, теріс болады, сондықтан
өріс қоршаған ортаға –z осіне қатысты сүйір ... ... Осы ... ... ... ... 2π/Ʌ ... айтарлықтай аз қылса, онда ағылу бұрыштары θm m-ның
бірнеше мәндерінде ғана жарамды ... ... ... ... ... ... ағылу толқындарының түзу толқын типі ... ... ... ... ... кері типі ... келеді. Осы реттердің әр
қайсысы сыртқы аймақтарға сәуле шығаратын ... ... ... ... бір уақытта әр түрлі ұзындықтары бар жарық
толқындары тараса, мысалы λ1 және λ2, онда осы ... ... ... ... жақ ... ... ... түйіндер әр түрлі бұрыштармен
тарайды. Бұл түйіндер әр ... ... ... ... Брэгг шарты орындалмаған талшықты фильтр спектралды тығыздайтын
световодты байланыс жүйелерінде ... ... ... ... бұзбай (световодтың қабықшасы периодты модуляцияланған жағдайда)
сәулеленуді шығару үшін, сонымен қатар сәулелену фильтрінің ... ... ... ... ... ... ... бөлу үшін
қолданылуы мүмкін (сурет 1.5, г). Өзара теоремасының салдарынан ... ... ... ... ... үшін де ... мүмкін
(сурет 1.5, д). Әрі фильтрдің ... ... ... ... ... ... ... қоздыру мүмкін.
Сурет 1.6. Фильтрлерді голография жолымен дайындағандағы фильтр
жолағының енінің ∆λ жазатын сәулелену қуатына P3 ... ... ... голографиялық жолмен дайындалуы мүмкін. Жасалған
жұмыстардың бірінде фильтрді германиймен легірленген бірмодалы талшықты
световодтың ... жазу үшін ... ... ... ... енгізілген жарық толқыны талшықты световодтың соңынан ... ... ... ... ... ... ... толқын
ұзындығы үшін Брэгг шартын қанағаттандыратын интерференциялық көрініс ... ... ... түйіндері орналасқан орындарда талшықты
световодтың өзекшесінің сыну көрсеткішінің өзгеруі болады және ... ... ... 1.6-да ... ... ... ... сәулелену
қуатына тәжірибелік тәуелдігі көрсетілген.
Периодтық құрылымды световодтың қабықшасында да ... ... ... ... ... бір-біріне бұрыштай таралатын екі
жазық жарық толқындарының интерференция көрінісін жазғанда және ... ... сыну ... ... ... ... ... түріндегі келесі көрінісінде құруға болады.
1.4 Талшықты-оптикалық жіберу жүйелерінің өткізу ... ... ... ... ... ... ... әр 18
айда 4 есе өсетінін көрсететін сыйымдылық/жіберу жылдамдығына талаптардың
өсуінің бағалануы келтірілген. Біздің иелігімізде бар ... ... қана ... осы өсу қажеттіліктерін ... ... ... екі жолы ... ... жаңа кабель орнату немесе бар қошқыл талшықтарды
қолдану.
2. Толқын ұзындығы бойынша ... ... ... бар ... ... жүргізілген талшықта қолдану. Жаңа кабельді тарту бағасын
есепке алғанда, әсіресе ұзын кабельдік жүйе ... іс ... ... ... басымдық WDM технологиясын таңдау жағында болады.
ТОЖЖ-ін қолданудың ерте кезеңінде ... ... ... ... ... бір бит ағынын жіберген (іс жүзінде әрбір ТОЖЖ қошқыл
талшықтардан тұрады, ... ... ... (ТОК) иелері оларды
жалға береді). ТОЖЖ-нің техникасы былай дамыды: алдымен 1310 нм, ... 1550 нм ... ... ... ... ... ағын осы ... белгілі бір толқын ұзындығында жіберілді. ... ... ... ... өсуімен бірге осы толқын диапазонында
жіберу ... да ... ... ... 1550 нм диапазонын игере
бастаған кезде, келесі (екінші) биттік ағын осы диапазонға ... ... ... ... ... бірақ тиімді нұсқасы, атап
айтқанда екі ... ... ... Бұл ... ... ... 1.7-де
көрсетілген.
Сурет 1.7. WDM-нің екі толқынды жүйесінің концептуалдық блок-схемасы
Бастапқы кезеңде осы екі толқын: λ1 = 1310 нм-ге және λ2 = 1550 ... ... 1.7-де ... ... комбайнердің рөлін атқарады. Оңай
болу үшін тармақтаушы (комбайнерден) пассивті сплиттер бола алар еді, егер
мысалы, ... бар ... ... ... кері бағытта
(кірістерді шығыстарға алмастырғанда) қолданса. Сурет 1.7-нің оң жағында
келтірілген сплиттер де кері ... ... ... бола алар еді.
Бұл сплиттердің екі порты λ1 және λ2 ... ... ... Coupler ... оның негізгі қызметі ағынды
тармақтау екенін ескере отырып, дәстүрлі түрде ... деп ... ... ... осы ... ... Splitter ... ал Coupler терминіне біріктіруші ... ... ... қабықшалы технология негізіндегі фильтрлер қажет емес сигнал
спектрінің энергиясын жіберуді тоқтатады және ... ... ... ... ... ... WDM операцияларында фильтрлерді
қолданудың маңыздылығын бағалау ... ... ... технологиясына
жеке тоқтала кеткен жөн.
