DEARBHÚ AR GHRÚDÚ AR THUAS (ARG) AR IARRATAIS DWDM / CWDM ARNA BHUNÚ AR PHOLÉIRÍ BCB
1. RÉAMHRÁ
Is cur chuige é ilphlódú tonn-roinnte (WDM) ar féidir leis leas a bhaint as an mí-chomhoiriúnú bandaleithead opto-leictreonaigh ollmhór trína éileamh nach n-oibreoidh trealamh gach úsáideora deiridh ach ag ráta leictreonach, ach is féidir ilbhealaí WDM ó úsáideoirí deiridh éagsúla a ilphléacsáil ar an snáithín céanna .
Tá dhá rogha eile ann do líonraí meitreo WDM: WDM dlúth (DWDM) agus garbh WDM (CWDM). I dtimpeallachtaí ardchumais, úsáidtear DWDM. I DWDM, is féidir leis an scaradh cainéal a bheith chomh beag le 0.8 nó 0.4 nm, le haghaidh suas le 80 cainéal optúla ag rátaí líne suas le 10 Gbps. Tá teicneolaíochtaí DWDM an-chostasach, mar sin tá sé deacair a chur i bhfeidhm maidir le rochtain a fháil ar líonraí. Ina áit sin, tá CWDM ag teacht le chéile mar réiteach láidir agus eacnamaíoch. Is é an buntáiste a bhaineann le teicneolaíocht CWDM ná a chomhpháirteanna optúla ar chostas íseal. Cuireann CWDM réitigh ar fáil d'iarratais 850, 1,300, agus 1,500 nm ag 10 agus 40 Gbps ar suas le 15 chainéal optúla atá spásáilte 20 nm óna chéile. Tá áit ag teicneolaíocht CWDM agus DWDM i mbonneagar meitreo-líonra reatha agus atá ag teacht chun cinn. Nuair a úsáidtear na teicneolaíochtaí seo in éineacht le snáithíní optúla cuí, tá na tairbhí eacnamaíocha, a chuidíonn le costais chórais níos ísle, suntasach.
Is éard atá i gceist le gríliú treoraithe tonnta (AWG) ná ceann de na feistí is bisiúla le haghaidh il / dédhipléicteoir i gcóras WDM mar gheall ar a chaillteanas isteach íseal, ardchobhsaíocht agus ar chostas íseal. Mhol Smith i dtús báire an téachtadh treoraithe tonn-eagraithe chun an fhadhb WDM a réiteach i 1988 agus rinne Takahashi tuilleadh forbartha air sna blianta ina dhiaidh sin [a thuairiscigh na chéad ghléasanna a bhí ag feidhmiú san fhuinneog fhada tonnfhaid. Chuir Dragonet.ex an coincheap i bhfeidhm ó 1 x N de dhé-dhéshleachtaithe go ródairí faid N x N a bhfuil ról tábhachtach acu i bhfeidhmiú líonra il-tonnfhad.
Is é príomhbhuntáiste an AWG nach bhfuil a chostas ag brath ar chomhaireamh tonnfhaid mar atá sa tuaslagán scagaire tréleictreach. Dá bhrí sin, oireann sé d’iarratais uirbeacha a éilíonn go mbeidh comhaireamh tonnfhaid mór ó thaobh costais de. Buntáiste eile a bhaineann leis an AWG is ea an tsolúbthacht maidir le líon na gcainéal agus an spásáil cainéal a roghnú agus, mar thoradh air sin, is féidir cineálacha éagsúla AWGanna a dhéanamh ar bhealach comhchosúil.
Tá an-chumas ag polaiméirí chun comhpháirteanna WDM ar chostas íseal a bhaint amach mar is féidir iad a dhéanamh go héasca ag teocht íseal ar chineálacha éagsúla foshraitheanna. Tá go leor airde meallta ag il-ilphléacsacha polaiméireacha AWG de bharr a monaraithe éasca, a chostas íseal, agus an poitéinseal a bhaineann le comhtháthú le gléasanna eile cosúil le lasca teirmeafosfáiteacha polaiméire le haghaidh feidhmchlár ilphléacs breiseáin.
