Como alocar independentemente sinais de diferentes comprimentos de onda em uma única fibra óptica?
Em engenharia de comunicação óptica e sensoriamento por fibra óptica, a atribuição e transmissão independentes de sinais de diferentes comprimentos de onda em uma única fibra dependem principalmente das características físicas e da combinação em nível de sistema da Tecnologia de Divisão de Comprimento de Onda (WDM) e Divisores Ópticos (Splitters).
Um, Princípios Físicos e de Engenharia Essenciais
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Tecnologia de Divisão de Comprimento de Onda (WDM, Wavelength Division Multiplexing)
A tecnologia WDM é a técnica de transmitir múltiplos sinais ópticos de diferentes comprimentos de onda simultaneamente em uma única fibra. O princípio físico básico é que luzes de diferentes comprimentos de onda não interferem umas com as outras durante a transmissão em uma fibra óptica.- Multiplexação (Agrupamento): Na extremidade transmissora, um multiplexador é usado para combinar múltiplos sinais de diferentes comprimentos de onda de trabalho (por exemplo, \lambda_1, \lambda_2, \dots, \lambda_n ) e enviá-los para transmissão em uma única fibra de modo único.
- Demultiplexação (Divisão): Na extremidade receptora, um demultiplexador é usado para separar fisicamente os sinais de comprimento de onda mistos e direcioná-los com precisão para as portas de recepção ou detectores correspondentes, alcançando assim canais logicamente independentes.
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Divisor de Fibra Óptica (Optical Fiber Splitter)
Um divisor de fibra óptica é usado principalmente para a distribuição física de potência óptica. Ele divide a energia da luz em uma fibra em múltiplas fibras de ramificação em uma proporção (por exemplo, 1:2 , 1:4 , 1:N ), ou combina a energia de múltiplas fibras de volta em uma fibra principal. O próprio divisor não tem seletividade de comprimento de onda; a luz de todos os comprimentos de onda é dividida proporcionalmente. -
Modos de Aplicação Combinada dos Dois
- Redes de Comunicação (por exemplo, PON): O WDM é responsável por distinguir os comprimentos de onda de serviço (por exemplo, 1490\text{ nm} para downlink, 1310\text{ nm} para uplink, 1550\text{ nm} para CATV), enquanto o divisor na rede de acesso transmite o sinal óptico misto para cada cliente.
- Redes de Sensores de Fibra de Grade de Bragg (FBG): Em grandes projetos de sensoriamento por fibra óptica, divisores de fibra óptica são frequentemente combinados com design de comprimento de onda. Um divisor de fibra óptica é usado para estender um canal físico de um interrogador para múltiplos ramos, e sensores operando em diferentes comprimentos de onda de reflexão são implantados em cada ramo (por exemplo, um FBG com \lambda_1 = 1530\text{ nm} no ramo A e um FBG com \lambda_2 = 1540\text{ nm} no ramo B). O sinal misto retornado é então demodulado independentemente e sem interferência para a quantidade física do sensor (por exemplo, temperatura, deformação) através do módulo de seleção de comprimento de onda (demodulação de divisão de comprimento de onda) dentro do interrogador.
Dois, Produtos e Implementações Técnicas OFSCN® Oficiais
Na linha de produtos principais da Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®), fornecemos dispositivos de fibra óptica de nível industrial e sistemas de interrogador projetados especificamente para esses tipos de sistemas:
1. OFSCN® Optical Fiber Splitter | Divisor de Fibra Óptica
Este produto é o componente central para alcançar a expansão de canal físico e é especialmente usado em grandes projetos para complementar os interrogadores de fibra de grade de Bragg.
- Princípio de Operação: Expande fisicamente um canal físico de um interrogador de fibra de grade de Bragg OFSCN® em dois ou mais (logicamente, ainda um canal), reduzindo assim o custo por canal do sistema pela metade.
- Especificações de Design de Comprimento de Onda: Como o divisor em si não possui função de filtragem de comprimento de onda, os sinais ópticos refletidos de múltiplos caminhos se sobrepõem no divisor. Portanto, ao usar este esquema, o design rigoroso do comprimento de onda é essencial para garantir que todos os sensores FBG em um mesmo canal tenham intervalos de comprimento de onda de trabalho completamente não sobrepostos.
- Principais Parâmetros de Desempenho:
- Especificações comuns: Divisor 16x32, divisor 8x16, divisor 4x8, divisor 32x64, etc.
2. OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator | Interrogador de Fibra de Grade de Bragg
O equipamento central de demodulação de divisão de comprimento de onda que complementa o divisor acima, com alta precisão na identificação de comprimento de onda e capacidade de análise de dados.
- Principais Parâmetros de Desempenho:
- Faixa de comprimento de onda padrão: 1525\text{ nm} a 1565\text{ nm} , ou 1528\text{ nm} a 1568\text{ nm} (faixa de comprimento de onda personalizável);
- Número de canais: 4 canais, 8 canais, 16 canais, 32 canais personalizáveis;
- Taxa de amostragem: 10Hz, 50Hz, 100Hz opcionais (suporta redução da taxa de amostragem de alta para baixa através do software do interrogador, mínima de 1Hz);
- Resolução de comprimento de onda: 1pm ou 0.1pm padrão.
Ao combinar a capacidade de divisão física do OFSCN® Optical Fiber Splitter com a capacidade de demodulação de endereçamento de comprimento de onda do OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator, a eficiência de uso de uma única fibra e um único equipamento de interrogador pode ser maximizada, garantindo ao mesmo tempo a independência absoluta e a não interferência mútua dos sinais.