Негізінен каналдарды спектралды тығыздаудың үш ... бар: ... ... 2) талшық негізіндегі Брэгг ... ... ... ... ... ... толқын арналары көмегімен (Phased
Arrayed grating).
1.5 WDM жүйелерінің негіздері
Мультиплексор-демультиплексор жұбы WDM жүйесінің ... ... ... 1.7-де ... мультиплексор жәй ғана комбайнер –
бірнеше тасушы толқын ... ... ... бола ... – керісінше, кері операцияны орындай отырып, мүлдем басқа
бола алады. Ол ... ... жеке ... ... ... ... ... толқын ұзындықтарын селекциялау ... ... ... Бұл ... екі ... категорияларға бөлінеді:
дифракция негізіндегі демультиплексорлар және интерференция негізіндегі
демулътиплексорлар.
Дифракция негізіндегі ... ... ... ... әр ... құрамдастарына кеңістіктікте дисперсиялайтын
дифракциялық торлар сияқты бұрыштық дисперсиясы бар элементтерді қолданады.
Осындай тордың ... ... ... ... 1.8-де көрсетілген. Интерференция
негізіндегі демультиплексор бағытталған тармақтаушылар және оптикалық
фильтрлер сияқты құрылғылардың сипаттамаларын қолданады. ... ... тән ... ... ... ... ... бұл
құрылғылар таралу бағытына қарай мультиплексорлар және демультиплексорлар
ретінде қолданыла алады.
Сурет 1.8. Бұрыштық дисперсиясы бар ... ... ... ... ... ... ... жұмыс істеу
принциптері
EDFA типті ОК WDM жүйелерінің қажетті элементі болып табылады. EDFA
күшейткішінің ... ... (20-25 дБ) ... ... мен демультиплексордың пассивті элементтері және төменде
сипатталған көптеген құрылғылар ... ... ... орнын
толтырады. Егер мультиплексор мен демультиплексор ... 6 ... ... ... деп ұйғарсақ, онда бізде 12 дБ-дей шығындар болады.
WDM каналдарының санын ... ... ... көбейе бастайды.
Ыдыратушының екі каналға бөлуге кететін шығындары 3 дБ-ге тең, төрт каналға
— 6 дБ және т. б. ... ... ... біздің EDFA күшейткішінің жұмыс
жолағы – 1530-1565 нм ... ... ... ... ITU-T ... ... үшін каналдар арасындағы қадам 200/100/50 ГГц болатын және оны 25 ... ... ... ... бар ... ... торын жасап
шығарды. ITU-T торы мына ... ... ... (ТГЦ) ... 193,1 ТГц – ... ... ал т — бүтін сан.
1530-1565 нм жолақпен шектелгеннің өзінде, 2004 жылы DWDM ... 40 ... ... 160 канал орналасты.
1.6 Фабри-Перо интерферометрі
Фабри-Перо (Ф-П) интерферометрі жұқа пластиналардың екі ... ... ... ... ... ... ... құрылғы болып табылады. Оның жұмыс істеу принципы
сурет 1.9-да көрсетілген. Әр ... ... ... ... бар. Ол ... ... былай көрсетіледі:
, ... т — ... сан, aл d — ... ... арақашықтық.
Интерферометр екі жақын орналасқан бөлшектеп күмістелген беткейлер
арасындағы дүркін-дүркін шағылуларды қолданады. Жарықтың бір ... ... ... бөлігі жарық екінші беткейге жеткен кезде әр жолы ... ... ... ... көптеген жылжыған сәулелер
тудырады. Интерференциялаушы сәулелердің көп мөлшерін тек қана ... ету ... бар ... ... Бұл ... ету ... дифракциялық тордың көптеген саңылауларын еске түсіреді.
Сурет 1.9. Фабри-Перо интерферометрінің жұмыс істеу принципі
Фабри-Перо резонаторы – Ф-П ... ... ... ... ... және ... ... екі параллель пластиналар түрінде
болады. ... ... ... құрылымының жіңішкелігі) қанша толқын
каналдары бір уақытта өзара елеулі интерференцияға ұшырамай өте ... ... ... Ол цикл кезінде жоғалған энергияға байланысты
резонансты қуыс ішіндегі ... ... ... ... табылады.
Дисперсиялану дәрежесін электрлік фильтрлердің беріктілік түсінігінің Q
эквиваленті ретінде ... ... ... ... ... ... ... жасауға болады.
Фильтрді икемдеу екі айна арасындағы саңылау ұзындығын өзгерту ... ... Ф-П ... ... ... ... көрсетілген саңылау
ұзындығы белгілі бір каналды ... және ... үшін ... ... ... ... пьезоэлектрлік камераға
орналастырылады. Фабри-Перо фильтрлерінің артықшылығы – жүйеге ... ... ... саны тәжірибелік Ф-П фильтрінің ... ... ... (F = 100 ... 97% айналар үшін, ол
эффективті дисперсиялану дәрежесін F ~ ... ... ... ... ... 1.10-да тәжірибелік Ф-П фильтрінің құрылымының ... 1.10. ... Ф-П ... құрылымының схемасы
1.7 Маха-Цендер фильтрлері
Маха-Цендер (М-Ц) интерферометрін сурет 1.11-де көрсетілгендей,
тармақтаушының 3 дБ екі ... ... ... тармақтаушының 3 дБ екі кіріс
порттарына жалғау жолымен жасауға болады. ... ... ... ... екі ... ... онда ... ағын әр түрлі фазаға ие
болады (тармақтаушының тарамдарының ұзындықтары екінші тармақтаушыда бір
ажыратылған ... ... ... ... әр ... болған
кезде).
