2.3. Оптичні технології введення-виведення несучих

Динамічна ре конфігурація оптичних WDM-систем, тобто дистанційна зміна кількості оптичних каналів, - потужний засіб оптимізації продуктивності мережі, що надає їй операційної гнучкості. В її основі – оптичні технології вводу-виводу несучих з розділенням за довжиною хвилі в проміжних вузлах мережі. Сьогодні існує щонайменше п’ять технологій, що реалізують введення-виведення оптичних несучих:

• фільтри на основі оптоволоконних дифракційних граток Брегга;

• фільтри на основі Інтерферометра Фабрі – Перо;

• інтерференційні фільтри на тонких плівках;

• поляризаційні фільтри на рідких кристалах;

• акусто-оптичні перестроювальні фільтри.

Проте на ці фільтри накладаються достатньо високі вимоги. Вони повинні мати малі втрати, щоб не використовувати оптичні підсилювачі-компенсатори. Втрати фільтра не повинні залежати від поляризації ввідного сигналу, щоб при її зміні не змінювалася вихідна потужність. Смуга пропускання фільтра також не повинна залежати від температури (в робочому діапазоні температур). Амплітудно-хвильова характеристика (АВХ) фільтру повинна бути максимально плоскою у робочому інтервалі довжин хвиль, з великою крутизною спадання у перехідній смузі, щоб дозволяти каскадування фільтрів у системах WDM без втрати площинності та мінімізувати вплив перехідного згасання сусідніх каналів. Самі фільтри повинні бути високотехнологічними та недорогими в розрахунку на одну несучу.

2.4. Фільтри на основі оптоволоконних дифракційних граток Брегга

Оптоволоконна дифракційна гратка Брегга відрізняється від звичайної дифракційної гратки тим, що періодична зміна показника заломлення, необхідна для створення власне структури гратки, здійснюється у серцевині оптичного волокна шляхом опромінення його відрізка ультрафіолетовим джерелом світла через спеціальну маску (структуру з коефіцієнтом пропускання, що періодично змінюється).

Принцип дії такої гратки є наступним. При поширенні двох хвиль (зі сталими поширення та) в одному напрямі перекачка енергії однієї хвилі в іншу (виникнення дифракційного максимуму) відбувається у тому випадку, якщо виконується умова спів падання фаз Брегга – Вульфа (Б-В):

, (2.1)

де – стала гратки. Якщо друга хвиля – це відбита від гратки перша, то, тодіта умова Б-В (2.1) набуде вигляду.

Хвиля називаєтьсяхвилею Брегга. Вона відповідає центральній частоті головної пелюстки спектральної характеристики світла, відбитого граткою Брегга. Спектр є симетричним відносно хвилі Брегга, а його бокові пелюстки згасають достатньо повільно. Різниця амплітуд головної і двох перших пелюсток не більш як 10 дБ, а ширина головної пелюстки в одиницях нормованої розстройки /= 1,8. Амплітуди бокових пелюсток суттєво зменшуються за допомогою спеціальної технології «відсікання п’єдесталу» відбитого спектру. Для цього застосовують неоднорідну гратку Брегга, період якої змінюється по довжині: в центрі він має більше значення, по краях – менше. У результаті цього різниця амплітуд зростає до 30 дБ, але ширина головної пелюстки зростає від 1,8 до 3.

Модуль введення-виведення на основі фільтра на гратці Брегга (рис. 2.3) складається з двох циркуля торів з оптоволоконною граткою Брегга між ними. Вхідний циркуля тор відіграє роль фільтру вивода несучої, а вихідний працює як мультиплексом ввода несучої. Він може бути заміненим модулем мультиплексора WDM з двома входами на базі стандартного розгалужувача.

Недоліком цього фільтру є те, що гратка Брегга розрахована не певну довжину хвилі і не може перестроюватися.