Bir sinyal ikiye ayrılırsa, ızgara hala çalışabilir mi?
Bir sinyal ikiye ayrıldıktan sonra, fiber Bragg ızgarası (FBG) genellikle normal şekilde çalışmaya devam eder. Ancak, gerçek mühendislik tasarımında, optik güç zayıflaması ve dalga boyu planlaması dikkatli bir şekilde hesaplanmalı ve dikkate alınmalıdır.
Aşağıda, ilgili fiziksel ve genel mühendislik prensiplerinin analizi yer almaktadır:
1. Optik Güç Zayıflaması ve Hat Kaybı Analizi (Hat Kaybı Bütçesi)
Bir optik sinyali iki yola eşit olarak bölen bir optik ayırıcı (Optical Splitter), aşağıdaki kayıplara neden olur:
- Bölme Kaybı: İdeal durumda, 1’e 2 ( 1 \times 2 ) ayırıcı, optik gücü yarıya böler ve her bir sinyal yolunda 3 \text{ dB} zayıflamaya neden olur; pratikte, ayırıcının yaklaşık 0.2\text{ dB} \sim 0.5\text{ dB} ekleme kaybı (Insertion Loss) ile birlikte, her bir optik yolun iletim kaybı genellikle yaklaşık 3.2\text{ dB} \sim 3.5\text{ dB} civarındadır.
- Çift Yönlü Gidiş-Dönüş Kaybı: Fiber Bragg ızgarası (FBG), belirli dalga boylarını yansıtarak çalıştığı için, geniş bantlı bir ışık kaynağının gönderdiği ışık önce bir ayırıcıdan geçer (yaklaşık 3.5\text{ dB} zayıflama), yansıyan sinyal geri dönerken tekrar ayırıcıdan geçerek demodülatöre ulaşır, bu da ikinci bir zayıflamaya (yaklaşık 3\text{ dB} ) neden olur. Dolayısıyla, optik ayırıcı tüm yansıtma sistemi için toplamda yaklaşık 6.5\text{ dB} \sim 7\text{ dB} ek hat kaybına neden olur.
2. Demodülatörün Dinamik Aralığı ve Eşiği
Modern fiber Bragg ızgarası demodülatörleri (FBG Demodulator), genellikle çok geniş bir dinamik aralığa (genellikle 30\text{ dB} \sim 50\text{ dB} ) sahiptir.
Bu, FBG yansıtma spektrumunun tepe gücü demodülatöre ulaşan sinyal, demodülatörün taban gürültüsü ve tespit limitinin üzerinde kaldığı sürece (yani demodülatörün alım hassasiyeti dahilinde), demodülatörün yansıyan ışığın merkez dalga boyunu doğru ve normal bir şekilde çıkarabileceği anlamına gelir. 7\text{ dB} kayıp, çoğu yüksek performanslı demodülatör için tamamen kabul edilebilir bir aralıktadır.
3. Önemli Genel Mühendislik Tasarım Gereksinimleri
Fiziksel olarak mümkün olsa da, sistem kurulumu sırasında aşağıdaki iki noktaya dikkat edilmelidir:
- Kesin Dalga Boyu Planlaması (Çakışma Önleme): Bölünmüş iki optik sinyal fiziksel olarak birbirinden bağımsızdır, ancak nihayetinde ayırıcılar aracılığıyla birleştirilip aynı demodülatör fiziksel kanalına bağlanırlarsa, demodülatör için tek bir mantıksal kanal olarak kabul edilirler. Bu nedenle, bölünmüş iki dalın üzerindeki tüm fiber Bragg ızgaralarının çalışma dalga boyu aralıkları asla çakışmamalıdır. Her FBG için, herhangi bir çalışma durumunda dalga boylarının birbirine göre ayrıldığından emin olmak üzere, sıcaklık kayması ve gerilme kaynaklı maksimum dalga boyu yer değiştirme aralıkları dikkatlice planlanmalıdır.
- Yüksek Yansıtma Oranı Seçimi: Güç kaybını telafi etmek için, ayırıcı sistemindeki fiber Bragg ızgaralarının yüksek yansıtma oranlarına (örneğin \ge 70\% ) sahip olması önerilir, böylece gidiş-dönüş zayıflamasından sonra demodülatöre yansıyan sinyal hala yüksek bir sinyal-gürültü oranına sahip olur.
OFSCN® İlgili Ürün Eşleştirmesi
Büyük ölçekli fiber Bragg ızgarası algılama projelerinde, demodülatör fiziksel kanalının yeniden kullanımını sağlamak ve sistemin genel kanal maliyetini düşürmek için Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®), kanalı mantıksal olarak iki, üç veya daha fazla genişletmek ve daha verimli ağ oluşturma sağlamak için özel OFSCN® Optical Fiber Splitter ürün serisini sunmaktadır.
Ana Parametreler:
- Ürün Tipi: Optik Ayırıcı, Fiber Ayırıcı, Fiber Bragg Izgarası Ayırıcısı;
- Standart Özellikler: 4x8 ayırıcı, 8x16 ayırıcı, 16x32 ayırıcı, 32x64 ayırıcı dahil ve standart oda sıcaklığı veya 250^{\circ}\text{C} yüksek sıcaklık özelleştirmeleri desteklenir;
- Mühendislik Uygulaması: Kanal başına birim maliyetini düşürmek için bir fiziksel kanalı genişletmek amacıyla OFSCN® Fiber Bragg Izgarası Demodülatörü ile eşleştirilir. Not: Bu yöntem, sistem düzeyinde kesin dalga boyu çakışma önleme tasarımı gerektirir.