Redes ópticas: dispositivos
En este capítulo, analizaremos los diversos componentes de los dispositivos ópticos.
Aislador
El aislador es un dispositivo no recíproco que permite que la luz pase a lo largo de una fibra en una dirección y ofrece una atenuación muy alta en la dirección opuesta. Se necesitan aisladores en el sistema óptico para evitar reflejos no deseados, que regresen por una fibra e interrumpan el funcionamiento de un láser (produciendo ruido). En la fabricación de aisladores “Faradays Effect”, Que depende de la polarización.
Los aisladores se construyen utilizando polarizadores ópticos, analizadores y rotador de Faradays. La señal óptica pasa a través del polarizador, orientado en paralelo al estado de polarización entrante. El rotador de Faraday rotará la polarización de la señal óptica en 45 grados.
La señal luego pasa a través del analizador, que está orientado a 45 grados con respecto al polarizador de entrada. El aislador pasa una señal óptica de izquierda a derecha y cambia su polarización en 45 grados y produce una pérdida de aproximadamente 2 dB.
Circulador
Los circuladores son dispositivos microópticos y se pueden usar con cualquier número de puertos, sin embargo, comúnmente se usan circuladores de 3 puertos / 4 puertos. Tiene una pérdida relativamente baja de 0,5 dB a 1,5 dB de puerto a puerto.
La función básica de un circulador se muestra en la figura anterior. La luz que ingresa a cualquier puerto en particular (digamos el puerto 1) viaja alrededor del circulador y sale en el siguiente puerto (digamos el puerto 2). La luz que entra por el puerto 2 sale por el puerto 3, y así sucesivamente. El dispositivo funciona de forma simétrica alrededor de un círculo. Los circuladores son dispositivos microópticos y se pueden fabricar con cualquier número de puertos. Sin embargo, los circuladores de 3 y 4 puertos son muy comunes. Los circuladores tienen pérdidas muy bajas. La pérdida típica de puerto a puerto es de alrededor de 0,5 a 1,5 db.
Divisores y acopladores
Los acopladores y divisores se utilizan para combinar señales ópticas y / o dividir las señales ópticas. La gran mayoría de los acopladores ópticos monomodo emplean el principio de acoplamiento resonante. Dos núcleos de fibra SM se colocan en paralelo y cerca uno del otro. La energía óptica se transfiere de un núcleo a otro y viceversa por inducción de ondas electromagnéticas. El acoplamiento de potencia depende de la longitud de la sección de acoplamiento.
Tres características importantes son:
Return Loss - La cantidad de energía reflejada y perdida.
Insertion Loss - La cantidad de señal perdida en tránsito total a través de un dispositivo.
Excess Loss - Pérdida adicional de un dispositivo por encima de la pérdida teórica.
Tipos de acopladores
- Acopladores Y
- Acopladores estrella
- Fibra fundida
- Plato de mezcla
- Planar (espacio libre)
- Acoplador de 3 dB
- Divisor de haz
Filtros
Los filtros se utilizan para seleccionar la señal en la ruta trans y el receptor de muchas señales. Las rejillas son filtros. Los interruptores, moduladores, AWG, multiplexores, etc. se consideran tipos de filtros.
Los siguientes son los tipos de filtros:
- Fabry-Perot
- Filtro sintonizable
- Filtro de rejilla Bragg en fibra
Los filtros se utilizan delante de un LED para reducir el ancho de la línea antes de la transmisión. Los filtros serán muy útiles en redes WDM para:
Se puede usar un filtro colocado frente a un receptor incoherente para seleccionar una señal particular de muchas señales que llegan.
Se proponen redes WDM que utilizan filtros para controlar qué camino a través de una red tomará una señal.
Las rejillas de fibra de Bragg son el filtro óptico más importante en el mundo de las comunicaciones.
Moduladores
Los moduladores consisten en un material que cambia sus propiedades ópticas bajo la influencia de un campo eléctrico o magnético. En general, se utilizan tres enfoques:
- Efectos electro-ópticos y magneto-ópticos
- Efectos de electroabsorción
- Moduladores acústicos
Debido a vibraciones mecánicas Ref. Índice de cambios materiales. Los moduladores acústicos utilizan sonido de muy alta frecuencia. Al controlar la intensidad del sonido, podemos controlar la cantidad de luz desviada y, por lo tanto, construir un modulador.
A continuación se presentan algunas de sus ventajas:
Pueden manejar una potencia bastante alta.
La cantidad de luz refractada es linealmente proporcional a la intensidad de las ondas sonoras.
Pueden modular diferentes longitudes de onda al mismo tiempo.
ADM óptico
Se utiliza un filtro óptico para aislar o eliminar la longitud de onda deseada de las múltiples longitudes de onda que llegan a una fibra. Una vez que se cae una longitud de onda, se puede agregar o insertar otro canal que emplee la misma longitud de onda en la fibra, cuando sale de OADM.
Un ADM simple tiene solo 4 canales de entrada y salida, cada uno con cuatro longitudes de onda. En OADM, las longitudes de onda pueden amplificarse, ecualizarse o procesarse más. OADM organiza las longitudes de onda de la fibra de entrada a la fibra de salida mediante una conexión cruzada óptica.
Conexión cruzada óptica
Una conexión x óptica puede tomar cuatro fibras de entrada, cada una con cuatro longitudes de onda, y reorganizar las 16 longitudes de onda en las cuatro fibras de salida. Un simple transpondedor dentro de OXC barajará una de las longitudes de onda a un canal disponible.