Сурет 1.11. Маха-Цендердің оптикалық интерферометрі
Салыстырмалы фаза толқын ұзындығы мен өткізу ... T(ν) ... ... ... ... ... Ол ... формула бойынша
анықталады:
, ... τm – М-Ц ... екі ... ... ... ал ν – ... Белгілі бір түрде ретке келтірілген
кідірістері бар осындай М-Ц ... ... ... ... ... ... ... икемделетін оптикалық фильтр сияқты
жұмыс істейді.
Салыстырмалы кідірісті τm есептеу үшін ... ... ... М-Ц ... тізбекти альтернативті каналдарды шектеуімен жүзеге
асады. Бұл ... ... тең ... ... ... үшін ... етеді. 10-каскадты фильтрдің қорытқы жіберу коэффициентінің
талғамдылығы 1600 диспериялану дәрежесі бар Ф-П ... ... Бұл ... ... жақын тұрған каналдарды бөле ... ... ... қосылуы WDM жүйелерінің жобалаушысына тағы бір
елеулі технология береді.
1.8 Брэгг торлары мен Брэггтің талшықты-оптикалық торлары
Сурет 1.12-де Брэггтің дифракциялық ... ... ... ... қолданатын модель келтірілген. ... торы ... ... ... ... ... ... Бұл пластиналар бір-
бірінен d ... ... ... ... ... ... тұратын жарық сол жақтан кіреді. D арақашықтығына ... ... ... толқын ұзындықтарының шағылуы бақыланатын болады. ... ... та сол ... шығады, ал ... ... ... ... оң ... ... ... ұзындықтарының нақты шағылу
шарттары немесе Брэгг шарттары мынадай:
,
(1.10)
мұндағы n – еркін сан, ал λB – шағылған ... ... ... d ... ... ... ... еселігі болу керек брэгг торының қадамы
немесе периоды. Теріс белгі шағылуды ... ал n – ... ... ... n = 1 ... (бірінші рет), болады, ал n = 2 ... рет), d = λB ... ... торы тамаша жолақты фильтр алуға
мүмкіндік береді.
(1) Айнадағы бірінші жарық импульсі 1 = Ein
(2) Шағылған бөлік = ... ... ... ... ... 1.12. Брэггтің дифракциялық торының моделі
Брэггтің талшықты торы (FBG) сыну көрсеткіші талшық ұзындығы ... ... ... ... ... ... Бұл ... өзгерістері Брэгг торының құрылымын өңдейді. FBG-ді
дайындаудың ортақ әдісі ... ... тор ... тең ... ... арқылы талшықты қарқынды ультракүлгін сәулеленуге ұшыратудан тұрады.
Талшықтың германий-силикатты өзегі шаблон ... ... ... ... ода құрылымдық ақаулар пайда болады, ... ... ... ... ... ... Олардың ультракүлгін сәулемен
сәулелендіретін шаблондар сияқты периодтылығы болады.
Сурет 1.13. Брэггтің талшықты торының көрнекі моделі. 1550 нм ... d 1-ден 10 ... ... ... ... ... Брэггтің талшықты торының құрылымы ... ... ... мен ... ... және ... ... үшін
талшықтың өлшемдері мен тор периоды әдейі үлкейтілген.
Шағылдырушы Брэгг торын жасаудың басқа ... λ/4 ... ... ... ... құрылымға негізделген. Ол
әрқайсысының әр түрлі сыну ... бар ... тор ... ... ... ... ... болатын түсу бұрыштары үшін толқын ұзындықтарын
шағылдырады, әрі олар айнаға негізделген шағылдырғыштар сияқты түскен сәуле
энергиясын жұтпайды.
FBG ... ... ... ... ... оптикалық
мультиплексорларында (OADM) кеңінен қолданылады, бұнда FBG тек ... ... ... кері ... ... ... ағынының қалған бөлігі осыдан кейін басқа толқын ұзындығын ... т. б. үшін FBG ... ... ... ... ... ... сурет 1.14-те көрсетілген. FBG жолақты фильтрлер, интерференциялды
фильтрлер, хроматикалық дисперсия компенсаторлары ... ... ... күшейткіштерінің шығыс сипаттамаларын түзету үшін қолданыла алады.
Сурет 1.14. Комбинация: циркулятор-FBG торы агрегатты каналдан ... бар ... ... ... ... ... ... бөлетін тура
осындай комбинация ілеседі. FBG – Брэггтің талшықты торы
FBG ... ... ... ... ... ... ... келеді. Оларды әдетте арнайы термостаттарда
орналастырады.
1.8.1 FBG-дің кейбір сипаттамалық ... ... ... ... ... ... торы мультиплекстеу және демультиплекстеу
құрылғыларында оптикалық ... ... ... ... ... ... циркуляторлар комбинациясымен каналдарды енгізу/шығару
мультиплексорларында қолданыла алады.