Ós rud é go dtugann roinnt polaiméirí BenzoCylobutene (BCB4024-40) roinnt buntáistí, mar shampla neamhthuairim íseal, cobhsaíocht theirmeach mhaith agus scaipeadh íseal tonnfhaid, roghnaíodh é mar bhunábhar sa tionscadal seo. Is ábhar tarraingteach é polaiméir BCB agus baineadh úsáid as chun feistí optúla éagsúla a dhéanamh, mar shampla, lascadh optúil, treoir thonn optúil pholaiméir agus scoilteoir optúil trasnaíochta ilmhód.
Sa pháipéar seo, tíolacfar dearadh beartaithe de chainéil 4 × 4, an gnáthghrúpa AWG a bheidh in ann oibriú ag tonnfhad lárnach de 1.55 μm le spásáil chainéil de 100 GHz agus 1200 GHz bunaithe ar pholaiméir BCB-4024 le comhéifeacht athraonta de 1.5556.
2. OIBRIÚ BUNÚSACH
Go ginearálta, feidhmíonn feiste AWG mar ilphléacsóirí, mar dhírleiclipéirí, mar scagairí agus mar fheistí breiseáin in iarratais optúla WDM. Taispeánann Figiúr 1 leagan amach scéimreach de dhé-dhioscoir AWG. Is éard atá sa fheiste ná trí phríomhchuid atá ina dtreoracha tonn-ionchuir agus aschuir, dhá chúplálaí réalta leac (nó réigiún iomadúcháin saor in aisce (FPR)), ceangailte ag eagar treoraithe tonn le difríocht chomhionann idir treoracha tonnta in aice láimhe. Seo a leanas cur síos ar phrionsabal oibríochta an ilphléacsóra / an dí-fheadáin AWG.
Figiúr 1. Struchtúr an dé-dhiospóirtéara AWG
Déanfar comhartha DWDM / CWDM a sheoltar isteach i gceann de na treoraithe tonnta ionchuir a dhíraonadh sa chéad réigiún leac agus mar aon leis an tonnchruth eagraithe ag an gcéad FPR. Dearadh fad na dtreoracha tonn eagar sa chaoi is go bhfuil an difríocht fhaid chosáin optúil (ΔL) idir treoracha tonn in aice láimhe ina slánuimhir (m) de thonnfhad lárnach ()c) an dé-dhiospóra. Mar thoradh air sin, déanfar an dáileadh allamuigh ag an gcéim ionchuir a atáirgeadh ag an gcló aschuir. Dá bhrí sin, ag tonnfhad an lárionaid seo, díríonn an solas i lár an eitleáin íomhá (ar choinníoll go bhfuil an treoir maidir le tonnta ionchuir dírithe ar an bplána ionchuir).
Má dhéantar an tonnfhad ionchuir a asbhaint ón dtonnfhad lárnach seo, tarlaíonn athruithe céime sna brainsí eagar. Mar gheall ar an difríocht fad-chosáin leanúnach idir treoracha tadhlacha in aice láimhe, méadaíonn an t-athrú céime seo go líneach ón treo-thonnthonn go dtí na treoracha tonn lasmuigh, rud a fhágann go mbeidh an tosach tuirlingthe ag an gcéim aschuir. Dá bhrí sin, aistrítear an pointe fócasach sa phlána íomhá ar shiúl ón lár. Trí threoracha glacadóra glaonna a chur ag suíomhanna cuí feadh an eitleáin íomhá, faightear scaradh spásúil na gcainéal tonnfhaid éagsúla.
3. DEARADH
Léirítear i bhFíor 2 leagan amach scéimreach an AWG chainéil 4 × 4 do DWDM le tonnfhad lárnach de 1.55 μm. Tá suíomh an chalafoirt ionchuir agus an chalafoirt aschuir foirmithe go siméadrach, atá comhionann. Úsáideadh uirlis deartha WDM_PHASAR ó Optiwave® chun dhá chineál AWG de 4 chainéal a dhearadh a fheidhmíonn ag tonnfhad lárnach de 1.55 μm, le spásáil cainéal de 0.8 nm agus 9.6 nm, d’iarratais DWDM agus CWDM, faoi seach.
