Мультиплексоры DWDM

Мультиплексоры DWDM осуществляют объединение/разделение большого числа волновых каналов (до 32-х и более). Поэтому, наряду с устройствами собственно плотного волнового мультиплексирования/демультиплексирования, в системах передачи с DWDM возможно применение устройств, работающих в режиме мультиплексора ввода/вывода, т. е. устройств, допускающих добавление или вывод одного и более волновых каналов в/из основной мультиплексный сигнал, представленный большим числом индивидуальных каналов. Поскольку выходные порты демультиплексора закреплены за определенными длинами волн, говорят, что такое устройство осуществляет пассивную маршрутизацию по длинам волн. Из-за малых расстояний между каналами и необходимости работы с большим числом каналов одновременно, изготовление мультиплексоров DWDM требует значительной прецизионности. Кроме того, важно обеспечить высокие характеристики по ближним (коэффициент направленности) и дальним (изоляция) переходным помехам на портах DWDM устройства. Все это приводит к высокой стоимости изделий плотного волнового мультиплексирования.

Типовая схема DWDM мультиплексора с зеркальным отражающим элементом показана на рис. 1.32 а. Рассмотрим его работу в режиме демультиплексирования. Приходящий мультиплексный сигнал попадает на входной порт. Затем этот сигнал проходит через волновод-пластину и распределяется по множеству волноводов, представляющих собой дифракционную структуру. Сигнал в каждом из волноводов остается по-прежнему мультиплексным, а каждый канал остается представленным во всех волноводах. Далее происходит отражение сигналов от зеркальной поверхности, и, в итоге, световые потоки вновь собираются в волноводе-пластине, где происходит их фокусировка и интерференция – образуются пространственно разнесенные интерференционные максимумы интенсивности, соответствующие разным каналам. Геометрия волновода-пластины, в частности, расположение выходных полюсов и длины волноводов дифракционной структуры рассчитываются таким образом, чтобы интерференционные максимумы совпадали с выходными полюсами. Мультиплексирование происходит обратным путем.

Порты ввода/вывода Входные волноводы

Ввод

а)

Зеркало

Волновод-пластина

Дифракционная структура

на основе массива волноводов

Ввод Вывод

б)

Рис. 1.32. Типовые схемы DWDM мультиплексора.

Другой способ построения мультиплексора базируется не на одной, а на паре волноводов-пластин (рис. 1.32 б). Принцип действия такого устройства аналогичен предыдущему случаю за исключением того, что здесь для фокусировки и интерференции используется дополнительная пластина.

DWDM мультиплексоры, являясь чисто пассивными устройствами, вносят большое затухание в сигнал. Например, потери для устройства (рис. 1.32 а), работающего в режиме демультиплексирования, составляют 10-12 дБ, при дальних переходных помехах <-20 дБ, и полуширине спектра сигнала 1 нм. Из-за больших потерь почти всегда возникает необходимость установления оптического усилителя перед и/или после DWDM мультиплексора.