Сурет 1.15. Брэггтің талшықты торларын каналдарды енгізу/шығару
мультиплексорларында қолдану
Брэггтің талшықты торы ... ... ... циркуляторлармен бірге қолданыла алады. DWDM жүйелерінің пассивті
компонеттерінде жеке ... ... ... ... порты жағынан
циркулятор шағылған толқынды бөледі және оны ... ... ... 1.15, сол жағы). Енгізу порты жағынан циркулятор жіберілетін құрама
сигналға бөлінген толқын ұзындығындай бір канал ... ... 1.15, ... ... ... магистральді канал мен қалалық ... ... желі ... жиі ... Магистральді каналда әдетте
толқын ұзындықтары өте көп, ал қалалық ... ... ... ... ... ... Брэггтің талшықты торлары мультиплекстеу ... ... ... ... ... ... фильтрлердің басқа типтерімен комбинацияда қолданыла бастады.
Белгілі бір толқын ... ... ... беретін FBG-дің
оптикалық фильтрлеуші қасиеттері қолданылатын көптеген үстемелер ... ... ... ... тор ... ... ... тордың
периодын өзгерту арқылы басқарыла алатын, ал өткізу ... ... ... ... ... жолымен және тор периодының
кішігірім жиіліктік модуляциясымен икемделе алатын ... ... ... істейді.
FBG-дің тағы бір қолданылуына тұрақтандырғыш фильтр ... ... WDM ... ... іске ... ... берді. Жарық
толқынын мультиплекстеу және демультиплекстеу үшін қолданылған әр түрлі
құрылғылар пассивті болып табылады және ... ... ... ... ... құрылғыға 20 дБ сияқты). EDFA күшейткіштері осы ... ... ... олар WDM каналдарының барлық агрегаттық ағынының
өтемін іске асыра алады, ал регенератор ... осы ... ... ... ... 32 ... ... агрегатты ағын бар деп ұйғарайық. Оны бір
регенератор көмегімен тізбекти регенерациялау үшін бізге ұзақ ... ... еді; егер оны ... ... онда 32 регенераторды қолдану
керек ... еді. ... ... қуантарлық жаңалық – бұл жұмысты бір
EDFA күшейткішінің атқара алауы. Жаманы – шығыстан 32 каналдың әрқайсысына
бірдей деңгей ... ... ... қонымды шекте).
EDFA күшейткішінің көрсеткіштеріне толтыру ... ... әсер ... ... ... ... ... қуысына қайта бағытталған қажетсіз сыртқы шағылулар, сонымен
қатар температура мен инжекция тоғының ... жиі әсер ... ... ... ... фильтрін енгізу бұл мәселені ... 980 және 1480 нм ... бар ... ... ... және ... қозу ... оптикалық кері байланыстың
өзгерулерінен болатын спектралды моданың ... әсер ... ету бұл ... ... FBG ... ... ... негізгі сипаттамасы оның өткізу жолағы мен толтыру лазерлерінің
сипаттамаларына және берілген нақты үстемеге қатысты ... ... ... ... ... ... ... сипаттаманы түзеткіш фильтр – FBG-дің тағы бір қолданылуы.
1530-1560 нм спектралды жолақта EDFA ... ... ... бар ... ... ... FBG негізіндегі түзеткіш
фильтрлерін пайдалану жолымен осы спектралды терезе көлеміндегі күшейтуді
түзету ... Үш ... ... ... бұл ... EDFA
қолданылатын терезедегі күшейту вариацияларын азайтуға мүмкіндік ... WDM ... ... жақсартады және құрылымын
жеңілдетеді.
