ประเภทของออปโตคัปเปลอร์
ตัวเชื่อมต่อแบบออปติคัลเป็นอุปกรณ์แบบพาสซีฟที่แยก รวม และกระจายออปติคัลสัญญาณ เป็นส่วนประกอบทางแสงที่ขาดไม่ได้ในมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความยาวคลื่น เครือข่ายท้องถิ่นใยแก้วนำแสง เครือข่ายเคเบิลทีวีใยแก้วนำแสง และเครื่องมือวัดบางอย่าง โครงสร้างตัวเชื่อมต่อไฟเบอร์ออปติกทั่วไปหลายตัวแสดงไว้ในรูปภาพ
หลักการทำงาน
ออปโตคัปเปลอร์แบบ 4 พอร์ตเป็นอุปกรณ์ประเภทที่ง่ายที่สุด โครงสร้างและหลักการของออปโตคัปเปลอร์ 4 พอร์ตแสดงไว้ในภาพ
พารามิเตอร์ประสิทธิภาพ
(1) การสูญเสียการแทรก
การสูญเสียการแทรกหมายถึงอัตราส่วนของพลังงานแสงที่พอร์ตเฉพาะที่ปลายอินพุตต่อพลังงานแสงที่พอร์ตอื่นที่ปลายเอาต์พุตหลังจากที่แสงผ่านอุปกรณ์ การสูญเสียการแทรกจากพอร์ตอินพุตไปยังพอร์ตเอาต์พุตจะแสดงเป็น
L_i=10 บันทึก (P_out / P_in) (3-31)
(2) การสูญเสียเพิ่มเติม
การสูญเสียเพิ่มเติม L_a หมายถึงอัตราส่วนของกำลังไฟฟ้าเข้าทั้งหมดต่อกำลังไฟฟ้าออกทั้งหมด ดังแสดงในสมการที่ 3-32 สำหรับตัวเชื่อมต่อแบบออปติคอล 4 พอร์ต
L_a=10 บันทึก (P_in / (P_1 + P_2)) (3-32)
(3) อัตราส่วนการแยก
อัตราส่วนการแยกเป็นเปอร์เซ็นต์ที่ระบุอัตราส่วนของเอาต์พุตพลังงานแสงจากพอร์ตหนึ่งต่อพลังงานแสงทั้งหมดจากพอร์ตทั้งหมด สะท้อนถึงสัดส่วนการกระจายพลังงานที่พอร์ตเอาท์พุต สำหรับออปติคัลคัปเปลอร์แบบ 4 พอร์ต สามารถแสดงเป็นได้
S_n = (P_2 / (P_1 + P_2)) × 100% (3-33)
(4) การแยกตัว
การแยกหมายถึงความสามารถในการบล็อกหรือลดทอนเส้นทางแสงระหว่างพอร์ตที่ไม่ได้-เชื่อมต่อ บ่งชี้ว่ากำลังไฟฟ้าที่พอร์ตเอาต์พุตที่ต้องการนั้นมากกว่ากำลังที่พอร์ตเอาต์พุตที่ไม่ต้องการมาก สำหรับตัวเชื่อมต่อแบบออปติคอล 4 พอร์ต นิพจน์ทางคณิตศาสตร์คือ
L_g=-10 บันทึก (P_2 / P_in) (3-34)
แผนภาพโครงสร้างทางกายภาพของตัวเชื่อมต่อออปติคอลสาม-พอร์ตแสดงไว้ในรูปภาพ
ตัวแยกแสงและตัวหมุนเวียนแสง
ตัวแยกแสง
หน้าที่ของตัวแยกแสงคือเพื่อให้แน่ใจว่าคลื่นแสงสามารถแพร่กระจายไปในทิศทางไปข้างหน้าเท่านั้น เพื่อป้องกันไม่ให้แสงสะท้อนที่เกิดจากปัจจัยต่างๆ ในสายส่งไม่ให้-เข้าสู่เลเซอร์อีกครั้ง และส่งผลต่อความเสถียรในการทำงานของเลเซอร์
