Ποιο είναι το AWG;

AWG, ή διαμορφωμένες καμπύλες είναι οπτικές πλανιωτικές συσκευές που χρησιμοποιούνται συνήθως ως πολλαπλασιαστές/απομαλυτές. Οι διάταξες αυτών των συσκευών βασίζονται κυρίως σε μια σειρά από κυματοειδείς με κάθε απεικόνιση και διασπορά ιδιότητες. Αν και οι AWGs αναγνωρίζονται επίσης ως διαφορετικά ονόματα που περιλαμβάνουν φάση Arrays (PHASARs), και Waveguide Trating Routers Routers Trating Router Trating Trating Routes (PHASAR) (WRGs), AWG είναι ο όρος που χρησιμοποιούμε περισσότερο στη βιομηχανία τηλεπικοινωνιών. Κύματα φωτός διαφορετικών μήκων κύματος εισβάλλονται γραμμικά μεταξύ τους, Για αυτόν τον λόγο ένα ζευγάρι οπτικών καναλιών με μόλις διαφορετικά μήκη κύματος είναι σε θέση να μεταδοθεί σε μια ενιαία ίνα με ελάχιστη υπηρεσία στήριξη μεταξύ των παρακείμενων καναλιών, και βάσει των οποίων, Επομένως AWGs μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να πολλαπλασιαστούν μερικά κανάλια διαφορετικών μήκων κύματος σε μία μόνο ίνα στον πομπό και προσθήκη Χρησιμοποιούνται για να τα απομαλτισμένα πίσω στα κανάλια τους με διαφορετικά μήκη κύματος στο άκρο του δέκτη.

Λόγω της λειτουργίας τους πολλαπλασιάζοντας μεγάλους αριθμούς μήκους κύματος δεξιά σε μία μόνο ίνα, Οι AWG χρησιμοποιούνται γενικά ως οπτικούς πολυπλασιαστές και απομαλλωτές σε ένα σύστημα WDM. Υπάρχουν διάφορες εφαρμογές που περιλαμβάνουν υπογραφή επεξεργασίας, μέτρηση και αισθητήριο. Πυριτικός σε σιλικόνη και φωσφίδιο Indium (InP) Πρωτίστως με βάση πλήρως ημιαγωγούς είναι η κυρίως τεχνολογία στην αγορά AWG. Το πεδίο λειτουργίας ταιριάζει ωραία με αυτό μιας οπτικής ίνας, γι' αυτό το λόγο καθιστώντας τους ομαλές για ζευγάρι με απώλειες πολύ λιγότερο από 0.1dB. Επιπλέον, μπορεί να υπάρξει εντελώς χαμηλή έλλειψη πολλαπλασιασμού πολύ μικρότερη από 0,05dB/cm. Το InP είναι η κυρίαρχη λύση στον τομέα των τηλεπικοινωνιών.

Αρχή λειτουργίας και χαρακτηριστικά της συσκευής

Ένα AWG αποτελείται κυρίως από τρία μέρη, δηλαδή εισόδου / εξόδου οπτικές ίνες, ελεύθερη πολλαπλασίαση περιοχή (FPR) και κύματα τρίψεων. Κύματα φωτός διαφορετικών μήκων κύματος εισέρχονται στο FPR μέσω της ίνας εισόδου. Στην FPR, τα φωτεινά κύματα δεν περιορίζονται πλέον στις ίνες και γίνονται αποκλίνοντες και εισάγονται στο δίκτυο των κυματοειδών. Στη συνέχεια, το διευρυμένο φως αιχμαλωτίζεται από τον τρίβοντα κυματοειδή που το μεταδίδει προς το άνοιγμα της εξόδου. Οι ατομικοί κύματα έρχονται σε διαφορετικά μήκη, με τους εσωτερικούς σωλήνες να είναι μικρότεροι από τους εξωτερικούς. Η διαφορά στα μήκη του παρακείμενου κυματοειδούς είναι ένα ακέραιο πολλαπλάσιο του κεντρικού μήκους κύματος του DeMUX. Τα μήκη κύματος φτάνουν στην άλλη άκρη του FPR σε ελαφρώς αντισταθμισμένους χρόνους, με τα σήματα από τον εσωτερικό κύμα να έρχονται τελευταία και το εξωτερικό κύμα να φτάνει τελευταίο. Τα μήκη των κυμάτων συστοιχιών επιλέγονται έτσι ώστε η διαφορά μήκους οπτικής διαδρομής μεταξύ των παρακείμενων κυμάτων να είναι πολλαπλή τους Κεντρικό μήκος κύματος του απομαλτισμένου. Ως εκ τούτου, τα μήκη κύματος από τις μεμονωμένες διαμορφωμένες κυματοειδείς έως το άνοιγμα εισόδου ζεύξης εξόδου είναι σε διαφορετικές φάσεις. Πολλαπλές δέσμες φωτός παρεμβαίνουν δομικά και συγκλίνονται σε ένα ενιαίο εστιακό σημείο στην έξοδο του συζευκτή εξόδου.