Is é 1.5556. an comhéifeacht athraonta de chroí-pholaiméir BCB ag 1.55 μm. Is é an cumhdach ORMOCER a bhfuil innéacs athraonta de 1.537 aige, agus is sileacain é an tsubstráit a úsáideadh go forleathan i gciorcad micrea-leictreach agus comhtháite. Is comhpholaiméirí neamhorgánacha neamhorgánacha neamhorgánacha neamhorgánacha neamhorgánacha neamhorgánacha neamhorgánacha neamhorgánacha neamhorgánacha neamhorgánacha neamhorgánacha a bhfuil iompraíocht diúltach frithsheasmhach iontu. Is é an croí-mhéid ná 3 xm x 4 μm le tonnchruth cineál faoi thalamh, mar a léirítear i bhFigiúr 3. Tá an scaradh calafoirt d'ionchur / aschur deartha chun 250 μm a nascadh le nasc 100 μm le haghaidh líonta líonta le ribín snáithíneach.
Tá na paraiméadair deartha go léir liostaithe i dTábla 1 agus i dTábla 2 le haghaidh AWG, tonnfhad lárnach de 1.55 μm le spásáil cainéal de 100 GHz agus 1200 GHz, faoi seach. Sa dearadh, is mór an codarsnacht idir an t-innéacs athraonta idir croí agus cumhdach (~ 1.2%), agus bíonn ga lúbthachta beag ann agus cuireann sé le méid beag sliseanna. Mar sin féin, méadaíonn an caillteanas cúplála idir tonnchomhchur agus snáithín a eascraíonn as neamhréir mhóin-réimse. Is é méid iomlán na feiste do AWG le spásáil 100 GHz ná 21.5 x 10mm2 agus 17.8 x 5 mm2 do AWG le spásáil 1200 GHz. Tá an difríocht seo mar gheall ar incrimint fad cosáin in AWG le spásáil 100GHz níos mó ná AWG le spásáil 1200GHz leis an uillinn treoshuímh chéanna.
4. TORTHAÍ AGUS AICMIÚ
Léirítear toradh insamhalta AWG le spásáil cainéal de 0.8 nm i bhFigiúr 4. Taispeánann sé dáileadh aschuir na dtonn-aschur 4 chainéal. Tá na bealaí aschuir ag tonnfhaid 1549.04 nm (λ1), ag 1549.872 nm ()2), 1550.704 nm (λ3) agus 1551.360 nm (λ4) faoi seach, rud a léiríonn an spásáil insamhalta cainéal de 0.832 nm. Dá bhrí sin, lean an tonnfhad aschuir do gach cainéal le sonraíocht ITU, fiú má aistrítear é beagán 0.032 nm atá ró-bheag agus is féidir faillí a dhéanamh air. Mar sin féin, is é cainéal 4 an caillteanas caillteanais uasta de 5.04 dB agus is é cainéal an chaillteanais isteach íosta de 3.88 dB ag cainéal 2. Tá an crosstalk níos lú ná -32.77 dB.
Taispeánann Tábla 3 paraiméadair aschuir ríofa AWG le spásáil chainéil 0.8 nm. Ríomhadh na luachanna seo ag leibhéal bandaleithead de -3 dB. Úsáidtear an leibhéal bandaleithead mar thagairt do na bandaleithead.
Maidir le AWG le spásáil cainéal de 9.6 nm, léirítear an toradh insamhalta i bhFigiúr 5. Tá na ceithre thonnfhad aschuir λ1, λ2, λ3 agus λ4 ag 1542 nm, 1552 nm, 1562 nm agus 1572 nm, faoi seach. Is é an toradh ar spásáil chainéil ná 10 nm, rud atá difriúil leis an bparaiméad ionchuir dearaidh, arb é 9.6 nm é. Idir an dá linn, is ag cainéal 1 an caillteanas uasta iontrála de 6.63 dB agus tá an caillteanas isteach íosta de 5.30 dB ag cainéal 3. Tá an crosstalk níos lú ná -23 dB.
