Pou reyalizefib optikkominikasyon, pwoblèm nan premye yo rezoud se ki jan yo chaje siyal la elektrik sou gwo bout bwa a limyè ki emèt pa sous la limyè, ki mande pou modulation optik. Ki baze sou relasyon ki genyen ant modulasyon an ak sous limyè a, modulation optik ka divize an de kategori prensipal: modulation dirèk (modulasyon entèn) ak modulasyon endirèk (modulasyon ekstèn).
Modilasyon dirèk nan sous limyè a
Modilasyon dirèk enplike dirèkteman enjekte yon siyal elektrik nan sous limyè a, konvèti enfòmasyon yo dwe transmèt nan yon siyal pouvwa ak enjekte li nan yon dyod lazè (LD) oswa limyè -emisyon dyod (LED) pou jwenn siyal optik ki koresponn lan. Sa lakòz entansite pwodiksyon siyal konpayi asirans optik la varye ak siyal modulasyon an, epi li rele tou modulation entèn yo. Metòd sa a aktyèlman modulation entansite lumineux sous limyè a, kidonk li se yon kalite modulation entansite optik (IM). Dyagram nan montre prensip entansite limyè dirèk modulation dijital .. Malgre ke modulasyon dirèk soufri soti nan longèdonn (frekans) jitter, li gen avantaj tankou senplisite, pèt ki ba, ak pri ki ba, fè li yon metòd modulation lajman itilize nan sistèm kominikasyon fib optik.
Modulation endirèk sous limyè a
Avantaj nan modulation entèn sous limyè a se ke kous la se senp epi fasil aplike. Sepandan, lè l sèvi avèk metòd modulation sa a nan gwo pousantaj done pral degrade pèfòmans sous limyè a, tankou elaji liy espèk dinamik yo, ogmante dispèsyon pandan transmisyon, epi konsa elaji fòm ond batman kè a transmèt nan fib optik la, ki finalman limite kapasite transmisyon fib optik la. Se poutèt sa, nan gwo -vitès entansite-module dirèk-deteksyon fib kominikasyon sistèm optik oswa sistèm kominikasyon fib optik eterodin, yo ka itilize modulation endirèk sous limyè a.
Modilasyon endirèk pa modil dirèkteman sous limyè a, men olye li itilize pwopriyete elektwo-optik, mayeto-optik ak acousto-optik yon kristal pou modile transpòtè optik ki emèt pa dyod lazè a (LD). Sa vle di ke se vòltaj la modulation aplike apre limyè a emèt, sa ki lakòz konpayi asirans optik la dwe modulation pa modulator la. Metòd modulation sa a konnen tou kòm modulation ekstèn. Estrikti yon lazè modil endirèkteman montre nan figi a.
Metòd modulasyon ekstèn ki disponib kounye a gen ladan modulasyon elektwo-optik, modulasyon acousto-optik, ak modulasyon mayeto-optik.
- (1) Elektwo-modulasyon optik: Prensip debaz k ap travay nan elektwo-modulasyon optik se efè lineyè elektwo-optik kristal yo. Efè elektwo-optik la refere a fenomèn ki lakòz yon chanjman nan endèks refraktif yon kristal. Kristal ki ka pwodui efè elektwo-optik yo rele kristal elektwo-optik. Elektwo-modilatè optik yo kapab elektwo-modilatè entansite optik, elektwo-modilatè frekans optik, oswa elektwo-modilatè faz optik (sètadi, elektwo-modilatè faz optik).
- (2) Acousto-modilasyon optik: Acousto-modilatè optik yo fèt ak efè acousto-optik yon mwayen. Prensip k ap travay yo se jan sa a: lè modulation siyal elektrik la chanje, kristal piezoelectric a jenere vibrasyon mekanik akòz efè a piezoelectric, fòme yon vag ultrasons. Onn son sa a lakòz yon chanjman nan dansite mwayen an, ki an vire chanje endèks refraktif la, konsa fòme yon griyaj ki chanje. Akòz chanjman nan griyaj la, entansite limyè a chanje kòmsadwa, sa ki lakòz modulation vag limyè a.