Υπάρχουν επίσης AWGs σχεδιασμένοι με πολλαπλές εισροές και ίσο αριθμό εξόδους. Ένα τέτοιο AWG έχει μια κυκλική συμπεριφορά ότι ένα σήμα εισόδου 1 θα επανεμφανιστεί στην έξοδο 1, εάν η συχνότητα αυξάνει με ποσό ίσο με το διάστημα των καναλιών. Αυτή η συσκευή ονομάζεται κυκλικός δρομολογητής μήκους κύματος. Αυτός ο τύπος AWG λειτουργεί ως add-on multiplexer και διακόπτης μήκους κύματος.

Με βάση τη διαμόρφωση της AWG και της μεταγωγής μήκους κύματος, μπορούν να κατασκευαστούν επιπλέον πολυπλοφορείς. Ο πιο βασικός add-on πολλαπλασιαστής μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας δύο 1xN AWGs με πανομοιότυπη απόκριση μήκους κύματος. Με τον συνδυασμό των demultiplexers με διακόπτες, μπορούν να κατασκευαστούν επιπλέον διαμορφώσιμοι πολλαπλασιαστές. Αυτή η διαμόρφωση επιτρέπει την προσθήκη και την αφαίρεση μήκους κύματος μέσω ενός εξωτερικού σήματος ελέγχου. Οι περισσότεροι πολλαπλασιαστές / demultiplexers που προστίθενται στη διαμόρφωση αυξάνουν την απώλεια εισαγωγής του πολλαπλασιαστή. Πρόσθετες πολλαπλασιαστές με χαμηλότερη απώλεια εισόδου μπορούν να πραγματοποιηθούν συνδυάζοντας ένα μόνο (N 1) x (N 1) AWG με ένα κύμα. Δρομολογητής μήκους σε διαμόρφωση κύλινδρου. Τα αποσπασμένα μήκη κύματος μπορούν να τροφοδοτούνται σε διακόπτες όπου μπορούν να δρομολογηθούν προς το θύρα παράκαμψης ή βρόγχος στο μήκος κύματος δρομολογητής, που στη συνέχεια θα τα πολλαπλασιάσει στην έξοδο.

Τεχνολογίες AWG

Πολλές τεχνολογίες χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη AWG. Οι δύο βασικές τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται είναι η τεχνολογία πυριτίου σε σιλικόνη και η τεχνολογία ημιαγωγών φωσφοριού indium.

Πυρίτιδα σε σιλικόνη (SoS) AWG

Η SoS AWG εισήχθη στην αγορά στις αρχές της δεκαετίας του 1990 και κατέχει το μεγαλύτερο μερίδιο της αγοράς AWG. Το SoS είναι ένας τύπος κυκλώματος φωτός (PLC) κατασκευασμένο σε επίπεδο υπόστρωμα με τοποθέτηση στρωμάτων γυαλιού με υψηλή περιεκτικότητα σε πυρίτιο. Η σύνθεση των γυάλινων στρωμάτων είναι πολύ παρόμοια με αυτή της οπτικής ίνας, η οποία διευκολύνει τη ζεύξη της με τις οπτικές ίνες λόγω της συμμόρφωσης του πεδίου κοντινής λειτουργίας. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη χαμηλή διασπορά και τη χαμηλή διάδοση. Ένα άλλο πλεονέκτημα της κατασκευής PLC της SoS AWG είναι οι εξαιρετικές ιδιότητες διάχυσης της θερμότητας που το καθιστούν κατάλληλο για ανάπτυξη σε σχέση περιβάλλον δικτύου εξωτερικού εργοστασίου.