Сурет 1.16. Брэггтің ... ... ... DWDM ... (а) Майкельсон интерферометрі, (б) Маха-Цендер интерферометрі,
(в) оптикалық тасушының ... ... ... конфигурация
1.8.1.3 FBG-ді хроматикалық дисперсияны өтеу үшін қолдану
Хроматикалық ... ... ... жылдамдықтарда жіберуді
нашарлататын негізгі екі себептің бірі болып табылады. ... ... өтеу үшін ... жалпы амал жарық ... ... ... бірақ қарама-қарсы белгіде беретін ... ... ... Осылайша жиналған хроматикалық ... ... Өтем кез ... бір ... да, DWDM-нің барлық жолағында да,
мысалы, өте ұзын дифракциялық чирп-торларды ... ... іске ... 1.16-да Брэггтің талшықты торларына негізделген DWDM фильтрлері
енгізу-шығару оптикалық мультиплексорларының ... ... Жұқа ... ... ... ... ... диэлектрлік фильтрлердің көпқабатты
төсемдерін қолданады. Көптолқынды ... ... ... ... кезде
фильтрдің әрбір қабаты түсетін сигналдың әр түрлі толқын ұзындықтарын
толқын ... мен ... ... ... шағылуға немесе сол арқылы
өтуге мәжбүрлейді. Осылайша әрбір толқын ... ... ... ... ... үлес қосады. Осындай сигналдың сәйкес толқын
ұзындықтары не жоғалып ... не ... ... өтіп ... ... ... фильтрлерде көп қабат болатыны сонша, ... ... ... ... ... болады. Бұл толқын
ұзындықтарының біршама жіңішке жолағын немесе, тіпті, бір ... ... ... ... ... тарамдаушы арқылы өткен кездегі шығындар мөлшермен 4 дБ-ді
құрайды, олардың 3 дБ-і ... ... ... шығындар болып табылады. 1
дБ айырмашылығы құрылғының өзі келтірген шығындарына сәйкес келеді. Шығыс
порттарының саны ... ... ... ... ... ... ... да
өседі. 1×16 тарамдаушының кіріс және шығыс порттары арасындағы шығындары
14,5 дБ-ді құрайды. Осы ... ... ... ... ... N – ... ... ... ... ... детекторлау алдында кіріс каналдарын
есептеу үшін қолдануға болатын еді. Демек, ... ... ... ... ... болу ... ... демультиплекстеу алдында
агрегатты сигналда EDFA күшейткішін ... ... өтеу ... ... ... ... ... тығыз орамды каналдар жүйесі үшін (мысалы,
тасушылар ... 50 ГГц ... ... ... бейімделген. Алайда жұқа
қабықшалы фильтрлер 16-32 каналы бар WDM ... ... ... үшін ... ... өткізу жолағын
қамтамасыз етеді. Каналдардың жоғары тығыздығында ... ... ... ... ... айтарлықтай кішкентай. Оларды оптикалық
ажыратып-қосқыштарға, адаптерлерге және тіпті оптикалық талшыққа орнатуға
болады. 1550-1625 нм ... ... ... ... орнатылған фильтр
сипаттамаларының кейбір типтік мәндері төменде келтірілген:
- енгізілген шығындар: < 1,0 — 1,5 дБ;
- толқын ұзындықтарының ... ... ≥ 35 ... ... ... 40 дБ;
- жұмыс температурасы: -20°С — +70°С.
1.10 Толқын ... ... ... тор ... жұмыс істеу принципі
Толқын арналары массивіндегі дифракциялық тор (AWG) ... n×m ... және m×n ... ... бар ... ... ... яғни -ге ерекшеленетін m светодтардың массивімен
біріктірілген. Кіріс тармақтаушы кез келген i ... ... ... ... ... m ... ажыратады. Оны k световод
болады дейік. Бұдан кейін шығыс тармақтаушы световодтардың ... ... m ... j шығыс портымен біріктірсін. Онда жарықтың i портынан ... ... k ... ... ... жалпы жолы мынағын тең:
(1.12)
Ұзындық:
, ... L1 – ... ... ... ... болғанмен, ұзындық , ал , мұндағы di және dj ... ... ... мен ... кіріс/шығыстары
арасындағы минималды жолдар. Онда i портынан j портына дейін кез келген k =
1, 2, …, m ... ... ... ... ... ... n2 және n1 – световодтардың материалының (n2) және кіріс пен
шығыс тармақтаушылардың (n1) сыну коэффициенттері.
Бұл формуладағы ... ... ... екіншісі δφikj салыстырмалы
фазаның өзгеруін көрсетеді. Dikj жолымен өтетін толқындар, олар үшін ,
фазада j ... ... ... λ ... ... ... Көрсетілген шарттың орындалуы мүмкін (бірақ басқа λ
үшін), егер p-ны p + 1-ге ... яғни λ` ... ... және т. ... ... AWG ... ... формасы периодты, иректеу
және, екіншіден, WDM жүйесінің барлық толқын ұзындықтары ... ... ... ... жататынын көрсетеді.
Көрсетілген қасиеттер Фабри-Перо резонаторындағы интерферометрлік
фильтрді еске ... ал ... ... ... ... әрбір
световодтың ұзындығы көрші световодтан ∆L-ге ерекшеленетін ... ... ... ... ... ... Бұл оның атауын –
толқын арналары массивіндегі дифракциялық тор ... ... 1.17. ... ... ... ... тор ... мультиплекстеу схемасы: а) кіріс/шығыс тармақтаушылары бар
мультиплексордың схемасы; б) Роуленд шеңбері бар схема бойынша кіріс
тармақтаушының құрылымы; в) бір ... және ... ... ... схемасы
WDM мультиплексорларының осы кең қолданыстағы типінің жұмысын түсіну
