توضیحات
عنوان: مالتی پلکسر نوری
- مقدمه
- معرفی انواع مالتی پلکسرهای نوری
- منشورهای پاشنده
- کاپلرها
- کاپلرهای فیبری
- کاپلر فیبر جوشی
- کاپلر فیبری پولیش شده
- کاپلرهای موجبری
- تداخل سنجهای ماخزندر
- تداخل سنج ماخ زندر فیبری
- تداخل سنج ماخزندر موجبری
- فیلترهای دی الکتریک لایه نازک
- گریتینگهای تفرقی
- انواع گریتینگهای تفرقی
- گریتینگهای دامنه و فاز
- گریتینگهای انتقالی و انعکاسی
- گریتینگهای مسطح و مقعر
- گریتینگ براگ
- گریتینگ موجبری
- گریتینگ فیبری
- جداسازی بین کانالهای مجاور
- جداسازی بین کانالهای غیر مجاور
- همشنوایی بین کانالهای غیر مجاور
- همشنوایی کل
- فاصله بین کانالها
- پهنای باند کانال
- طول موج حداکثر دامنه
- یکنواختی افت داخلی
- ریپل
- طول موج مرکزی
- افت وابسته به پلاریزاسیون
- پاشندگی رنگی
- تلفات برگشتی
- برگشتپذیری
- مالتی پلکسر نوری
مقدمه
با ظهور ارتباطات مالتی مدیا در عرصه ارتباطات دنیا، ترافیک شبکه های مخابراتی افزایش یافت و با ظهور ارتباطات مالتی مدیا با چنین رشد سریعی نیاز به ارائه شبکه جدیدی با ظرفیت بالا، برای ارتباطات راه دور مطرح شد . بدلیل مزایای سیستمهای نوری نسبت به سیستمهای الکتریکی، این سیستمها بعنوان بهترین کاندیدای شبکه های ارتباطی معرفی و به بازارهای دنیا عرضه شدند.
با وجود جایگزینی خطوط انتقال نوری بجای خطوط انتقال الکتریکی، هنوز ادواتی در شبکه همانند سوئیچها از تکنولوژی نسبتاً کند الکتریکی، استفاده می شود. از طرفی روش مالتی پلکسینگ تسهیم زمانی که به طور وسیعی در سیستمهای مخابرات نوری استفاده میشدند، برای مالتی پلکس سیگنالها، وابستگی شدیدی به مدارات الکتریکی داشتند . نیاز یک سیستم TDM به مبدل نوری به الکتریکی، مالتی پلکسر و دی مالتی پلکسر الکتریکی و سپس مبدل الکتریکی به نوری، اجتناب ناپذیر بو د. بدلیل محدودیتهای مدارهای الکتریکی که باعث کاهش راندمان کلی شبکه میشدند، چنین مشکلاتی بسیار جدی قلمداد شدند، و طراحی چنین ادواتی با تکنولوژیهای نوری و در نتیجه نیاز به مالتی پلکسینگ نوری، برای بهبود سیستم مطرح شد .
مالتی پلکسینگ نوری با تکنولوژی مالتی پلکسینگ تسهیم طول موج ، سیستمهای مخابراتی را قادر ساخت که صدها و حتی هزاران طول موج نوری متفاوت را در فرستنده با هم ترکیب و از طریق یک فیبر نوری، ارسال کنند و درگیرنده آنها را از هم تفکیک نمایند.
معرفی انواع مالتی پلکسرهای نوری
سیستمهای تسهیم طول موج که هم اکنون در بازارهای تجاری دنیا موجود هستند، وظیفه ترکیب و تفکیک کانالها را با عملکرد بهینه برعهده دارند . شکل زیر ساختار کلی یک سیستم تسهیم طول موج را نمایش می دهد. مهمترین ادوات این سیستمها که عمل ترکیب و تفکیک کانالها را انجام میدهند، مالتی پلکسرهای نوری هستند که ازاجزای کلیدی سیستم WDM هستند. عمل مالتی پلکسینگ میتواند به دو روش ترکیب پسیو و یا انتخاب طول موج انجام شود. [1] بعنوان مثال هنگامیکه از کاپلر نوری استفاده میکنیم، سیگنالها بسادگی ترکیب شده و هیچ انتخابی از آنها صورت نمیپذیرد. در صورتیکه دیمالتی پلکسینگ فقط از روشهای انتخاب طول موج استفاده میکند و به دو دسته اکتیو و پسیو تقسیم میشود.
دیمالتی پلکسرهای اکتیو براساس ترکیب المانهای پسیو با آشکارسازهای قابل تنظیم بوجود میآیند. در صورتیکه مالتی پلکسرهای پسیو براساس منشورها و گریتینگهای تفرقی و فیلترهای طیفی هستند. [2]
منشورهای پاشنده
منشورها بعنوان ابزاری پاشنده، اولین و قدیمیترین ابزاری هستند که مؤلفه های طول موجی یک نور چند رنگ را از یکدیگر جدا میسازند . با توجه به تعریف مالتی پلکسرهای نوری، منشورها میتوانند بصورت چنین ادواتی مورد استفاده قرار گیرند . برای بررسی دقیق چگونگی جداسازی طول موجها از یکدیگر به شکل زیر دقت کنید.