AWG με βάση το ινδικό φωσφορικό (InP)

Η InP-based AWG είναι μια ημιαγωγή AWG που μπορεί να ενσωματωθεί με πολλαπλές ενεργές συσκευές, όπως η οπτική ενίσχυση μηχανές και διακόπτες σε ένα μόνο τσιπ. Το InP-based AWG μπορεί να κατασκευαστεί σε ένα συμπαγές πακέτο λόγω της μεγάλης αντίθεσης του InP-based κυματοειδούς. Η οπτική εξασθένηση, Η απώλεια ζεύξης και η απόδοση διασταύρωσης της AWG με βάση το InP δεν είναι τόσο καλή όσο της AWG με βάση το πυριτίο. Ένας τέτοιος περιορισμός αποτελεί εμπόδιο για την ευρύτερη χρήση της AWG με βάση το InP. Το δυναμικό της AWG με βάση την InP να ενσωματωθεί σε κυκλώματα πλούσια σε χαρακτηριστικά, όπως πομποδέκτες WDM και οπτικά πολλαπλά πρόσθετα οφέλη Οι εξειδικευμένοι είναι μεγάλο πλεονέκτημα. Αυτό επιτρέπει στους κατασκευαστές να ενσωματώσουν λειτουργικότητα AWG σε ενεργό εξοπλισμό για τη δημιουργία φωτονικού ολοκληρωμένου InP κυκλώματα (PIC) μείωση του κόστους ανάπτυξης δικτύου. Για παράδειγμα, λειτουργίες πολυπλαπλασιασμού add-drop μπορούν να εκτελούνται στο πομποδέκτη χωρίς την ανάγκη για εξωτερικό πολυπλασιαστή. Αυτό μειώνει το κόστος εξαρτημάτων και εγκατάστασης, καθώς και την οπτική εξασθένηση πολλών συνδετικών.

Εφαρμογές

Από σύνθετες τηλεπικοινωνιακές συνδέσεις σε πολύ απλές πολυπλοκότητες, υπάρχουν πολλές εφαρμογές όπου AWG μπορεί να χρησιμοποιηθεί. Στη βιομηχανία τηλεπικοινωνιών, η AWG χρησιμοποιείται κυρίως ως πολλαπλασιαστής/απολυτιστής στο δίκτυο WDM. Αυτό αναπτύσσεται συχνά σε δίκτυα μεγάλων αποστάσεων, όπως τα διεθνή, εθνικά και περιφερειακά δίκτυα μεταφορών. Η πλειοψηφία των PON που αναπτύσσονται παγκοσμίως χρησιμοποιούν ανεξάρτητα από μήκος κύματος οπτικών διαχωριστών για το διαχωρισμό ισχύος και το χρόνο multiplex. για ανάντη και κατάντη μετάδοση. Αυτό μειώνει το κόστος ανάπτυξης και εξαλείφει την ανάγκη διαχείρισης μήκους κύματος για μεμονωμένες συνδέσεις πίσω από τον διαχωριστή. Με την αυξανόμενη ζήτηση για υψηλότερο εύρος ζώνης, Η AWG αρχίζει να χρησιμοποιείται στο δίκτυο πρόσβασης που επιτρέπει τη μετάδοση πολλών μήκων κύματος από το κεντρικό γραφείο στο τελικό χρήστη χωρίς σημαντική τροποποίηση στους υφιστάμενο δίκτυο οπτικών ινών. WDM-PON είναι μια τεχνολογία στην οποία πολλαπλά κανάλια WDM μεταδίδονται στο ίδιο οπτικό δίκτυο από ένα τερματικό οπτικής γραμμής (OLT) τοποθετείται σε ανταλλακτήρα.