үшін мультиплексордың құрылымының кейбір детальдарына қатысты ... ... ... рөлді ойнайтын (шығыста ... ... ... бірқатар ескертулерді жасау керек. Ол
туралы ... 17, б-да ... ... ... ... ... тармақтаушының шығыс
порттары) R радиусы, орталық кіріс толқын арнасының ... ... бар ... ... ... ... (ТТШ)
жатады;
2) басқа кіріс толқын арналарының кірістері R диаметрі бар
шеңберінде жатады (ТТШ оның ... мен ... ... ... ... ... Бұл ... Роуленд шеңбері деп
аталады;
3) кіріс оптикалық талшықтардың және световодтардың массивінің
үлесу қадамы ... ... ... ... ... ... ... қоршалған;
4) световодтардың массивінің кірістері алатын ТТШ доғасының
ұзындығы R-ден көп есе аз болу ... ... ... ... ... жағдайда кіріс
тармақтаушының кез келген кірісі мен оның кез ... ... ... ... арасындағы жол ұзындығы тұрақты,
ал FSR диапозоны шамамен тұрақты және мультиплексордың кіріс-
шығыс жұбының (i-j) ... ... ... екі есе ... және компонеттерді үнемдеу
үшін Литтроу схемасын мультиплексордың бастапқы схемасын (сурет 1.17, ... ... ... және ... ... жазықтығына орналастырып (сурет
1.17, в), мультиплексорды кішірейту үшін қолдануға болады. ... ... ... ... ... ... ... болады және
жалғыз тармақтаушының ішкі шығыс порттары ... сол ... ... ... Онда кіріс және шағылған толқындардың
интерференциясы болады. Сонымен бірге кіріс порты тармақтаушының ... ... ... ... ... ... бар ... де қолданыла алады. Бұл
жағдайда біртекті интегралды негізді қолдана отырып, екі есе каналдар саны
бар AWG мультиплексорларын ... ... ... ... ... ... саны – 102. ... 102 каналды (жиіліктік жоспары 50 ГГц
қадаммен) әрқайсысында AWG ... ... екі ... ... тақ ... бар) ... ... қолданатын схема бойынша
құрастырылған мультиплексор жиіліктік жоспары 100 ГГц қадамы бар 51 каналды
өңдеуге ... ... ... ... ... ... микрооптикалық құрылғылардың негізінде мультиплекстеу
технологиясының саласында ... ... ... ... және оның жеке ... ... ... және жоғары
тығыздықты WDM мультиплексорлары) жалпы даму ... ... ... ... ... ... жақсы үйлесім
табатын планарлы технологиялардың жетілуіне байланысты.
Планарлы ... ... ең ... және оңай іске ... WDM
мультиплексорының нұсқасына оптоталшықты бағытталған тармақтаушылар
негізіндегі ... ... Оның ... ... ... ... 2:1 ... (екі кіріс-бір шығыс) тармақтаушылардың бір типті ұяшықтарын
каскадты біріктіру жолымен құрастырылған. Нәтижесінде n:1 ... 1.18. ... ... тармақтаушылар негізіндегі WDM
мультиплексорының схемасы
Схеманы осы тәсілмен құрудың кемшілігі – ... ... ... ... ... ... Оны, әрине, кіріс оптикалық
сигналдардың жоғары деңгейімен және шығыста оптикалық сигналдарды ... ... ... бұл ... тек ... үшін ... ... кіріс сигналдарының деңгейінің аз болуынан жарамсыз.
1.12 Оптикалық енгізу/шығару ... OADM ... ... типі қарастырылған.
Тізбектелген OADM MR2 платаларын каскадтау жолымен негізгі трактқа/тракттан
16 каналға ... ... ... ... үшін ... ... ... типі. Ол локальді қондыру және транзиттік каналдар үшін
оптикалық қуаттың балансына кепілдік ... ... ... ... түзейді.
Тізбектелген OADM ОК блогынан (OAU/OBU), енгізу/шығару функциясы бар
оптикалық мультиплексор модулінен (MR2), оптикалық ... ... ... ... ... ... (FIU), екі жаққа бағытталған
оптикалық қорытқы канал блогынан (SC2) және т. б. ... ... ... ... ... ... ... 1.19. Тізбектелген OADM-нің блок-схемасы
OADM-нің негізгі функционалды блогына MR2 жатады. Әрбір MR2 платасы
екі каналды енгізу/шығару ... ... ... MR2 платаларын каскадты
қосуға болады. Нәтижесінде 16 каналды енгізу/шығару қамтамасыз етіледі.
Қабылдау жағында FIU ... ... ... ... ... оптикалық қорытқы сигналға бөледі. Сосын қорытқы канал сигналы ары
қарай өңделуге SC2-ге жіберіледі. С-диапазонының сигналдары MR2 ... Онда ... ... немесе шығарылуы жүзеге асады. Осы
локальді енгізілетін/шығарылатын ... OTU ... қол ... ... ... ... аттенюатор қуат бойынша орнатылған
талаптар жүйесіне сәйкес келген сигналдарды реттейді және MR2 ... ... ... ... OBU-де ... Соңғы этапта FIU блогы С-
диапазонындағы каналдар сигналын және ... ... ... ... жіберу үшін қайтадан біріктіреді.
1.13 WDM жүйелерінде қолданылатын толқын ... ... ITU-T ... 1-де 50 және 100 ГГц ... торының қадамы үшін ... ... және ... ... ... ұзындықтары келтірілген.
Бұл кесте ITU-Т торы немесе ITU-Т жиіліктік жоспары ретінде танымал. Сәйкес
ITU-T G.692 Annex А ... ... ... ... ... ... ... үшін және ... ... ... ... ... тең болады.
Кесте 1.
