Comment attribuer indépendamment des signaux de différentes longueurs d’onde sur une seule fibre optique ?
Dans les domaines de la communication par fibre optique et de l’ingénierie de détection par fibre optique, la réalisation d’une allocation et d’une transmission indépendantes de signaux de différentes longueurs d’onde sur une seule fibre repose principalement sur les caractéristiques physiques de la technologie de multiplexage en longueur d’onde (WDM) et des diviseurs de faisceau optique (Splitter), ainsi que sur leur combinaison au niveau du système.
I. Principes physiques et d’ingénierie fondamentaux
-
Technologie de multiplexage en longueur d’onde (WDM, Wavelength Division Multiplexing)
La technologie WDM est une technique permettant de transmettre simultanément plusieurs signaux lumineux de différentes longueurs d’onde dans une seule fibre optique. Son principe physique fondamental est que différentes longueurs d’onde de lumière se transmettent dans la fibre sans interférence mutuelle.- Multiplexage (Combinaison) : À l’extrémité d’émission, un multiplexeur combine plusieurs signaux de différentes longueurs d’onde de fonctionnement (par exemple, \lambda_1, \lambda_2, \dots, \lambda_n ) et les achemine dans une seule fibre optique monomode pour la transmission.
- Démultiplexage (Séparation) : À l’extrémité de réception, un démultiplexeur sépare physiquement les signaux de longueurs d’onde mélangées et les dirige précisément vers les ports de réception ou les détecteurs correspondants, réalisant ainsi des canaux logiquement indépendants.
-
Diviseur de faisceau optique (Optical Fiber Splitter)
Un diviseur de faisceau réalise principalement la distribution physique de la puissance optique. Il divise l’énergie lumineuse d’une fibre optique en plusieurs fibres de branche selon un rapport proportionnel (par exemple, 1:2 , 1:4 , 1:N ) ou rassemble l’énergie de plusieurs fibres dans une fibre principale. Le diviseur de faisceau lui-même n’a pas de sélectivité de longueur d’onde ; toutes les longueurs d’onde de lumière sont divisées proportionnellement. -
Application combinée des deux
- Réseaux de communication (par exemple, PON) : Le WDM est responsable de la distinction des longueurs d’onde de service (par exemple, 1490 \text{ nm} en aval, 1310 \text{ nm} en amont, 1550 \text{ nm} pour la CATV), tandis que le diviseur de faisceau, dans le réseau d’accès, diffuse le signal optique mélangé à chaque extrémité utilisateur.
- Réseaux de capteurs à réseau de Bragg en fibre (FBG) : Dans les projets de détection à fibre optique à grande échelle, les diviseurs de faisceau optique sont généralement associés à une conception de longueur d’onde. Le diviseur de faisceau étend un canal physique du démodulateur en plusieurs branches, et des capteurs fonctionnant à différentes longueurs d’onde de réflexion (par exemple, le branchement A déploie des FBG à \lambda_1 = 1530 \text{ nm} , le branchement B déploie des FBG à \lambda_2 = 1540 \text{ nm} ) sont déployés sur chaque branche. Le signal mélangé renvoyé est démodulé de manière indépendante et sans interférence en fonction de la quantité physique (par exemple, température, déformation) de chaque capteur grâce au module de sélection de longueur d’onde (démodulation par répartition spectrale) à l’intérieur du démodulateur.
II. Produits et réalisations techniques OFSCN® officiels
Dans la gamme de produits principaux de Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®), des dispositifs à fibre optique et des systèmes de démodulation industriels sont proposés pour ces types de systèmes :
1. OFSCN® Optical Fiber Splitter | Diviseur de faisceau optique
Ce produit est le dispositif clé pour réaliser l’extension de canaux physiques, spécialement utilisé pour compléter les démodulateurs de réseau de Bragg en fibre dans les grands projets.
- Principe de fonctionnement : Il étend physiquement un canal physique du démodulateur de réseau de Bragg en fibre OFSCN® en deux ou plusieurs canaux (logiquement, il reste un seul canal), réduisant ainsi considérablement le coût unitaire des canaux du système.
- Spécifications de conception de la longueur d’onde : Étant donné que le diviseur de faisceau n’a pas de fonction de filtrage de longueur d’onde, les signaux lumineux réfléchis de plusieurs voies se superposent dans le diviseur de faisceau. Par conséquent, lors de l’utilisation de cette solution, une conception rigoureuse de la longueur d’onde est indispensable pour garantir que tous les capteurs FBG sous le même canal aient des intervalles de longueur d’onde de fonctionnement complètement distincts.
- Principaux paramètres :
- Spécifications courantes : diviseurs 16x32, 8x16, 4x8, 32x64, etc.
2. OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator | Démodulateur de réseau de Bragg en fibre
L’équipement de démodulation par répartition spectrale essentiel, associé aux diviseurs de faisceau mentionnés ci-dessus, doté d’une capacité de reconnaissance de longueur d’onde et d’analyse de données de haute précision.
- Principaux paramètres :
- Plage de longueurs d’onde par défaut : 1525 \text{ nm} à 1565 \text{ nm} , ou 1528 \text{ nm} à 1568 \text{ nm} (plage de longueurs d’onde personnalisable) ;
- Nombre de canaux : 4, 8, 16, 32 canaux personnalisables ;
- Fréquence d’échantillonnage : 10 Hz, 50 Hz, 100 Hz en option (supporte la réduction de la fréquence d’échantillonnage de haute à basse via le logiciel du démodulateur, jusqu’à 1 Hz) ;
- Résolution de longueur d’onde : par défaut 1 pm ou 0.1 pm.
En combinant la capacité de répartition physique du OFSCN® Optical Fiber Splitter avec la capacité de démodulation par adressage en longueur d’onde du OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator, l’efficacité d’utilisation d’une seule fibre et d’un seul équipement de démodulation peut être maximisée, tout en garantissant l’indépendance absolue et la non-interférence des signaux.