ОПТИЧЕСКИЙ МУЛЬТИПЛЕКСОР ВВОДА/ВЫВОДА
OPTICAL MULTIPLEX INPUT/OUTPUT MULTIPLEXER

Изобретение относится к оптическим мультиплексорам ввода/вывода оптических сигналов по технологиям волнового уплотнения (CWDM, DWDM) и может быть использовано для ввода/вывода сигналов отдельных каналов из мультиплексированного сигнала в волоконно-оптические системы передачи (ВОЛП) на любом ее участке.
Известен мультиплексор ввода/вывода по технологии плотного волнового уплотнения DWDM сигналов (см. статью «CDC ROADM Applicatins and Cost Comparision. www.ofceonference.org.). Устройство состоит из последовательно соединенных оптического предусилителя (ОПУ), оптического устройства вывода/ввода (УВВ) отдельных DWDM каналов и оптического усилителя мощности (ОУМ).
Устройство работает следующим образом. Оптический вход ОПУ через разъемный оптический соединитель подключается к оптическому волокну ВОЛП. ОПУ усиливает групповой DWDM сигнал до требуемого уровня мощности, который поступает на линейный вход УВВ, которое выделяет сигнал па длине волны заданного DWDM канала на свой боковой выход. С бокового входа УВВ к групповому оптическому сигналу добавляется на той же длине волны другой сигнал того же DWDM канала. Полученный сигнал с прежним количеством каналов поступает на вход ОУМ, где усиливается до заданного уровня мощности. Через разъемный оптический соединитель выходной групповой сигнал поступает обратно в то же оптическое волокно ВОЛП.
Устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и поэтому выбрано в качестве прототипа.
Недостатком вышеуказанного устройства является то, что мультиплексор может быть подключен только в узлах ВОЛП, где имеются кроссовые устройства с разъемными оптическими соединениями.
Решаемой технической задачей является создание оптического мультиплексора ввода/вывода с расширенными функциональными возможностями.
Достигаемым техническим результатом является обеспечение возможности подключения в любой точке ВОЛП с компенсацией потерь обратно рассеянного сигнала для рефлектометрической системы мониторинга.
Для достижения технического результата в оптическом мультиплексоре ввода/вывода, содержащем последовательно соединенные оптический предусилитель, устройство ввода/вывода оптических сигналов отдельных мультиплексированных каналов и оптический усилитель мощности, боковые отводы устройства ввода/вывода являются входом и выходом устройства одного из мультиплексированных каналов, новым является то, что дополнительно введены последовательно соединенные первый ответвитель -прищепка, первый циркулятор, усилитель обратно рассеянного сигнала, регулируемый оптический аттенюатор, второй циркулятор и второй ответвитель - прищепка, при этом первый и второй ответвители - прищепки присоединены сонаправлено к оптическому волокну на его изгибах, третий отвод первого циркулятора соединен с выходом оптического усилителя мощности, а третий отвод второго циркулятора соединен- со входом оптического предусилителя.
Новая совокупность существенных признаков в заявляемом устройстве позволяет расширить его функциональные возможности путем обеспечения возможности подключения мультиплексора в любой точке ВОЛП с компенсацией потерь обратно рассеянного сигнала для рефлектометрической системы мониторинга.
На фигуре 1 представлена структурная схема заявляемого устройства.
На фигуре 2 приведена схема экспериментальной проверки компенсации потерь.
На фигуре 3 представлены рефлектограммы, полученные до и после компенсации потерь.
Оптический мультиплексор ввода/вывода содержит ответвитель -прищепку 2, которая отводит сигнал из оптического волокна (OB) - 1 с помощью изгиба. Отвод ответвителя - прищепки (ОП) - 2 через оптический циркулятор (ОЦ) - 4 (через отводы 1 и 2) соединен со входом ОПУ - 5, выход которого соединен с линейным входом УВВ - 6, который имеет боковой выход - 7 и боковой вход - 8. Линейный выход УВВ - 6 соединен со входом ОУМ, выход которого через ОЦ - 10 (через отводы 1 и 2) соединен с боковым отводом ОП - 3, который присоединен к ОВ - 1 с помощью изгиба сонаправлено с ОП - 2. Отвод 3 ОЦ - 10 соединен со входом ОУР -11, выход которого соединен со входом регулируемого оптического аттенюатора (OA) -12, выход которого соединен с отводом 3 ОЦ - 4.
