Sistemas de Comunicação Óptica Multiplexadores e filtros

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Afonso Alvarenga Moreira
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1 Sistmas d Comunicação Óptica Mutipxadors itros João Pirs Sistmas d Comunicação Óptica 5

2 Fitros ópticos Apicaçõs: - Raização d mutipxadors dsmutipxadors WDM; - Iguaação do ganho itragm do ruído nos ampiicadors ópticos. Caractrísticas dsjávis: - Prdas d insrção rduzidas; - As prdas dvm sr indpndnts do stado d poarização dos sinais; - A banda d transmissão dv sr pana; - O itro dv sr tão sctivo quanto possív d modo a rduzir a intrrência dos canais adjacnts. A transmitância é a unção d transrência m potência Transmitância, T() (db) B o Largura d banda a - db Larguras d banda a 0 db A sctividad do itro pod sr caractrizada po quocint ntr a argura d banda a 0 db a argura d banda a - db. 0 Frquência Quocint vado Fraca sctividad João Pirs Sistmas d Comunicação Óptica 5

3 Transmitância diaonia A transmitância d um itro óptico é uma unção priódica na rquência, com o príodo igua à gama spctra ivr, ou FSR (r spctra rang). Transmitância FSR +FSR +FSR Frquência O númro d canais WDM qu podm sr procssados po itro é igua a N=FSR/δ, ond δ é o spaçamnto ntr canais. FSR Potência δ Fitro óptico sintonizado para Potência Diaonia N Frquência N Frquência A saída do itro consist na potência do cana dsjado, mais intrrências dos canais vizinhos (diaonia ou crosstak) dvido à dicint sctividad. João Pirs Sistmas d Comunicação Óptica 5

4 Fitro d Fabry-Prot O itro d Fabry-Prot, também dsignado por cavidad rssonant d Fabry- Prot é constituído por sphos paraos, smi-rctors. A radiação uminosa incidnt numa das acs, ntra na cavidad ond sor mútipas rxõs é transmitida através do sgundo spho. E i RE i RE i jβ ( R)E i jβ Radiação incidnt Radiação transmitida E r R RE j β i RRE i jβ R RE jβ i RRE i jβ ( R) RE i jβ Esphos Função d transrência jπτ Eo( ) ( R) H ( ) = = jπτ Ei ( ) R Transmitância: T ( ) = H ( ) =, R + sin(πτ ) R n τ = c Transmitância - R=0.9 R= /FSR Finss: F = FSR FSR B o = = τ π = c n R R João Pirs Sistmas d Comunicação Óptica 55

5 Fitros d Fabry-Prot sintonizávis muticamada Um itro d Fabry-Prot pod sr sintonizado, variando qur o comprimnto da cavidad, qur o índic d rração. Cavidad d Fabry-Prot Fitro sintonizáv Gama d sintonia (nm) Tmpo d sintonia Fabry-Prot ms Fibra Óptica Acústico-óptico 50 0 µs Ectroóptico 6-0 ns Emnto pizoéctrico Nos itros muticamada os sphos qu imitam a cavidad são obtidos usando muticamadas diéctricas rctoras. Radiação incidnt Radiação rctida Muticamada diéctrica Cavidad Transmitância cavidads cavidad Cavidad Indic vado Indic baixo Substracto d vidro 0 rquência João Pirs Sistmas d Comunicação Óptica 56

6 Grhas diractoras Grhas d Bragg O comprimnto d onda qu vriica a condição d Bragg é rctido. Λ CondiçãodBragg: E i B Substracto E o B = n Λ n : índic d rracção icaz Λ : príodo d nrugamnto Grhas d Bragg m ibra As grhas são imprssas no núco das ibras ópticas, azndo uso da otosnsibiidad d crtos tipos d ibra (x: ibras dopadas com grmânio). Expondo sta ibra à uz utraviota, provocam-s variaçõs do índic d rracção no núco. A grha é imprssa submtndo o núco à acção d dois ixs UV intrrnts. Fix utraviota núco bainha João Pirs Sistmas d Comunicação Óptica 57

7 Encaminhador d grha d guias d onda O ncaminhador d grha d guias d onda ou AWG (arrayd wavguid grating) proporciona um ncaminamnto ntr uma ntrada uma saída basado no comprimnto d onda do sina. N α R 5 α α p=0 pα Acopador m stra M N Acopador m stra N M qα q=0 5 O AWG é constituído por dois acopadors passivos m stra igados por uma grha d guias d onda. O primiro acopador tm M ntradas N saídas o sgundo tm N ntradas M saídas. A grha consistm m N guias d onda, com comprimntos,,,..., N, ond < < <...< N, sndo a dirnça ntr os comprimntos dos guias adjacnts uma constant. João Pirs Sistmas d Comunicação Óptica 58

8 Encaminhador d grha d guias d onda (II) O sina corrspondnt a cada um dos comprimntos d onda divid-s no acopador ntra na grha, ond m cada guia sor um dsvio d as φ, rativamnt ao guia vizinho. πn φ = β =, n : índic d rracção icaz Há ainda uma dirnça d as adiciona, dvida à distância ntr duas dadas ntradas. Sja p o númro do porto d ntrada q o númro do porto d saída. A dirnça d as tota é dada por φ = t πn + kr( p q) αα, k : constant d propagação, R :distância ntr os dois ocos da stra A potência d transmissão d um dtrminado porto d ntrada p, para um dtrminado porto d saída q é máxima quando φ=π. Padrão d Encaminhamnto do AWG Arrayd wavguid grating João Pirs Sistmas d Comunicação Óptica 59

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