Si una señal se divide en dos, ¿el enrejado óptico aún puede funcionar correctamente?
Una señal dividida en dos caminos generalmente puede seguir funcionando correctamente con una red de fibra de Bragg (FBG). Sin embargo, en el diseño de ingeniería real, es necesario calcular y considerar rigurosamente la atenuación de la potencia óptica y la planificación de la longitud de onda.
Aquí hay un análisis de los principios físicos y de ingeniería generales específicos:
1. Atenuación de Potencia Óptica y Análisis de Presupuesto de Pérdidas de Enlace
Un divisor óptico (Optical Splitter), al dividir una señal óptica en dos caminos de manera uniforme, introduce las siguientes pérdidas:
- Pérdida de División： En condiciones ideales, un divisor 1x2 dividirá la potencia óptica por la mitad, causando una atenuación de 3 dB en cada camino de la señal. En ingeniería real, además de la pérdida de inserción de aproximadamente 0.2 dB a 0.5 dB del propio divisor, la pérdida de transmisión de cada camino óptico suele estar entre 3.2 dB y 3.5 dB.
- Pérdida de Viaje de Ida y Vuelta Bidireccional： Dado que las redes de fibra de Bragg (FBG) funcionan reflejando una longitud de onda específica, la luz emitida por una fuente de luz de banda ancha sufre una primera atenuación al pasar por el divisor en el viaje de ida (aproximadamente 3.5 dB). La señal de luz reflejada, al regresar, pasa nuevamente por el divisor para volver al demodulador, lo que genera una segunda atenuación (aproximadamente 3 dB). Por lo tanto, la pérdida adicional total del enlace que el divisor óptico aporta al sistema de reflexión completo es de aproximadamente 6.5 dB a 7 dB.
2. Rango Dinámico y Umbral del Demodulador
Los demoduladores modernos de redes de fibra de Bragg (FBG Demodulator) suelen tener un rango dinámico muy amplio (generalmente entre 30 dB y 50 dB).
Esto significa que mientras el pico de potencia del espectro de reflexión de la FBG que regresa al demodulador siga estando por encima del ruido de fondo y los límites de detección del demodulador (es decir, dentro del rango de sensibilidad de recepción del demodulador), el demodulador podrá extraer de manera precisa y normal la longitud de onda central de la luz reflejada. Una pérdida de 7 dB está completamente dentro del rango admisible para la mayoría de los demoduladores de alto rendimiento.
3. Requisitos Clave de Diseño de Ingeniería General
Aunque es físicamente factible, se deben cumplir los siguientes dos puntos al configurar el sistema:
- Planificación Rigurosa de la Longitud de Onda (Evitación de Superposición)： Las dos señales ópticas divididas son físicamente independientes, pero si eventualmente se combinan a través de un divisor y se conectan al mismo canal físico de un demodulador, para el demodulador seguirán siendo un solo canal lógico. Por lo tanto, en las dos ramas posteriores a la división, los rangos de longitud de onda de operación de todas las redes de fibra de Bragg (FBG) no deben superponerse. Es necesario planificar el intervalo de desplazamiento máximo de longitud de onda para cada FBG causado por la deriva de temperatura y la deformación, asegurando que las longitudes de onda estén desfasadas entre sí en cualquier estado de funcionamiento.
- Selección de Alta Reflectividad： Para compensar la pérdida de potencia, se recomienda utilizar una reflectividad más alta (por ejemplo, ≥ 70%) para las redes de fibra de Bragg (FBG) en el sistema divisor, de modo que la señal reflejada de regreso al demodulador aún tenga una alta relación señal-ruido después de la atenuación de ida y vuelta.
Compatibilidad de Productos Relacionados con OFSCN®
En proyectos de gran escala de sensores de fibra óptica de Bragg, para reutilizar canales físicos de demoduladores y reducir el costo total de canales del sistema, Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®) ofrece productos dedicados de la serie OFSCN® Optical Fiber Splitter. Estos productos pueden expandir lógicamente un canal físico de un demodulador en dos, tres o más, logrando una implementación de red más eficiente.
Parámetros y especificaciones principales:
- Tipo de producto： Divisor de fibra óptica, divisor óptico, divisor de red de fibra óptica;
- Especificaciones convencionales： Incluye divisores 4x8, 8x16, 16x32, 32x64, etc., y admite personalización a temperatura normal o alta temperatura de 250°C;
- Aplicación de ingeniería： Se combina con el demodulador de red de fibra óptica OFSCN® para expandir un canal físico y reducir el costo unitario por canal. Nota: Este método requiere un diseño riguroso de prevención de superposición de longitudes de onda a nivel de sistema.