光通信における光サーキュレータとは?

光サーキュレータは、非相反性を持つマルチポート光デバイスです。これは、ファラデー効果による光信号の非相反偏光に基づいています。任意のポートから光信号が入力されると、次のポートから非常に低い損失で順次出力できますが、このポートから他のすべてのポートへの損失は非常に大きいため、これらのポートは互いに通信していません。

つまり、光サーキュレータは、ポートに入る光が次のポートから出るように設計された 3 ポートまたは 4 ポートの光デバイスです。光がポート 1 に入ると、ポート 2 から放出されますが、放出された光の一部が反射してサーキュレータに戻る場合、光はポート 1 からではなく、ポート 3 から放出されます。サーキュレーター。

光ファイバーサーキュレーターは、光ファイバー内を反対方向に移動する光信号を分離するために使用されます。たとえば、単一のファイバーで双方向伝送を実現します。光サーキュレータは、入力光パワーと反射光パワーの分離が高く、挿入損失が低いため、高度な通信システムや光ファイバー センサー アプリケーションで広く使用されています。

光サーキュレータは非相反光学系です。つまり、デバイスを通過する光の特性の変化は、光が反対方向に通過しても反転しません。これは、外部磁場などによってシステムの対称性が破られた場合にのみ発生します。ファラデー回転子は、非可逆光学デバイスの別の例であり、実際、ファラデー回転子に基づいて光サーキュレータを構築することが可能です。

構造原理
ファラデー回転子と両側の 2 つの偏光プリズムで構成されています。偏光がファラデー回転子を通過すると、その偏光面は外部磁場の作用で 45°回転します。 2 つの偏光プリズムの光軸が互いに適切な角度に設定されている限り、相互接続された光路の挿入損失は非常に低くなり、切断された光路の分離は非常に大きくなります。

光サーキュレータは、外部磁場の作用下でファラデー回転効果を生成するシングルモードファイバの特性を利用して形成することもできます。偏波無依存光サーキュレータの挿入損失とアイソレーションは、入射光の偏波状態に依存しません。


技術パラメータ
光サーキュレータの技術パラメータには、挿入損失、分離、クロストーク偏波依存損失 (PDL)、偏波モード分散 (PDM)、反射損失などが含まれます。光の挿入損失、分離、偏波依存損失、偏波モード分散の定義サーキュレータは基本的に光アイソレータと同じですが、光サーキュレータの場合は、隣接する 2 つのポート間の特定のインデックスを指します。

光サーキュレータ

 

光アイソレータの特徴と機能

光アイソレータは、光が一方向に通過することを可能にし、光が反対方向に通過するのを防ぐパッシブデバイスです。その機能は、光の方向を制限することです。その結果、光は一方向にしか透過できません。光ファイバエコーで反射した光を光アイソレータで十分に絶縁できるため、光波の伝送効率が向上します。

 

光アイソレータの特徴

-高い分離
-高い反射減衰量
- 高信頼性
-高い安定性
-低い挿入損失
-低偏波依存損失
-低偏波モード分散

 

光アイソレータの機能

光アイソレータの機能は、さまざまな理由による後方透過光の光源や光学系への悪影響を防ぐことです。

 

例えば、半導体レーザー光源と光伝送システムの間に光アイソレータを設置することにより、光源のスペクトル出力パワーの安定性に対する反射光の悪影響を大幅に低減します。高速直接変調および直接検出光ファイバ通信システムでは、光の後方伝送によって追加のノイズが生成され、システムのパフォーマンスが低下するため、光アイソレータを排除する必要があります。ファイバ増幅器のドープファイバの両端に光アイソレータを取り付けると、ファイバ増幅器の動作安定性を向上させることができます。光アイソレータがないと、後方に反射した光が信号源(レーザー)に入り、信号源に激しい変動を引き起こします。ブリルアン散乱による電力損失は、コヒーレント光長距離光ファイバ通信システムに間隔を置いて光アイソレータを設置することで減らすことができます。したがって、光アイソレータは、光ファイバ通信、光情報処理システム、光ファイバセンシング、および精密光測定システムにおいて重要な役割を果たします。

光アイソレータ

 

光磁気スイッチの動作原理と応用

マグネトスイッチの動作原理

磁気光学スイッチは、ファラデー磁気光学効果を利用した光スイッチです。入射偏光の偏光面に対する磁気光学結晶の効果は、外部磁場の変化によって変化し、光路スイッチングの効果を実現します。