Устройство работает следующим образом. ОП - 2 отводит часть мощности группового оптического сигнала из ОВ - 1, которая через ОЦ - 4 (через отводы 1 - 2) поступает на вход ПОУ - 5. Усиленный сигнал поступает на вход УВВ - 6, которое выделяет из группового мультиплексированного сигнала сигнал одного из каналов на выбранной длине волны и направляет его на боковой выход 7. Сигнал на этой лее длине волны, но с другим информационным содержанием поступает на боковой вход - 8 и смешивается с групповым мультиплексированным сигналом, который проходит УВВ - 6 транзитом. После усиления сигнала ОУМ - 9 групповой сигнал через ОЦ -11 (через отводы 1 - 2) поступает на боковой отвод ОП - 3 и вводится обратно в ОВ - 1. При отводе сигнала ОП 2 и 3 вносят большие прямые потери, которые составляют от 2 до 15 дБ. Соответственно, при подключении заявляемого устройства к ВОЛП в линии появятся дополнительные потери от двух ОП, которые составят от 4 до 30 дБ. Системы рефлектометрического мониторинга широко используемые в магистральных DWDM ВОСП имеют динамический диапазон от 20 до 40 дБ. Таким образом, система мониторинга может стать не работоспособной на участке ВОЛП, где подключается заявляемое устройство. Поэтому для успешного применения мультиплексора ввода/вывода необходимо обеспечить компенсацию дополнительных потерь, что может быть достигнуто путем возврата обратно рассеянного сигнала с выхода устройства на его вход, минуя оба ОП и компенсируя их потери в каналах бокового отвода. Для этого введена дополнительная цепь обратной передачи рассеянного сигнала, состоящая из ОП - 3, ОЦ - 10, ОУР -11, OA -12, ОЦ - 4, ОП - 2. Обратно рассеянное излучение с участка ОВ - 1, который находится за устройством, через отвод ОП - 3 поступает на отвод 2 ОЦ - 10. С отвода 3 ОЦ - 10 сигнал попадает на вход ОУР -11, где усиливается, и с его выхода поступает на вход регулируемого OA - 12, с выхода которого сигнал через ОЦ - 4 (отводы 3 - 1) и ОП - 2 возвращается обратно в ОВ - 1. Идеально, мощности обратно рассеянного сигнала в ОВ - 1 на выходе и входе устройства должны быть равны. Для выравнивания мощностей обратно рассеянных сигналов используется регулируемый OA - 12.
Схема экспериментальной проверки предложенной компенсации приведена на фиг. 2. С помощью оптического рефлектометра FOD 7005 - 1 через катушку - 2 с оптическим волокном SMF-28e длиной 25,5 км зондирующий сигнал поступает на вход разветвителя 10/90 - 3. С 90% - ного выхода разветвителя 3 через ответвитель - прищепку FOD 5503 сигнал поступает на вторую катушку - 6 оптического волокна SMF-28e длиной 25,5 км. С 10% - ного выхода разветвителя - 3 зондирующий сигнал поступает на вход оптический усилителя Optilab EDFA-25P-C-M, с выхода которого усиленный сигнал поступает на отвод ответвителя - прищепки FOD 5503 и далее в катушку ОВ SMF-28e длиной 25,5 км - 6. Дополнительным изгибом перед ответвителем - прищепкой (на фиг. 2 не показан) были внесены дополнительные прямые потери на удалении 25,5 км от входного полюса исследуемой линии, увеличивающие общие внесенные потери (разветвитель 10/90, ответвитель - прищепка, изгиб) до 10 дБ.
Обратно рассеянный сигнал распространялся по цепи через компоненты схемы 6-5-3-2-1. Ha фигуре 3 приведены рефлектограммы, полученные с выключенным оптическим усилителем (кривая 1 без компенсации потерь) и после его включения (кривая 2 с компенсацией потерь). Из фиг. 3 видно, что компенсация потерь составила 5 дБ.
Таким образом, подтверждена работоспособность заявляемого устройства.