50 ГГц қадамға арналған номиналды орталық жиіліктер
|Номиналды орталық |100 ГГц және одан да ... ... ... (ТГц) |үлкен қадамға арналған |ұзындықтары (нм) |
| ... ... | |
| ... (ТГц) | ... |196,10 |1538,77 ... |- |1529,16 ... |196,00 |1529,55 ... |- |1529,94 ... |195,90 |1530,33 ... |- |1530,72 ... |195,80 |1531,12 ... |- |1531,51 ... |195,70 |1531,90 ... |- |1532,29 ... |195,60 |1532,68 ... |- |1533,07 ... |195,50 |1533,47 ... |- |1533,86 ... |195,40 |1534,25 ... |- |1534,64 ... |195,30 |1535,04 ... |- |1535,43 ... |195,20 |1535,82 ... |- |1536,22 ... |195,10 |1536,61 ... |- |1537,00 ... |195,00 |1537,40 ... |- |1537,79 ... |194,90 |1538,19 ... |- |1538,58 ... |194,80 |1538,98 ... |- |1539,37 ... |194,70 |1539,77 ... |- |1540,16 ... |194,60 |1540,56 ... |- |1540,95 ... |194,50 |1541,35 ... |- |1541,75 ... |194,40 |1542,14 ... |- |1542,54 ... |194,30 |1542,94 ... |- |1543,33 ... |194,20 |1543,73 ... |- |1544,13 ... |194,10 |1544,53 ... |- |1544,92 ... |194,00 |1545,32 ... |- |1545,72 ... |193,90 |1546,12 ... |- |1546,52 ... |193,80 |1546,92 ... |- |1547,32 ... |193,70 |1547,72 ... |- |1548,11 ... |193,60 |1548,51 ... |- |1548,91 ... |193,50 |1549,32 ... |- |1552,93 ... |193,00 |1553,33 ... |- |1553,73 ... |192,90 |1554,13 ... |- |1554,54 ... |192,80 |1554,94 ... |- |1555,34 ... |192,70 |1555,75 ... |- |1556,15 ... |192,60 |1556,55 ... |- |1556,96 ... |192,50 |1557,36 ... |- |1557,77 ... |192,40 |1558,17 ... |- |1558,58 ... |192,30 |1558,98 ... |- |1559,39 ... |192,20 |1559,79 ... |- |1560,20 ... |192,10 |1560,61 ... Бұл ... соңғы нүктелері тек мысал үшін ... ... ... ... кезінде көрсетілген шектерді
кеңейтетін жиіліктерді қосу ойластырылуда.
1.13.1 WDM ... ... ... мен жиіліктік жоспардағы
стандартты тасушыларды таңдау
ITU-T торының тірек жиілігі 193,10 ТГц ... ... Бұл ... ... ... ... стандартының қандай да бір танымал желісіне
негізделіп таңдалған жоқ.
Бастапқыда минималды қадам ... 100 ГГц ... ... ол 50 ... кемітілді. Бұл минимум ITU-T G.692 стандартының әр түрлі талаптарын
орындауда икемділікті қамтамасыз етеді. ... ... ... ... EDFA
күшейткішінің сыйымдылығымен және спектрінің енімен үйлесімді.
Технологиялық шектеулер, ең алдымен ... ... және ... ... ... каналдар арасындағы минималды қадамды
таңдауда назарға алынды. Бұл ... осы ... ... ... ... қоймай ұтымды пайдалануға мүмкіндік берді. Технологияның
келешектегі бағалары (жақын ... ITU-T G.692 ... ... тек ... ғана жету ... көрсетеді.
193,10 ТГц жиілігі (AFR абсолютті жиіліктер стандарты) оптикалық
сигналды қажетті нақтылықпен және тұрақтылықпен, ... ... ... ... ... ... деңгейде қамтамасыз етеді. Ол
үшін He-Ne (атомды энергия көздеріне) ... йод ... ... ... ... ... мүмкін.
AFR келесі үстемелер үшін қолданыла алады:
- WDM-нің мәтіндік жабдығын калибрлеу;
- жиілік эталонын WDM құрылғыларын ... мен ... ... ету;
- көп каналды жүйелер үшін жиілік эталонын қамтамасыз ... ... ... ... басқару және/немесе қызмет көрсету.
Ескерту. Ұлттық/халықаралық AFR ... ... ... нақты және тұрақты мәні жоқ. Бұл ... ... ... ... ... үстінде.
1.14 WDM жүйелерінің типтік сипаттамалары
Кесте 2-де ADC ... ... ... ... 3-те ADC ... ... ... ... ... ... DWDM ... спецификациясы
| ... саны |
| |4 |8 |15 |32 ... ... ... ГГц |200 |100 |100 |100 |
|1 дБ ... ... ... |0,3 |0,3 |0,3 ... нм | | | | |
|3 дБ ... ... ... |0,4 |0,4 |0,4 ... нм | | | | ... ... |1,5 |2,3 |3,3 |5,3 ... дБ | | | | ... шығындар оптикалық жалғағыштардың шығындарын қоспайды.
Кесте 3.
ADC компаниясының мультиплексор/демультиплексорының жалпы
спецификациясы
|Жолақ ішіндегі максималды |±0,1 дБ ... | ... ... ... |±0,5 нм ... | ... ... ... ... ... ... ... | ... ... еместік |1,0 дБ ... ... ... |-45 дБ ... ... ... |0,2 дБ ... | ... ... ... 55°С-қа дейін ... түрі |Corning SMF28 |
1. ... ... ... МУЛЬТИПЛЕКСОРДЫҢ ҚҰРЫЛЫСЫН ЕСЕПТЕУ
2.1 DWDM және CWDM технологияларын салыстыру
Оптоэлектронды компоненттер саласындағы жетістіктер бір талшық арқылы
бірнеше жарық сигналдарын бір ... әр ... ... ... жүйелердің жасалуына мүмкіндік берді. Жоғары жіберу жылдамдығы
бар – 2,5 Гбит/с, 10 Гбит/с және жуық ... 40 ... пен 100 ... деректер ағындары толқын ұзындығы бойынша бөлудің арқасында
тығыздала алады. Осылайша WDM ... ... ... ... ... ... екі түрі бар: өрескел және жиі.
