Streszczenie— W artykule zaprezentowano oryginalną konfigurację światłowodowego systemu koherentnego z dyskretnie przestrajalnym nadajnikiem. W przestrajalnym nadajniku zastosowano wielofalowy generator optyczny z 3.125 GHz z odstępem pomiędzy często



Streszczenie— W artykule zaprezentowano oryginalną konfigurację światłowodowego systemu koherentnego z dyskretnie przestrajalnym nadajnikiem. W przestrajalnym nadajniku zastosowano wielofalowy generator optyczny z 3.125 GHz z odstępem pomiędzy częstotliwościami nośnymi.

Przedstawiono wyniki symulacji autoheterodynowego systemu koherentnego, o przepływności 622 Mb/s.

Słowa kluczowe — Detekcja koherentna, generator wielofalowy.

I. W STĘP

światłowodowych systemach telekomunikacyjnych technologia zwielokrotnienia falowego (WDM) odgrywa kluczową rolę umożliwiając efektywne wykorzystanie dostępnego pasma. Ultra gęste zwielokrotnienie zakłada zastosowania zestawu dyskretnych nadajników lub wielofalowego źródła o bardzo wysokiej stabilności długości fal emisyjnych [1].

Badany układ składał się z przestrajalnego w dziedzinie długości fal nadajnika wykorzystującego wielofalowy generator częstotliwości nośnych OCG (Optical Comb Generator) oraz zbalansowany, asynchroniczny, autokoherentny odbiornik. W zaproponowanym rozwiązaniu kluczową rolę odgrywa źródło wielofalowe, którego właściwości decydują o stabilności i kroku przestrajania optycznej częstotliwości nośnej.

Generator wielofalowy posiadał konfigurację pierścieniową z dwoma kaskadowo połączonymi akusto-optycznymi przesuwnikami częstotliwości [2]-[3] (AOFS), które gwarantowały odpowiednią wartość i bardzo wysoką stabilność odstępów pomiędzy częstotliwościami nośnymi.

Schemat blokowy wielofalowego źródła optycznego pokazano na Rys. 1 [3].

Andrzej Dobrogowski, Katedra Systemów Telekomunikacyjnych i Optoelektroniki, Politechnika Poznańska, ul. Polanka 3, 60-965 Poznań, (Tel.:

+4861 665 3857; e-mail: dobrog@et.put.poznan.pl).

Jan Lamperski, Katedra Systemów Telekomunikacyjnych i Optoelektroniki, Politechnika Poznańska, ul. Polanka 3, 60-965 Poznań, (Tel.:

+48-61-6653809; e-mail: jlamper@et.put.poznan.pl).

Piotr Stępczak Politechnika Poznańska, ul. Polanka 3, 60-965 Poznań, (Tel.: +48 61 6653883; e-mail: pstepcz@et.put.poznan.pl).

Rys. 1. Schemat blokowy wielofalowego źródła optycznego.

Rys. 2 przedstawia wyniki pomiaru przykładowego widma wyjściowego generatora OCG z ośmioma nośnymi o odstępie 2.500 GHz [3].

Rys. 2. Widmo wyjściowe generatora wielofalowego zawierające 8 nośnych, odstęp - 2.5 GHz.

Zbudowany generator składał się z pojedynczego źródła laserowego (ML), dwóch przesuwników akustooptycznych (AOFS), erbowych wzmacniaczy światłowodowych (EDFA) oraz filtru (BLF) ograniczającego pasmo optycznej pętli sprzężenia zwrotnego.

Wiązka lasera źródłowego (ML) doprowadzona jest do wejścia pierwszego przesuwnika akustooptycznego (AOFS-1).

