Характеристики оптических циркуляторов.

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 6Следующая ⇒

Из принципа работы ОЦ следует, что вносимые в прямой канал потери, заданные выражением А₁₂ = -10 lg P₂/P₁ (где P₁ - мощность на входе 1, Р₂ - мощность на выходе 2), определяются суммарным значением потерь коллимирующей системы (включая аберрационные потери линз), потерь в оптических элементах (поглощение, рассеяние и френелевское отражение), отклонением угла фарадеевского вращения от 45° и потерь, связанных с неточностью установки элементов. В зависимости от качества элементов и точности юстировки величина вносимых потерь в прямом канале может составлять А₁₂ ~ 0, 8...1, 6 дБ. Потери в отраженном канале А₂₃ = -10 lg P₃/P₂ практически лежат в том же интервале, поскольку поворотная призма 4 и дополнительный рутиловый элемент 9 обладают малыми потерями.

Величина изоляции порта 1 от порта 2, т. е. потери А₂₁ = -10 lg P₁/P₂ так же как и в случае оптического изолятора, определяются степенью разведения поляризованных лучей в двулучепреломляющих элементах, угловой ошибкой при взаимной ориентации этих элементов, отражением и рассеянием излучения в фарадеевском вращателе, а также ошибками при юстировке элементов. Экспериментально установлено, что рассеяние на различных дефектах в кристаллах рутила и граната ограничивает максимальную величину изоляции на уровне 40...45 дБ.

Как уже отмечалось, в рассматриваемой структуре отсутствует непосредственная связь между портами 1 и 3. Поэтому величина перекрестной помехи на ближнем конце А₁₃ = -10 lg P₃/P₁ определяется только френелевскими отражениями от торцов первого рутилового элемента и фарадеевского вращателя и может быть снижена до уровня менее - 50 дБ.

Обратные отражения А₁₁, А₂₂, А₃₃ также определяются величиной коэффициента отражения от горцев волокон и от граней элементов. Наклон торцов волокон примерно на 7⁰ и граней элементов примерно на 1 приводит к снижению обратных отражений до уровня 55...-60 дБ.

На основе предложенной структуры (см. рис. 3.2) изготавливаются и предлагаются потребителям одномодовые поляризационно-независимые ОЦ для диапазонов длин волн 1, 3 и 1, 55 мкм.

3.1.2. Возможные варианты применения оптических циркуляторов в оборудовании волоконно-оптических линий связи.

Первоначально ОЦ разрабатывался для применения в качестве одного из элементов оптического усилителя, позволяющего улучшить характеристики усилителя путем замены простых оптических ответвителей на ОЦ. Кроме того, использование ОЦ позволяет реализовать схему оптического усилителя, работающую в режиме " на отражение".

Рис.3.3

Схема волоконно-оптического усилителя отражательного типа, в котором используется оптический циркулятор, показана на рис.3.3. При такой схеме эффективность действия накачки в активном эрбиевом волокне увеличивается в два раза.

Применение ОЦ перспективно в измерительных системах, в частности, в рефлектометрах. Так, замена традиционного трехдецибельного направленного ответвителя на ОЦ в выпускаемых ГП " Дальняя связь" оптических рефлектометрах ОР-2-1 позволяет увеличить динамический диапазон примерно на 6 дБ, т. е. увеличить дальность действия прибора на 10-15 км в диапазоне 1, 55 мкм. Однако более широкое применение ОЦ найдут в качестве элементов волоконно-оптического тракта. В частности, будучи включенными в волоконно-оптический тракт, они обеспечивают одновременную двунаправленную передачу по одному оптическому волокну.

Рис.3.4

Схема испытаний двух образцов ОЦ в составе комплектов аппаратуры ОТГ-32Е при двунаправленной передаче по одному оптическому волокну показана на рис.3.4 (длина волны А =1, 55 мкм, скорость передачи В = 34 Мбит/с, ПОМ - передающий оптический модуль, ПРОМ - приемный оптический модуль, ОС - одномодовый оптический соединитель, Атт. - регулируемый одномодовый оптический аттенюатор, ОЦ - оптический циркулятор). Испытания, проведенные при одновременной встречной работе двух комплектов аппаратуры ОТГ-32Е, работающей со скоростью 34 Мбит/с, по одному волокну с включенными двумя ОЦ, показали, что при исходном энергетическом потенциале 32 дБ снижение последнего благодаря использованию ОЦ не превышает 4 дБ. Величина остающегося потенциала достаточна для обеспечения значительной дальности связи при двунаправленной передаче по одному волокну.

Необходимо отметить, что физические принципы работы ОЦ никак не ограничивают скорость передачи информации в создаваемом одноволоконном тракте. Такое техническое решение дает возможность отказаться в обоснованных случаях от прокладки дополнительных оптических кабелей при расширении сети или сохранить работоспособную сеть в условиях выхода из строя нескольких оптических волокон.

Выводы

Этот же принцип использования ОЦ позволяет достаточно просто решить ряд возникающих у операторов связи задач и дает возможность:

- организовать эффективное уплотнение волоконно-оптического кабеля при ограниченном числе свободных волокон;

- осуществлять контроль целостности волоконно-оптического тракта без перерыва связи с помощью измерения в обратном направлении уровня мощности оптического излучения от какого-либо источника излучения;

- создавать обратный управляющий канал в интерактивных системах кабельного телевидения в условиях, когда до абонента прокладывается лишь одно волокно;

- маскировать полезный оптический сигнал в оптическом волокне путем подачи в обратном направлении более мощного зашумляющего сигнала;

- передавать в обратном направлении сигнал от систем телеконтроля и сигнализации, что обеспечивает полную независимость работы таких систем от основного телекоммуникационного оборудования. Это может представлять особый интерес для операторов ведомственных сетей связи;

- передавать сигналы телевидения без дополнительного уплотнения и занятия групп телефонных каналов.

В заключение следует отметить, что организация одноволоконного тракта с помощью ОЦ существенно упрощает производство и эксплуатацию разъемов для полевых оптических кабелей.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 Следующая ⇒