光网络 - 设备

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在本章中，我们将讨论光学设备的各种组件。

隔离器

隔离器是一种非互易装置，允许光在一个方向上沿着光纤通过，并在相反方向上提供非常高的衰减。光学系统中需要隔离器来防止不必要的反射、沿着光纤返回并扰乱激光器的运行（产生噪声）。在制造隔离器时，使用了“法拉第效应”，该效应与偏振相关。

隔离器是使用光学偏振器、分析器和法拉第旋转器构建的。光信号穿过偏振器，方向与入射偏振状态平行。法拉第旋转器会将光信号的偏振旋转 45 度。

然后信号通过分析仪，分析仪与输入偏振器成 45 度角。隔离器从左向右传递光信号，并将其偏振改变 45 度，并产生约 2 dB 的损耗。

循环器

环行器是微光学器件，可与任意数量的端口一起使用，但通常使用 3 端口/4 端口环行器。它具有相对较低的端口到端口损耗（0.5 dB 至 1.5 dB）。

循环器的基本功能如上图所示。进入任何特定端口（例如端口 1）的光将围绕循环器传播并在下一个端口（例如端口 2）处退出。从端口 2 进入的光从端口 3 离开，依此类推。该装置在操作时绕圆对称。循环器是微型光学器件，可以制成具有任意数量的端口。然而，3 端口和 4 端口环行器非常常见。环行器的损耗非常低。典型的端口到端口损耗约为 0.5 至 1.5 db。

分路器和耦合器

耦合器和分离器用于组合光信号和/或分离光信号。绝大多数单模光耦合器采用谐振耦合原理。两根 SM 光纤芯平行且彼此靠近放置。光功率通过电磁波感应从一个核心传输到另一个核心并返回。功率耦合取决于耦合部分的长度。

三个重要特征是 -

• 回波损耗- 反射和损失的功率量。

• 插入损耗- 通过设备的总传输过程中丢失的信号量。

• 超额损耗- 设备超出理论损耗的额外损耗。

耦合器的类型

• Y型耦合器
• 星形耦合器
  • 熔纤
  • 搅拌板
  • 平面（自由空间）
  • 3 dB 耦合器
• 分束器

过滤器

滤波器用于从众多信号中选择传输路径和接收器中的信号。光栅是滤波器。开关、调制器、AWG、多路复用器等都被视为滤波器类型。

以下是过滤器的类型 -

• 法布里-珀罗
• 可调谐滤波器
• 光纤内布拉格光栅滤波器

滤光片用在 LED 前面，以在传输前缩小线宽。滤波器在 WDM 网络中非常有用：

• 放置在非相干接收器前面的滤波器可用于从许多到达信号中选择特定信号。

• WDM 网络被提议使用滤波器来控制信号将采用的网络路径。

光纤布拉格光栅是通信领域最重要的光学滤波器。

调制器

调制器由在电场或磁场的影响下改变其光学特性的材料组成。一般来说，使用三种方法 -

• 电光和磁光效应
• 电吸收效应
• 声学调制器

由于机械振动 Ref. 材料变化指数。声学调制器使用非常高频的声音。通过控制声音的强度，我们可以控制偏转的光量，从而构建一个调制器。

以下是它的一些优点 -

• 它们可以处理相当高的功率。

• 折射的光量与声波的强度成线性比例。

• 它们可以同时调制不同的波长。

光ADM

光学滤波器用于从到达光纤的多个波长中隔离或滤除所需的波长。一旦一个波长被丢弃，另一个使用相同波长的通道就可以在光纤离开 OADM 时添加或插入到光纤上。

简单的 ADM 只有 4 个输入和输出通道，每个通道有四个波长。在 OADM 中，波长可能会被放大、均衡或进一步处理。OADM 使用光交叉连接来排列从输入光纤到输出光纤的波长。

光交叉连接

光学 x 连接可以采用四根输入光纤，每根输入光纤承载四个波长，并将 16 个波长重新排列到四根输出光纤上。OXC 内部的一个简单转发器会将其中一个波长调整到可用通道。