Koherentny system światłowodowy z dyskretnie przestrajalnym nadajnikiem

Andrzej Dobrogowski, Jan Lamperski, Piotr Stępczak

W

PWT 2013 - Poznań - 13 grudnia 2013 85

Przesunięty w dziedzinie częstotliwości sygnał skierowany jest do pętli sprzężenia zwrotnego. Pętla zawiera kolejny przesuwnik akustooptyczny (AOFS-2), wzmacniacze erbowe (EDFA) kompensujące straty pętli i niską efektywność dyfrakcyjną komórek Bragga oraz filtr pasmowo-przepustowy (BLF). Przesuwniki AOFS sterowane są generatorami RF, które decydują o wartości i stabilności odstępów międzykanałowych. Filtr BLF ogranicza liczbę generowanych częstotliwości nośnych.

Wielokrotna cyrkulacja sygnału optycznego w pętli prowadzi do generacji wieloczęstotliwościowego widma wyjściowego.

II. R EZULTATY OBLICZEŃ

W procesie symulacji zastosowano modele pasywnych i aktywnych elementów umożliwiających pełną analizę spektralną badanego systemu.

Nadajnik badanego systemu zawierał wielofalowe źródło optycznych częstotliwości nośnych (OCG), do wyjścia którego dołączony był modulator amplitudowy Macha- Zehndera i demultiplekser. Układ Macha-Zehndera modulował równocześnie wszystkie nośne generowane przez źródło wielofalowe.

Całkowicie światłowodowy filtr Fabry-Perot wybrano jako główny element selektywny systemu. Fittry F-P posiadają okresową charakterystykę transmitancyjną z obszarem wolnym od rezonansu (FSR) z zakresie od 100 do 54000GHz oraz finezją (F) sięgającą 16000. Tego typu filtry mogą być zastosowane w przestrajalnych odbiornikach do selekcji kanałów optycznych lub w dyskretnie przestrajalnych układach nadawczych wykorzystujących źródła wielofalowe do skokowego wyboru optycznych częstotliwości nośnych.

Światłowodowe filtry Fabry-Perot mogą być zastosowane także do realizacji modułów multiplekserów i demultiplekserów optycznych, a także krotnic transferowych (OADM). W przypadku realizacji krotnic wykorzystuje się zarówno właściwości transmitancyjne jak i odbiciowe filtrów Fabry-Perot [4].

Na Rys. 3 pokazano widmo wyjściowe generatora wielofalowego z dwoma przesuwnikami akustooptycznymi (AOFS) oraz filtrem ograniczającym. Parametry elementów optycznych umożliwiły generację 8 częstotliwości nośnych z odstępem wynoszącym 3.125 GHz.

Rys. 3. Widmo wyjściowe źródła wielofalowego generującego 8 częstotliwości nośnych, odstęp międzykanałowy – 3.125 GHz.

W systemie zastosowano odbiór autoheterodynowy ze zbalansowanym odbiornikiem. Jako lokalny generator użyto wzmocniony, nieprzesunięty sygnał lasera zastosowanego w module generatora wielofalowego. W rezultacie w systemie wykorzystane było tylko jedno źródło optyczne.

Rys. 4 ilustruje zdemodulowany sygnał wyjściowy.

Rys. 4 Sygnał na wyjściu odbiornika.

III. P ODSUMOWANIE

W pracy zaprezentowano oryginalną koncepcję systemu koherentnego ze skokowo przestrajalnym nadajnikiem.

Przedstawiono wybrane wyniki obliczeń dla nadajnika o skoku przestrajania wynoszącego 3.125 GHz i przepływności 622 Mbps.

Praca finansowana jest z Projektu Nr. 1788/B/T02/2009/37.

L ITERATURA

[1] J. P. Laude, DWDM fundamentals, components and applications, Artech House, 2002.

[2] P. Coppin et al, “Novel optical frequency comb synthesis using optical feedback”, Electron. Lett., 26, 1990, pp. 28-30.

[3] J. Lamperski: Active Fiber Comb Source with Single and Double Frequency Shifters for UDWDM Applications, International Conference on Transparent Optical Networks ICTON, 22-26 June 2008, Th.B1.6, pp. 282-285.

[4] Jan Lamperski, Enabling technology for UDWDM access networks, Photonics Letters of Poland, Vol. 1 (1), 2009, pp. 31-33.

86 XVII Poznańskie Warsztaty Telekomunikacyjne