ตัวแยกแสงส่วนใหญ่จะใช้หลังจากเลเซอร์หรือเครื่องขยายสัญญาณแสง เลเซอร์และเครื่องขยายสัญญาณออปติคัลมีความไวต่อแสงสะท้อนจากขั้วต่อ ตัวต่อ และฟิลเตอร์ แสงสะท้อนนี้สามารถลดประสิทธิภาพลงได้ ตัวอย่างเช่น ความกว้างสเปกตรัมของเลเซอร์สามารถขยายหรือแคบลงได้ด้วยแสงสะท้อน บางครั้งอาจใช้ขนาดหลายระดับก็ได้ ดังนั้นควรวางตัวแยกแสงไว้ใกล้กับเอาต์พุตของอุปกรณ์ออพติคัลดังกล่าวเพื่อป้องกันผลกระทบของแสงสะท้อน
ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพหลักของตัวแยกแสง ได้แก่ ความยาวคลื่นในการทำงาน การสูญเสียการแทรกโดยทั่วไป (ค่าอ้างอิง: 0.4 dB) การสูญเสียการแทรกสูงสุด (ค่าอ้างอิง: 0.6 dB) การแยกสูงสุดโดยทั่วไป การแยกขั้นต่ำ (ค่าอ้างอิง: 40 dB) และการสูญเสียย้อนกลับ (เช่น การสูญเสียการสะท้อน ค่าอ้างอิง: อินพุต/เอาต์พุต 60/60 dB) ฯลฯ
เครื่องหมุนเวียนแสง
ตัวหมุนเวียนแสงและตัวแยกแสงทำงานบนหลักการเดียวกันโดยพื้นฐาน ยกเว้นว่าตัวแยกแสงโดยทั่วไปจะเป็นอุปกรณ์พอร์ตสอง- ในขณะที่ตัวหมุนเวียนแสงเป็นอุปกรณ์หลาย-พอร์ต ตัวหมุนเวียนแสงเป็นองค์ประกอบที่สำคัญในการสื่อสารแบบสองทิศทาง เนื่องจากสามารถแยกแสงที่ส่งไปข้างหน้าและย้อนกลับได้ และใช้ในการสื่อสารแบบไฟเบอร์เดี่ยว-แบบสองทิศทาง แผนผังของระบบหมุนเวียนแสงจะแสดงทางด้านซ้าย และแผนผังของระบบหมุนเวียนแสงที่ใช้ในการสื่อสารแบบไฟเบอร์เดี่ยว-แบบสองทิศทางจะแสดงทางด้านขวา
ตัวแปลงความยาวคลื่น
ตัวแปลงความยาวคลื่นเป็นอุปกรณ์ที่แปลงสัญญาณจากความยาวคลื่นหนึ่งไปยังอีกความยาวคลื่นหนึ่ง ตัวแปลงความยาวคลื่นสามารถจำแนกได้เป็นตัวแปลงความยาวคลื่นออปโตอิเล็กทรอนิกส์และ-ตัวแปลงความยาวคลื่นแสงทั้งหมดตามกลไกการแปลงความยาวคลื่น
ตัวแปลงความยาวคลื่นออปโตอิเล็กทรอนิกส์แสดงในรูป เนื่องจากการจำกัดความเร็วที่กำหนดโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ จึงไม่เหมาะสำหรับระบบสื่อสารใยแก้วนำแสงความเร็วสูง{1}}และความจุสูง-
ตัวแปลงความยาวคลื่นแสงทั้งหมด-จะแสดงอยู่ในรูปที่ 3-38 เทคโนโลยีการแปลงความยาวคลื่นส่วนใหญ่ประกอบด้วยเครื่องขยายสัญญาณออปติคอลเซมิคอนดักเตอร์ (SOA)
สัญญาณแสงที่มีความยาวคลื่น แล₁ และสัญญาณแสงต่อเนื่องที่มีความยาวคลื่น เลอ₂ จะถูกป้อนเข้าไปในเครื่องขยายสัญญาณออปติคัลแบบเซมิคอนดักเตอร์ (SOA) พร้อมกัน SOA จัดแสดงคุณลักษณะความอิ่มตัวของสีโดยคำนึงถึงกำลังแสงอินพุต ด้วยเหตุนี้ ข้อมูลที่ส่งผ่านสัญญาณไฟอินพุตจะถูกถ่ายโอนไปยัง γ₂ และเมื่อแยกสัญญาณแสง γ₂ ผ่านตัวกรอง จะทำให้สามารถบรรลุ-การแปลงความยาวคลื่นแสงทั้งหมดจาก γ₁ เป็น γ₂ ได้