 

従来のメカニカルオプティカルスイッチと比較して、マグネトオプティカルスイッチには、μsレベルまでのスイッチング速度、低偏光感度、可動部品なし、小さな挿入損失、高速応答、高積分、小さなクロストーク、小さな寸法などの明らかな利点があります。の上。強力な干渉防止能力、低駆動電圧、高安定性、シンプルで信頼性の高い回路設計の要件を満たすことができ、長期間連続して動作することができます。

 

マグネトスイッチの応用

磁気光スイッチは、高速全光通信ネットワーク、光通信用の光クロスコネクタ、さまざまな光路監視およびデータネットワーク、メンテナンスシステム、光ファイバセンサーシステム、光ファイバ測定システムで広く使用されています。光ファイバ通信システム、センサー検出分野、計器および計器分野、インテリジェント制御分野、国防産業で広く使用できます。

磁気光スイッチ

 

光磁気スイッチの動作原理と応用

マグネトスイッチの動作原理

磁気光学スイッチは、ファラデー磁気光学効果を利用した光スイッチです。入射偏光の偏光面に対する磁気光学結晶の効果は、外部磁場の変化によって変化し、光路スイッチングの効果を実現します。

 

従来のメカニカルオプティカルスイッチと比較して、マグネトオプティカルスイッチには、μsレベルまでのスイッチング速度、低偏光感度、可動部品なし、小さな挿入損失、高速応答、高積分、小さなクロストーク、小さな寸法などの明らかな利点があります。の上。強力な干渉防止能力、低駆動電圧、高安定性、シンプルで信頼性の高い回路設計の要件を満たすことができ、長期間連続して動作することができます。

 

マグネトスイッチの応用

磁気光スイッチは、高速全光通信ネットワーク、光通信用の光クロスコネクタ、さまざまな光路監視およびデータネットワーク、メンテナンスシステム、光ファイバセンサーシステム、光ファイバ測定システムで広く使用されています。光ファイバ通信システム、センサー検出分野、計器および計器分野、インテリジェント制御分野、国防産業で広く使用できます。

磁気光スイッチ

 

FBTスプリッタとPLCスプリッタの違い

光ファイバスプリッタは、FTTxおよびPONアーキテクチャの重要なコンポーネントであり、複数のユーザーが光ネットワークを共有できるようにします。最も一般的なタイプの光学スプリッターは、FBT(融合バイコニックテーパー)スプリッターとPLC(平面光波回路)スプリッターです。

 

PLCオプティックスプリッター

PLCスプリッターは、石英基板をベースにした統合導波路光パワー分配デバイスであり、小型、広い動作波長、高い信頼性、優れたスペクトル均一性を特長としており、特に受動光ネットワーク(EPON、BPON、GPONなど)の接続に適しています。ローカルエンドおよび端末機器と光信号分割を実現します。

PLCスプリッター



FBTオプティックスプリッター

ムで監視します。分割比が必要な基準に達したときに融合プロセスを終了し、一方の端を入力端子として(残りは切断された)光ファイバを保持し、もう一方の端を複数の出力端子として保持します。

FBTスプリッター

FBTスプリッタとPLCスプリッタの違い

PLCとFBTはサイズと外観が似ている場合があり、実際のアプリケーションに関しては多くの違いがあります。それらの違いを理解し、ネットワークに最適なものを選択することが重要です。

 

ファイバースプリッターは、鋼、光ファイバー、熱収縮チューブ、その他の一般的な材料でできています。これらの材料のコストは高くなく、デバイス製造技術は比較的単純であるため、FBT光スプリッターの価格は比較的安価です。 PLC光スプリッターの製造には半導体技術が含まれるため、より複雑でコストがかかります。

 

FBT光スプリッターは、850nm、1310nm、1550nmの3つの波長のみをサポートし、他の波長では機能しません。 PLC光スプリッターは、1260nm〜1650nmのより広い動作波長範囲をサポートします。

 

FBTファイバースプリッターの分割比は1:32に達する可能性がありますが、PLCファイバースプリッターの分割比は64に上昇する可能性があり、PLCファイバースプリッターの信頼性を高めることができます。より高度な技術に基づいて、PLCファイバースプリッターは光信号を均等に分割できます。

 

温度は、光デバイスの性能に影響を与える重要な要素です。したがって、良好な温度安定性は、機器の性能に重要な役割を果たします。 FBTスプリッターは-5℃から75℃で安定して動作し、PLCスプリッターは-40℃から85℃のより広い温度範囲で動作し、良好に動作します。

