Оптический циркулятор

Волоконно-оптическая связь принесла нам новое интернет-общество. Для лучшей поддержки оптической сети необходимы различные оптические компоненты и связанные с ними технологии. Они внесли вклад в развитие оптической связи, одновременно улучшая функциональность, надежность и экономическую эффективность оптических сетей. Пассивные оптические компоненты являются краеугольным камнем оптических сетевых систем, и циркулятор является одним из них. В этом руководстве мы подробно рассмотрим его

Что такое оптоволоконный циркулятор? Как работает циркулятор?

Волоконный циркулятор — это необратное устройство, которое направляет оптический сигнал из одного порта в другой только в одном направлении за раз. Хотя направление оптического сигнала может быть перенаправлено по мере необходимости, оптический сигнал должен проходить через порты последовательно (т. е. из порта 1 в порт 2, прежде чем попасть в порт 3). Кроме того, его можно использовать для достижения двунаправленной передачи по одному волокну. Благодаря высокой изоляции входной и отраженной оптической мощности и низким вносимым потерям он широко используется в современных системах связи и приложениях с волоконно-оптическими датчиками.

Как работает оптоволоконный циркулятор?

Он работает аналогично оптическому изолятору, который также использует вращатели Фарадея, однако его конструкция более сложная. Его обратно распространяющаяся световая волна направляется на третий порт для выхода, а не теряется. На рисунке 1(a) показан трехпортовый оптоволоконный циркулятор. Входной сигнал (λ1) на порту 1 выходит на порте 2, входной сигнал (λ2) на порту 2 выходит на порте 3, а входной сигнал (λ3) на порту 3 выходит на порте 1. Точно так же в четырехпортовом циркуляторе, как показано на рисунке 1(b), в идеале можно было бы иметь четыре входа и четыре выхода. На практике многим приложениям не нужны четыре входа и четыре выхода. Поэтому в четырехпортовом циркуляторе обычно имеется три входных порта и три выходных порта. Это достигается путем назначения порта 1 портом только для ввода, портов 2 и 3 — портами ввода и вывода, а порта 4 — портом только для вывода.

Рисунок 1. Циркулятор с 3 портами и циркулятор с 4 портами

Типы циркуляторов

По количеству портов оптоволоконные циркуляторы обычно можно разделить на три типа: 3-портовые, 4-портовые и 6-портовые. В целом, 3-портовые и 4-портовые циркуляторы довольно распространены, в то время как 6-портовые циркуляторы используются реже. Независимо от типа порта оптоволоконных циркуляторов, оптический свет, передаваемый из любого порта, в таких циркуляторах может быть перенаправлен на любой другой порт.

Кроме того, оптоволоконные циркуляторы также можно классифицировать на рынке как два типа: сохраняющие поляризацию (PM) и нечувствительные к поляризации (PI). Циркулятор PM изготавливается из сохраняющего поляризацию волокна, что делает его идеальным для приложений, сохраняющих поляризацию, таких как системы 40 Гбит/с или приложения с рамановским насосом. Они также используются в двухпроходных усилителях и в модулях компенсации дисперсии (DCM). Циркулятор PI Fiber представляет собой компактный, высокопроизводительный компонент световой волны. Этот компонент обеспечивает высокую изоляцию, низкие вносимые потери, низкие потери, зависящие от поляризации (PDL), а также высокую стабильность и надежность. Он широко используется в сочетании с волоконными решетками и другими отражающими компонентами в системах плотного мультиплексирования с разделением по длине волны (DWDM), высокоскоростных системах и системах двунаправленной связи.

Применение волоконно-оптических циркуляторов

Оптоволоконный циркулятор поддерживает двунаправленные порты и позволяет использовать одно волокно как для передачи, так и для приема оптического сигнала. Он широко используется во многих приложениях, таких как сети DWDM, поляризационная модовая дисперсия, компенсация хроматической дисперсии, оптические мультиплексоры ввода-вывода (OADM), оптические усилители и волоконно-оптические датчики.

Сети DWDM

Циркулятор Fibermart может использоваться для вывода оптического канала из системы DWDM с помощью волоконной брэгговской решетки (FBG) (показано на рисунке 2). Входные каналы DWDM подключаются к порту 1 устройства с устройством FBG, подключенным к порту 2. Затем одна длина волны, отраженная от FBG, снова поступает в циркулятор Fibermart в порту 2 и направляется соответствующим образом в порт 3. Остальные сигналы проходят через FBG и выходят по верхнему волокну.