- (3) Magneto-modulasyon optik: Magneto-modulasyon optik se yon kalite modulasyon optik ekstèn yo jwenn lè l sèvi avèk efè Faraday. Siyal limyè ensidan an pase nan yon polarizè, sa ki fè limyè ensidan an polarize. Lè limyè polarize sa a pase nan yon baton mayetik YIG (yttrium fè garnet), direksyon polarizasyon li chanje ak siyal modulation aplike nan bobin ki antoure li. Lè direksyon polarizasyon an se menm jan ak analizeur ki vin apre a, entansite limyè pwodiksyon an se byen gwo; lè direksyon polarizasyon an pèpandikilè ak direksyon analizeur a, entansite limyè pwodiksyon an minim. Sa lakòz entansite limyè pwodiksyon an chanje ak siyal la modulation, konsa reyalize modulasyon ekstèn nan limyè a.
Sistèm modulasyon ekstèn yo relativman konplèks, gen yon gwo rapò disparisyon (pi gran pase 13), gwo pèt ensèsyon (tipikman 5-6 dB), vòltaj kondwi segondè (5V), yo difisil pou entegre ak sous limyè, yo polarizasyon -sansib, epi yo gen gwo pèt ak gwo depans; sepandan, yo gen yon lajè liy espèk etwat epi yo ka itilize nan sistèm transmisyon gwo-vitès ak gwo kapasite nan oswa pi wo a 2.5 Gbit/s, ak distans transmisyon ki depase 300 km.
Karakteristik modulasyon
(1) Elektwo-relè optik ak fenomèn osilasyon detant: Anba gwo-modilasyon batman kè vitès, fòm ond repons tranzitwa pwodiksyon batman optik lazè a montre nan figi a. Gen yon premye tan reta ant pwodiksyon an optik batman kè ak batman aktyèl la sou fòm piki, ki rele elektwo - tan reta optik la (td), ki se jeneralman nan lòd nan nanosegonn. Apre batman kè aktyèl la sou fòm piki nan lazè a, pèsistans yap ogmante jiska optik batman an pral montre osilasyon ak anplitid piti piti diminye, ki rele osilasyon detant. Konsekans osilasyon detant ak reta elektwo-optik se limite pousantaj modulasyon an.
(2) Efè Modèl Kòd: Pou pwodwi yon efè modèl kòd, jan yo montre nan figi a, lè tan an reta elektwo -optik se nan menm lòd la nan grandè ak dire senbòl T/2 nan modulation dijital la, li pral lakòz lajè batman kè a nan premye "1" ti jan apre yon sekans nan "0" Bits nan etwat ak anplitid li yo diminye. Nan ka grav, yon sèl "1" bit ka pèdi. Yo rele fenomèn sa a efè modèl kòd, jan yo montre nan figi a ak b. Nan de "1" bit youn apre lòt, anvan rive nan premye batman kè a, gen yon sekans long nan "0" Bits. Akòz tan an reta elektwo -optik ak enfliyans nan tan an monte optik batman kè, batman kè a vin pi piti. Lè dezyèm batman kè a rive, paske rekonbinasyon elektwon premye batman kè a pa disparèt nèt, dansite elèktron nan rejyon aktif la pi wo, kidonk tan delè elektwo -optik la pi kout, ak batman kè a pi gwo. Ou ka elimine efè modèl kòd la lè w itilize yon metòd konpansasyon ki apwopriye pou "sou-modulasyon", jan yo montre nan Figi c.
Fenomèn pwòp tèt ou-pulsasyon
Nan kèk lazè, anba modulation enpulsyonèl oswa menm kondwi DC, lè aktyèl la piki rive nan yon seri sèten, pwodiksyon limyè batman kè a montre soutni, konstan -anplitid segondè-osilasyon frekans. Yo rele fenomèn sa a pwòp -pulsasyon, jan yo montre nan figi a. Frekans pwòp tèt ou -pulsasyon an ka rive nan 2 GHz, ki afekte seryezman karakteristik modulasyon gwo -vitès yo nan dyod lazè (LD).