 

 

 


 

 

 

光ファイバスイッチのアプリケーション

光ファイバスイッチは、光ネットワークにおいて非常に重要な役割を果たします。これは、WDMネットワークの主要機器のスイッチングコアを形成するだけでなく、光ネットワークの主要コンポーネントでもあります。高速、高安定性、低クロストークなどの利点を備えた光スイッチは、有望なパッシブ光コンポーネントであり、主要な通信会社や機関の研究の焦点となっています。光スイッチの用途は非常に広く、さまざまな機能を備えています。

 

スイッチ機能の保護への応用

光スイッチは通常、ネットワーク障害の回復に使用されます。光ファイバの断線やその他の伝送障害が発生した場合、光スイッチを使用して遠回りの信号ルーティングを実装し、プライマリルートからスタンバイルートに切り替えます。この保護には通常、最も単純な1X2光スイッチのみが必要です。

1x2光スイッチ

 

ネットワーク監視におけるアプリケーション

リモート光ファイバテストポイントでは、複数の光ファイバが1xN光スイッチを介して光時間領域反射率計に接続され、すべての光ファイバが光スイッチを切り替えることによって監視されます。また、光スイッチを使用してネットワークアナライザを光ファイバー回線に挿入し、オンラインネットワーク解析を実現します。この種の光スイッチは、光ファイバーバイスのテストにも使用できます。

 

光デバイスのテストへの応用

測定対象の複数のデバイス光ファイバーで接続し、1xN光スイッチの各チャネル信号を監視することでデバイスをテストできます。

 

OADMおよびOXCでのアプリケーション

光アドドロップマルチプレクサ(OADM)は、主に環状MAN(Metropolitan Area Networks)で使用され、電解多重化または多重化プロセスなしで、単一波長および複数波長が光路を自由に上下できるようにします。光スイッチで実装されたOADMは、ソフトウェアによって任意の波長で動的に制御できるため、ネットワーク構成の柔軟性が大幅に向上します。光クロスコネクション(OXC)は、主にコア光ネットワークのクロス接続、光ネットワークの障害保護、動的光パス管理、新しいサービスの柔軟な追加などに使用される光スイッチマトリックスで構成されます。

光ファイバースイッチ

 

機械的光スイッチ対MEMS光スイッチ

光ファイバ通信システムでは光スイッチ(os)が主に光信号の物理的スイッチングや光路における他の論理演算を実現するために用いられ,光路を切り替える光クロスコネクション(oxc)技術のキーデバイスとして使用されることが多い。

 

光スイッチには1つまたは複数の選択可能な伝送ウィンドウがあり、2 x 2、1 x N、M x Nなどのさまざまなポート構成に分割できます。光スイッチは、機械を含むさまざまな実装技術を備えた光ファイバ通信システムで広く使用されています。光スイッチ、熱光スイッチ、音響光スイッチ、電気光スイッチ、磁気光スイッチ、液晶光スイッチ、MEMS光スイッチなど。現在、機械式光スイッチとMEMS光スイッチの2つが広く使用されています。

メカニカル光スイッチ

カニカル光スイッチ

カニカル光スイッチとは

机械装置用い光ファイバ物理物理的移动させること机械机械的的光光スイッチスイッチスイッチスイッチののの働きプリズムまたはまたは方向方向性性性结合结合结合器器ををを动かす动かすことことことによってによってによってによってによって,,,,光光光主要なタイプがある:1つは、プリズム技术を使用して光路を切り替えるには、别の反射ミラー技术をしている、第三は、光ファイバをするこ。

 

MEMS光スイッチとは

MEMS光スイッチは,光マイクロミラー光マイクロミラー用い光路を変化ささせせmems memsマイクロミラーマイクロミラーマイクロミラーマイクロミラーが気力またはによって移动移动または変化変化変化しし,入力光が光光スイッチ异なる出力出力端ににに

 

光のに伴い伴い伴い伴い光ネットワークノードとしての光接続接続と光光スイッチングスイッチングスイッチングスイッチングのの状态ますますます重要重要にになりなりなスイッチング速度および容易な拡大の利点を有し、また、低插入损失、低クロストーク、低PDL、高消光比むむの机械的光スイッチの利を特徴とする。高容量光展开ネットワークスッチンる。はmemsス光ボがなるなる。

MEMS光スイッチとは