Кроме того, оптоволоконный циркулятор также используется для разделения сигналов, распространяющихся вперед и назад, с изоляцией 50 дБ (защита входного волокна от возврата мощности при использовании отклоненного света) в системах DWDM. Оптоволоконный циркулятор также обеспечивает уровень перекрестных помех (отношение выходной мощности, производимой желаемым входом, к выходной мощности, производимой нежелательными входами) более 60 дБ. Это позволяет одному волокну эффективно передавать двунаправленный сигнал. (Показано на рисунке 3)

ОАДМ

OADM основан на одном FBG и двух циркуляторах Fiber. 4 канала, изображенные как 4 цвета, попадают на FBG через циркулятор FO. FBG настроен на один из каналов, здесь канал 4, который отражается обратно в циркулятор, где он направляется вниз и «выпадает» из системы. Поскольку канал был выброшен, другой сигнал на этом канале может быть «добавлен» в той же точке сети. Показано на рисунке 4)

Рисунок 4. Циркулятор FO, используемый в OADM

Компенсация хроматической дисперсии

Оптоволоконный циркулятор компенсирует хроматическую дисперсию с помощью чипованного FBG (отражателя, зависящего от длины волны). Часть оптического волокна обрабатывается или легируется материалом, который изменяет показатель преломления волокна, вызывая отражения, зависящие от длины волны. Чищенные FBG имеют несколько решеток, смещенных по всему волокну, и позволяют компенсировать хроматическую дисперсию. (Показано на рисунке 6)

Оптические усилители

Оптические усилители создают прямое усиление сигнала без необходимости его преобразования в электрический сигнал. Циркуляторы Fibermart подают входной сигнал в усилитель, принимают усиленный сигнал и перенаправляют сигнал в выходной порт. В этом приложении циркулятор подает подавленную обратную связь из полости. На рисунке 7 показан этот процесс.

Волоконно-оптические датчики

Волоконно-оптические датчики используются для измерения таких параметров, как деформация, температура и давление. Они используют оптоволоконные циркуляторы для перенаправления сигналов. Высокая изоляция между входной и отраженной оптической мощностью в сочетании с низкими вносимыми потерями делают оптоволоконный циркулятор предпочтительным компонентом для сопряжения с волоконно-оптическими датчиками. На рисунке 8 показана установка, используемая для калибровки FBG с помощью оптического циркулятора .

Что следует иметь в виду при покупке оптоволоконного циркулятора

При покупке оптоволоконного циркулятора, ключевого компонента, используемого для направления света в однонаправленном режиме в оптоволоконных сетях, необходимо учитывать несколько важных факторов, чтобы обеспечить оптимальную функциональность и совместимость с вашей системой. Оптоволоконные циркуляторы играют важную роль в нескольких приложениях, таких как телекоммуникации, оптоволоконные датчики и испытательные приборы, поэтому выбор правильного циркулятора имеет первостепенное значение.

 ·  Тип конфигурации : в зависимости от приложения могут потребоваться различные конфигурации циркулятора, например, 3-портовые или 4-портовые. Понимание точных потребностей вашей сети поможет вам выбрать правильный тип.

 ·  Диапазон длин волн : Различные оптические циркуляторы предназначены для определенных диапазонов длин волн. Убедитесь, что устройство соответствует требуемой рабочей длине волны для совместимости с вашей существующей системой.

 ·  Вносимые потери : более низкие вносимые потери приводят к более высокой эффективности. Сравните различные модели оптических циркуляторов, чтобы найти баланс между стоимостью и минимальной потерей сигнала.

 ·  Изоляция : Высокая изоляция гарантирует эффективное подавление нежелательного света, что повышает производительность. Ищите оптический циркулятор, который обеспечивает оптимальную изоляцию для вашего конкретного применения.

 ·  Чувствительность к температуре : факторы окружающей среды, такие как температура, могут влиять на производительность циркулятора. Рассмотрите вашу рабочую среду и выберите оптический циркулятор с надлежащей температурной стабильностью.

 ·  Цена и репутация производителя : Качество часто коррелирует с ценой, но это не значит, что самое дорогое — лучшее для ваших нужд. Изучите репутацию производителей и прочитайте отзывы, чтобы найти надежный продукт в рамках вашего бюджета.

 ·  Соответствие стандартам : убедитесь, что циркуляционный насос соответствует соответствующим отраслевым стандартам, так как несоответствие может привести к проблемам совместимости и безопасности.

Сочетание этих факторов с соображениями стоимости и репутацией производителя может привести к выбору, который идеально впишется в вашу оптоволоконную систему.

Решения FibreMART для оптических циркуляторов

Fiber-Mart предлагает циркуляторы PI и PM (работающие на длинах волн 1310, 1550 или 1064 нм) с 3 или 4 портами. Наши оптические циркуляторы характеризуются высокой изоляцией, низкими вносимыми потерями и превосходной устойчивостью к окружающей среде. Кроме того, любые другие длины волн, без или с любым разъемом, могут быть настроены в соответствии с требованиями клиентов.

 

Рекомендуемые продукты

Оптические коммутаторы поставляются. Различные оптические коммутаторы отвечают вашим различным требованиям.

Оптические усилители SDH Усилители, линейные, предварительные усилители для сетей SDH

Оптические аттенюаторы FC, SC, ST, LC, аттенюаторы E2000 с полировкой APC/UPC