وقتی پرتو ورودی به یک منشور پاشان برخورد میکند در خروج به اندازه زاویه δ که به زاویه انحراف معروف است از امتداد اصلی خود منحرف می شود. این پرتو در اولین شکست به اندازه (θi1- θt1 ) و در دومین شکست به مقدار بیشتر (θt2- θi2) منحرف میشود. انحراف کل برابر است با
زاویه BCD مکمل زاویه رأس α است. برای α زاویه خارجی مثلث BCD میتوان نوشت
در نتیجه
حال با فرض معلوم بودن (θi1) زاویه تابش و α زاویه منشور، میتوان δ را به صورت تابعی از این دو زاویه بدست آورد. با استفاده از قانون اسنل، اگر ضریب شکست منشور n باشد و منشور در هوا قرار گرفته باشد
با بسط عبارت بالا به رابطه ذیل میرسیم
بنابراین انحراف برابر است با
با توجه به رابطه فوق δ تابعی از n و n تابعی از طول موج (فرکانس) است. پس δ تابعی از طول موج است. [3] با توجه به شکل زیر در بیشتر دی الکتریکهای شفاف کاربردی، هرچه طول موج در عبور نور مرئی زیادتر شود، n(δ) کاهش مییابد و بنابراین δ(λ) برای نور قرمز کمتر از نور آبی است.
شکل زیر نمونهای از دی مالتی پلکسر با استفاده از منشور پاشنده را نشان می دهد. عمل مالتی پلکسینگ دقیقاً با معکوس کردن جهت فلشها انجام میگیرد.
کاپلرها
کاپلرها یا تزویج کنندهها، ادواتی هستند که سیگنالهای تابیده به پورتهای ورودی را به یک، دو یا چندین پورت خروجی تزویج (کوپل) میکنند. به عبارت ساده تر چنین ادواتی، چندین سیگنال ورودی را با هم مخلوط کرده و در یک پورت خروجی (یا چند پورت) ظاهر میکنند، پس میتوانند بعنوان مالتی پلکسر بکار روند . البته معمولاً کاپلرهای جهتی (2*2 یا n*n) در ساختار مالتی پلکسرها مورد استفاده قرار میگیرند و به دو صورت فیبری و موجبری ساخته میشوند.
کاپلرهای فیبری
در این نوع کاپلرها به نحوی هسته دو فیبر را به یکدیگر نزدیک میکنند تا نور منتشر شده در یکی از فیبرها به داخل دیگری نفوذ کرده و به اصطلاح کوپل شود و به این وسیله عمل مالتی پلکسینگ صورت پذیرد. نحوه ایجاد ناحیه کوپلینگ بین دو فیبر به دو نوع جوشی و پولیشی تقسیم پذیر است. [4]
کاپلر فیبر جوشی
این نوع کاپلرها از کنار هم قرار دادن طول مشخصی از چندین فیبر و تاباندن آنها بدور هم سپس ذوب کردن و کشیدن، بوجود میآیند و به همین دلیل به آنها جوشی گویند . هنگامیکه نور از ناحیه کاپلینگ عبور میکند، به دلیل کوچک بودن شعاع هسته در این ناحیه، نسبت به شعاع فیبرهای ورودی در بازوهای کاپلر، مقداری از آن از هسته فیبر اصلی (فیبری که نور در آن انتشار دارد) به خارج نفوذ میکند و به این ترتیب وارد فیبرهای دیگر شده و در خروجی ظاهر میشود . شکل زیر ساختاری از یک کاپلر 2×2 جوشی را با استفاده از فیبرهای تک مد نشان میدهد.
برطبق شکل بالا گر دو نور با طول موجهای λ1 و λ2 وارد پورتهای ورودی کاپلر شوند، در ناحیه کاپلینگ با یکدیگر ترکیب شده و در پورتهای خروجی ظاهر میشوند و به این صورت عمل مالتی پلکسینگ λ1 و λ2 تحقق مییابد.
مطابق شکل زیر کاپلر به صورت فیلتر جداکننده طول موجها یا دی مالتیپلکسر طول موج نیز بکار می رود. اگر فرض کنیم یک کاپلر فیبری جوشی 2×2 دارای ضریب کوپلینگ k باشد k) در یک محدوده طول موج متغیر است و به ساختار کاپلر مثل فاصله بین دو هسته، شکل هسته و منحنی ضریب شکست بستگی دارد ).
شکل زیر خروجی های کاپلر فیبری جوشی را نشان می دهد
کاپلر فیبری پولیش شده
در این نوع کاپلرها، عمل کاپلینگ مشابه کاپلرهای فیبری جوشی است . در حقیقت بوسیله عمل پولیش کردن، هسته های دو فیبر مطابق شکل زیر به هم نزدیک میشوند و کاپلینگ اتفاق میافتد . در چنین کاپلرهایی تلفات ایزولاسیون، بسته به تغییر طول موج در بازه nm 200-35 در محدوده 10-50dB تغییر خواهد کرد. [5]
توجه:
برای دانلود فایل کامل ورد لطفا اقدام به خرید نمایید.
لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.
به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.
سفارش تحقیق
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.