14. Нелінійні ефекти у повністю опт. Мережах.

Особливістю систем з оптичним мультиплексуванням є виникнення в них ряду нелінійних ефектів. Особливо сильно нелінійні ефекти проявляються в системах із щільним і сверхплотнім мультиплексуванням, внаслідок значного збільшення щільності оптичної потужності у волоконному световоде. До нелінійних ефектів ставляться:

- змушене бриллюэновское розсіювання;

- змушене рамановское розсіювання;

- фазова самомодуляція й перехресна фазова модуляція;

- четырехволновое змішування;

- модуляційна нестійкість;

- солитонный ефект.

Ці нелінійності можуть бути розбиті на дві основні групи: явища, які пов'язані з ефектом розсіювання світлової хвилі у волокні. Вони обумовлені взаємодією світлових хвиль із фононами у кварцовому середовищі й у свою чергу викликані змушеним розсіюванням Бриллюэна і змушеним рамановским розсіюванням. До іншої групи ставляться явища, які пов'язані із залежністю показника переломлення волокна від оптичної потужності. Ця категорія включає змішання чотирьох хвиль, фазову автомодуляцию, перехресну фазову модуляцію, модуляційну нестабільність і солитоный ефект.

Змушене Бриллюэновское розсіювання, змушене рамановское розсіювання й четырехволновое змішування викликають посилення деяких каналів за рахунок зменшення потужності інших каналів, у той час як фазова автомодуляция і перехресна фазова модуляція впливають тільки на фазу сигналів і приводять до розширення спектра. Нелінійна взаємодія залежить від довжини лінії передачі й площі поперечного переріза волокна, при цьому, чим длиннее лінія зв'язку, тим сильніше взаємодія й значніше вплив нелінійного явища.

Фазова самомодуляція та перехресна фазова модуляція починають проявлятися при потужності оптичного сигналу P = 8...10 мВт внаслідок зміни показника заломлення серцевини ВР. Перехресна фазова модуляція, поступово розширює спектр сигналу, коли зміни оптичної інтенсивності приведуть до змін, викликаною взаємодією між сусідніми каналами. У системах WDM існує ще одне нелінійне явище - чотирехвильове змішування, що приводить до появи перешкод між спектральними каналами. Це явище може повністю вивести з ладу систему WDM. Воно виникає тоді, коли інтенсивність оптичного сигналу досягає критичного рівня.

15.Структурні схеми різних етапів розвитку AON.

1

16.Опт. Підсилювачі на домашньому волокні edfa , їх особливості, схеми накачування.

Підсилювач типу EDFA є одним з найбільш застосовних ВОУ. Його використання обмежене вікном прозорості 1550 нм. Його використання уможливило створення систем WDM.

Посилення в цьому ОУ відбувається по всій довжині волокна з низькими втратами, легованого редкоземельным металом. Для цієї мети можуть бути використані іони редкоземельных металів, таких як эрбий, гольмій, неодим, иттербий. Вони дозволяють створити ВОУ, що працює на різних довжинах хвиль від 500 до 3500 нм.

Довжина хвилі накачування може бути 980 або 1480 нм. Крім цього ОУ типу EDFA може використовувати довжини хвиль накачування в діапазоні 600-700 нм. Для накачування переважно використовувати GaAs лазерні діоди, які досягають ефективності накачування порядку 11 дб/мВт.

Малюнок. 2.2. Структурна схема підсилювача типу EDFA.

На мал.2.4 показані три різні конфігурації, використовувані для накачування. Рис. 2.4 (а) представлене сонаправленная накачування; на мал. 2.4 (6) противонаправленная накачування. У режимі насичення ефективність перетворення більше при використанні противонаправленной накачування, головним чином завдяки тому, що основну роль грає посилене спонтанне випромінювання. Якщо важливо мати низький рівень шуму, то краще використовувати сонаправленную накачування.

а) сонаправленная накачування

в) двунаправленная накачування

Існує також двунаправленная накачування, де підсилювач накачується в обох напрямках одночасно. Звичайно для противонаправленной накачування використовується довжина хвилі 1480 нм, а для сонаправленной накачування - 980 нм. Накачування на 1480 нм має більше високу квантову ефективність, але й більше високий коефіцієнт шуму.

Звичайно ОУ типу EDFA з одним накачуванням забезпечує вихідну потужність порядку +16 дбм у режимі насичення й коефіцієнт шуму 5-6 дб у режимі малосигнального посилення. Якщо одночасно використовуються два накачування, то можна чекати збільшення вихідної потужності до +26 дбм. Низьке, близьке до квантової межі, значення коефіцієнта шуму можна підтримувати в многокаскадном варіанті підсилювача.