CWDM – ... ... ... ... WDM ... – бір
талшықта сегізден аз активті толқын ұзындықтарын қолданатын ... ... ... ерекшеліктері туралы атап өткен жөн. Жалпы CWDM-нің
функционалды мүмкіншіліктері DWDM-нің ... ... ... ... ... мен қуат аз болады. CWDM операторлардың оптоталшықты
байланысқа жоғары сұраныстары бар үлкен қалалардағы тұтынушылардың әр ... ... ... ... мүмкіндік береді. Алайда CWDM мен
DWDM арасында нақты бәсекелестік жоқ, себебі екі технология да ... ... ... ... мен ... ... болатын әр
түрлі рөлдерді атқарады. Негізінде CWDM ... ... ... үшін ... Ол ... кең ... қолданады және
деректерді бір-бірінен елеулі ... бар ... ... ... ... ... толқын ұзындығының ауытқуын
ескереді, себебі жұмыс барысында лазерлер қызады және ... ... ... ... ... ... жабдықтарына қарағанда
кішірек және экономикалық тұрғыдан алғанда пайдалы болып табылады.
DWDM – каналдарды жиі ... ... WDM ... – бір ... ... ... ... ұзындықтарын қолданатын жүйелер. DWDM-нің
принципиалды ерекшеліктері туралы атап ... жөн. DWDM ... ... жіберу үшін арналған, онда толқын ұзындықтары бір-біріне
жақын орналасқан. Жасаушылар бір ... 32, 64, 128 ... ... ... әр түрлі әдістерін ұсынады. Эрбиймен легірленген
талшықты ... ... ... ... жіберудің жоғары жылдамдықты
жүйелерінің өнімділігін арттырады. Мұндай жүйелер 1000 км ... ... ... ... тығыздықты каналдардың да өзіндік шектеулері бар.
Біріншіден, бір нақты толқын ұзындығын ... ... ... ... бөлу үшін ... ... фильтрлер керек. Бұл арзан емес.
Екіншіден, ... ... ... ... тура ... ... Бұл ... дерлік лазерлердің тұрақты температурада жұмыс ... ... ... ... ... тұрақтылықты лазерлер және
сәйкес суыту жүйелері қымбат.
Енді CWDM мен ... ... ... ... CWDM ... ... істемейді, себебі ода жарық сигналы күшеймейді. Бұл
бір жағынан құнын төмендетсе, ... ... ... ... ... Қызмет көрсетушілер сигнал күшейткішін қолданған
жағдайда, жұмыс диапозонын 50-ден 80 км-ге дейін, ... 160 ... ... алады. CWDM каналдардың аз санын тығыздайды. Бұл шағын істен бастап
және сұраныстың өсуіне байланысты кеңейтуді қалайтын қалалық операторларға
жеткілікті ... ... ... ... жіберетін жүйелер нарыққа шығудың құнын
төмендетуге мүмкіндік береді, сонымен бірге шығындарға ... ... ... ... ... кез ... жағдайда қуат пен
арақашықтық екеуі арасында ымыралы шешім табуға тура ... Сіз не ... бар ұзын ... не көп ... бар қысқа желілерді құрасыз.
Кесте 4.
CWDM мен DWDM технологияларын салыстыру
|CWDM |DWDM ... ... ... ... негізінде анықталады |
|анықталады | ... ... |Өте алыс ... ... ... жіберу | ... | ... кең ... ... тар диапазоны |
|қолданады | ... ... ... |Толқын ұзындықтары тығыз оралған |
|көп қалады | ... ... ... нысанаға жеткізу үшін |
|болуы мүмкін ... ... ... ... ... фрагменттерге |Спектрді кішігірім фрагменттерге |
|бөледі ... ... ... ... |Сигналдың күшеюі ... ... ... ... ... ... ...

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Көлемі: 42 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 700 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Спектралды тығыздайтын оптикалық мультиплексордың құрылысын есептеу38 бет
Оптикалық талшықпен сауле энергиясын тасымалдаудың спектралдық өтімділігі49 бет
Спектрлік тығыздайтын оптикалық демультиплексор конструкциясын есептеу38 бет
«Сандық талшықты оптикалық беру жүйелері» пәні бойынша тест сұрақтар17 бет
Азаматтық құрғын құрылысындағы едендер жабындысының құрылымы14 бет
Алматы-Тараз жолы құрылысын экономикалық жобалау26 бет
Антропогендік стрессорлардың өсімдіктер мен жануарлардың морфологиялық құрылысына әсері7 бет
Байланыстың оптикалық жүйесінің өзгешеліктері12 бет
Бензол молекуласының электрондық құрылысын МПДП әдісімен есептеу22 бет
Еңбектің, спорттың, әлеуметтік және биологиялық факторлардың сүйек құрылысына тигізетін әсері7 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь