zwielokrotnianie optyczne
TRANSCRIPT
ZWIELOKROTNIANIE OPTYCZNE W ZWIELOKROTNIANIE OPTYCZNE W
SYSTEMACH ŚWIATŁOWODOWYCHSYSTEMACH ŚWIATŁOWODOWYCH
Zwielokrotnienie --jest to technika transmisji pewnej ilości sygnałów w
jednym torze transmisyjnym.
Zwielokrotnienie można podzielić ze względu na to, w jakiej dziedzinie występuje zwielokrotnianie sygnału:
•Zwielokrotnienia długości fali (WDM)(Wavelength Division Multiplexing)
• Zwielokrotnienia częsotliwości (FDM,SCM)(Frequency Division Multiplexing)
• Zwielokrotnienie czasowe (TDM, TCM)
(Time Division Multiplexing)
Zwielokrotnienie kodowe (CDM)(CodeDivision Multiplexing)
WDM (Wavelenght Division Multiplexing)
czylizwielokrotnienie długości fali
Transmisja wielu fal o różnych długościach w jednym włóknie
światłowodu, w celu zwiększenia ilości przesyłanej informacji.
Istota działania systemu
Elementy składowe systemu WDM
WDM: od 1 nm (130 GHz)do 100 nm (13 THz) .Odstęp miedzykanałowy 200GHz (1,6nm); 8 kanałów
S e l e k t y w n y s y s t e m W D M
MUX DMUX
Systemy wykorzystujące ten rodzaj zwielokrotnienia możemy podzielić:
•Wąskopasmowe (selektywne)
• szerokopasmowe WDM
MOC SYGNAŁU
W systemie selektywnym-prawie bez strat
W systemie szerokopasmowym –moc odwrotnie proporcjonalna do liczby kanałów N.
Sprzęgacz optyczny WDM
Monolityczne demultipleksery WDM wykonane na podłożu krzemowym
Wczesne systemy oparte na WDM wykorzystywały diody LED emitujące światło o długości fali 850nm oraz lasery operujące na 1350nm. Obecnie stosuje się lasery najczęściej pracujące w II i III oknie transmisyjnym (1300nm i 1550nm).
Rozwój systemów opartych na technologii WDM przedstawia poniższy wykres:
Dalsze kroki w stronę zwiększenia możliwości
transmisyjnych - DWDM(Dense WDM>ultra-dense WDM)
Cel 1000 kanałów
Zmniejszenie odstępów międzyfalowy od 0,1 do 1nm
Hybrydowy laser krzemowy-ostatni znaczący krok w procesie zwielokrotnienia sygnału w jednym włóknie
światłowodowym.
Problemy systemu WDM
• Przesłuch międzykanałowyPrzesłuch międzykanałowy
• Zjawiska nielinioweZjawiska nieliniowe
• Ograniczone pasmo optyczneOgraniczone pasmo optyczne
• Dyspersja chromatyczna Dyspersja chromatyczna
• Dyspersja polaryzacyjnaDyspersja polaryzacyjna
FDM (Frequency Division Multiplexing)
czyli zwielokrotnienie częstotliwości fali
Dokładniejsze przedstawienie podziału częstotliwości
Elementy składowe FDM
•Moduły laserowe nadawcze
•Układy stabilizujące częstotliwość
•Sprzęgacze optyczne gwiazdowe
•Krotnice
•Filtry optyczne
•Wzmacniacze optyczne
Problemy systemu FDM
•Stabilność źródła promieniowania(zastosowanie rezonatorów Fabry-Perota jako sygnału sprzężenia zwrotnego)
•Szum wzmacniaczy półprzewodnikowych w zakresie dużych częstotliwości
•Degradacja sygnałów optycznych w przypadku przepustowości powyżej 10-30 Gb/s wskutek dyspersji chromatycznej włókna światłowodowego.
SCM(Subcarrier Multiplexing)
czyli zwielokrotnienie podnośnej
Rozwinięciem metody zwielokrotnienia FDM jest metoda SCM.Nie wymaga ona stosowania układów
stabilizujących (wąskie pasmo nadawcze – małe odstępy międzykanałowe). System SCM
wykorzystuje jedną optyczną częstotliwość nośną – zwielokrotnianie polega na modulowaniu sygnałem
użytecznym częstotliwości podnośnych. Wyróżniamy dwa systemy SCM :o detekcji bezpośredniej,
oraz system koherentny
Schemat blokowy konwencjonalnego systemu SCM.
VCO-lokalne oscylatory podnośnej sterowane napięciowo.
Zalety systemu
•Technologia mikrofalowa zapewnia szerokie pasmo,które może być przesłane światłowodem.
•Możliwość transmisji sygnałów cyfrowych i analogowych.
•Brak konieczności bezwzględnej stabilizacji częstotliwości.