Arten von Optokopplern
Optokoppler sind passive Geräte, die teilen, kombinieren und verteilenoptischSignale. Sie sind unverzichtbare optische Komponenten im Wellenlängenmultiplex, in lokalen Glasfasernetzen, in Glasfaserkabelfernsehnetzen und bei bestimmten Messgeräten. In der Abbildung sind mehrere typische faseroptische Kopplerstrukturen dargestellt.
Funktionsprinzip
Ein 4-Port-Optokoppler ist der einfachste Gerätetyp. Der Aufbau und das Prinzip eines 4-Port-Optokopplers sind in der Abbildung dargestellt.
Leistungsparameter
(1) Einfügungsdämpfung
Unter Einfügedämpfung versteht man das Verhältnis der optischen Leistung an einem bestimmten Anschluss am Eingangsende zur optischen Leistung an einem anderen Anschluss am Ausgangsende, nachdem Licht durch das Gerät gelangt ist. Die Einfügungsdämpfung vom Eingangsport zum Ausgangsport wird ausgedrückt als
L_i=10 log (P_out / P_in) (3-31)
(2) Zusätzlicher Verlust
Der Zusatzverlust L_a ist definiert als das Verhältnis der Gesamteingangsleistung zur Gesamtausgangsleistung. Wie in Gleichung 3-32 für einen optischen 4-Port-Koppler gezeigt,
L_a=10 log (P_in / (P_1 + P_2)) (3-32)
(3) Aufteilungsverhältnis
Das Aufteilungsverhältnis ist ein Prozentsatz, der das Verhältnis der optischen Leistungsabgabe eines Ports zur gesamten optischen Leistungsabgabe aller Ports angibt. Es spiegelt den Anteil der Stromverteilung an den Ausgangsanschlüssen wider. Für einen optischen 4-Port-Koppler kann dies ausgedrückt werden als:
S_n = (P_2 / (P_1 + P_2)) × 100% (3-33)
(4) Isolation
Isolation bezieht sich auf die Fähigkeit, den optischen Pfad zwischen nicht-verbundenen Ports zu blockieren oder zu dämpfen. Dies zeigt an, dass die Leistungsabgabe am gewünschten Ausgangsanschluss viel größer ist als die an den unerwünschten Ausgangsanschlüssen. Für einen optischen 4-Port-Koppler lautet der mathematische Ausdruck
L_g=-10 log (P_2 / P_in) (3-34)
Das Diagramm der physikalischen Struktur des optischen Drei-{0}}-Port-Kopplers ist in der Abbildung dargestellt.
Optische Isolatoren und optische Zirkulatoren
Optischer Isolator
Die Funktion eines optischen Isolators besteht darin, sicherzustellen, dass sich Lichtwellen nur in Vorwärtsrichtung ausbreiten können, wodurch verhindert wird, dass reflektiertes Licht, das durch verschiedene Faktoren in der Übertragungsleitung verursacht wird, wieder in den Laser eindringt und die Betriebsstabilität des Lasers beeinträchtigt.
Optische Isolatoren werden hauptsächlich nach Lasern oder optischen Verstärkern eingesetzt. Laser und optische Verstärker reagieren sehr empfindlich auf reflektiertes Licht von Steckverbindern, Spleißen und Filtern. Dieses reflektierte Licht kann ihre Leistung beeinträchtigen; Beispielsweise kann die spektrale Breite eines Lasers durch das reflektierte Licht teilweise um mehrere Größenordnungen verbreitert oder verengt werden. Daher sollte in der Nähe des Ausgangs solcher optischer Geräte ein optischer Isolator angebracht werden, um die Auswirkungen von reflektiertem Licht zu verhindern.
Zu den wichtigsten Leistungsindikatoren eines optischen Isolators gehören die Betriebswellenlänge, die typische Einfügungsdämpfung (Referenzwert: 0,4 dB), die maximale Einfügungsdämpfung (Referenzwert: 0,6 dB), die typische Spitzenisolation, die minimale Isolation (Referenzwert: 40 dB) und die Rückflussdämpfung (d. h. Reflexionsdämpfung, Referenzwert: Eingang/Ausgang 60/60 dB) usw.
Optischer Zirkulator
Optische Zirkulatoren und optische Isolatoren funktionieren im Wesentlichen nach dem gleichen Prinzip, mit der Ausnahme, dass optische Isolatoren im Allgemeinen Geräte mit zwei Ports sind, während optische Zirkulatoren Geräte mit mehreren Ports sind. Optische Zirkulatoren sind wichtige Komponenten in der bidirektionalen Kommunikation, da sie vorwärts und rückwärts übertragenes Licht trennen können und in der bidirektionalen Einzelfaserkommunikation verwendet werden. Links ist ein schematisches Diagramm eines optischen Zirkulators dargestellt, und rechts ist ein schematisches Diagramm eines optischen Zirkulators dargestellt, der in der bidirektionalen Einzelfaserkommunikation verwendet wird.
Wellenlängenkonverter
Ein Wellenlängenkonverter ist ein Gerät, das ein Signal von einer Wellenlänge in eine andere umwandelt. Wellenlängenkonverter können aufgrund ihres Wellenlängenkonvertierungsmechanismus in optoelektronische Wellenlängenkonverter und alle-optischen Wellenlängenkonverter eingeteilt werden.
Der optoelektronische Wellenlängenkonverter ist in der Abbildung dargestellt. Aufgrund von Geschwindigkeitsbeschränkungen durch elektronische Geräte ist es nicht für Glasfaserkommunikationssysteme mit hoher-Geschwindigkeit und hoher-Kapazität geeignet.
Der rein optische Wellenlängenkonverter ist in Abbildung 3-38 dargestellt. Seine Wellenlängenumwandlungstechnologie besteht hauptsächlich aus einem optischen Halbleiterverstärker (SOA).
Ein Lichtsignal mit der Wellenlänge λ₁ und ein kontinuierliches Lichtsignal mit der Wellenlänge λ₂ werden gleichzeitig in einen optischen Halbleiterverstärker (SOA) eingespeist. Der SOA weist Verstärkungssättigungseigenschaften in Bezug auf die optische Eingangsleistung auf. Dadurch werden die vom Eingangslichtsignal getragenen Informationen auf λ₂ übertragen, und durch Extrahieren des λ₂-Lichtsignals durch einen Filter kann eine vollständige -optische Wellenlängenumwandlung von λ₁ nach λ₂ erreicht werden.