Figiúr 5. Freagairtí speictrim aschuir de AWG 4 chainéil le spásáil cainéal 1200 GHz
Taispeánann Tábla 4 paraiméadair aschuir ríofa AWG le spásáil 9.6 nm cainéal. Ríomhadh na luachanna seo ag leibhéal bandaleithead de -3dB. Is é an luach ar spásáil chainéil a fhaightear ná 10 nm atá i raon na n-iarratas CWDM .. De réir na dtorthaí insamhalta, fuaireamar amach gur féidir leis na AWGanna seo oibriú i gceart i gcóras DWDM agus CWDM.
5. COMPARÁID FEIDHMÍOCHTA
Tá go leor taighdeoirí tar éis suim a bheith ag forbairt ilphléacs polaiméir AWG. An chéad pholaiméir AWG a thaispeáin Hida et al a chuir i bhfeidhm fliú-methacrylate (d-PFMA) ar fhoshraith silicone. Mar sin féin, níor oibrigh an AWG seo ach ar fhuinneog 1300 nm le roinnt spleáchais ar pholarú chomh beag le 0.03 nm. Thuairiscigh Watanabe et al 16 cainéal AWG polaiméireacha a oibríodh ag 1550 nm a baineadh amach ag baint úsáide as tonnchruth roisín silicone. Tá caillteanas isteach sa réimse ilphléacs AWG seo idir 9 agus 13 dB, crosstalk níos lú ná –20 dB agus athrú tonnfhaid atá ag brath go íseal ar pholarization.
Léirigh Leo [19] polaiméir 2 x 8 AWG bunaithe ar CWDM (20 nm) ag tonnfhad lárnach 1520 nm le méid iomlán na feiste de 23 mm x 2.5 mm. Tá an caillteanas isteach agus an crosstalk thart ar 7 dB agus -30 dB, faoi seach. Ar an láimh eile, feidhmíodh Razali [polaiméir molta 4 x 4 AWG le spásáil 0.8 nm (DWDM) ag tonnfhad lárnach 1570 nm. Tá caillteanas 3 dB agus crosstalk curtha isteach ag an bhfeiste níos lú ná -30 dB. Is é méid an ghléis ná 31 mm x 9 mm.
Sa pháipéar seo, is iad na dearaí atá beartaithe ná polaiméir 4 x 4 AWGs a oibrítear ag tonnfhad lárnach 1550 nm le spásáil cainéal de 0.8 nm agus 9.6 nm. Tugtar faoi deara gurb iad na caillteanais a chuirtear isteach sa spásáil chomhfhreagrach ná -5 dB agus -6 dB, faoi seach agus go bhfuil an leibhéal crosstalk -33 dB agus -23 dB, faoi seach. Is é méid iomlán na feiste ná 21.5 mm x 10 mm do spásáil 0.8 nm agus 17.8 mm x 5 mm do spásáil 9.6 nm. Is léir go léiríonn sé seo gur féidir na AWGanna do chur i bhfeidhm CWDM agus DWDM a bhaint amach trí pholaiméir BCB 4024-40 a úsáid mar an t-ábhar treorach.
6. CONCLÚID
Tá AWGanna bunaithe ar pholaiméir BCB d'iarratais i DWDM / CWDM curtha i láthair. Léiríodh go bhfuil dhá dhearadh de cheithre chainéal AWG le leibhéal crosstalk faoi-32 dB agus-23 dB ag feidhmiú i bhfuinneog cumarsáide 1550 nm d’iarratas DWDM agus CWDM. Is féidir a mheas gur féidir an polaiméir BCB a mheas mar iarrthóir oiriúnach d'fhorbairt AWG mar go léiríonn sé feidhmíocht mhaith d'iarratais DWDM agus CWDM.
