Accoppiatori e separatori selettivi di lunghezza d'onda
Gli accoppiatori selettivi di lunghezza d'onda (o splitter) vengono utilizzati per combinare o dividere la luce di diverse lunghezze d'onda con perdita minima. La luce di due diverse lunghezze d'onda su diverse fibre di input può essere unita (combinata) sulla stessa fibra di output. Nella direzione inversa, la luce di due diverse lunghezze d'onda sulla stessa fibra può essere divisa in modo tale che una lunghezza d'onda vada su una fibra di uscita e l'altra lunghezza d'onda venga emessa sull'altra fibra di uscita. Il processo può essere eseguito con una perdita minima.
Poiché la lunghezza dell'accoppiamento dipende dalla lunghezza d'onda, lo spostamento di potenza tra le due guide d'onda parallele avverrà in punti diversi lungo l'accoppiatore per lunghezze d'onda diverse. Tutto quello che dobbiamo fare è scegliere attentamente la lunghezza del giunto e possiamo organizzare la combinazione di lunghezza d'onda senza perdita o divisione. Queste funzioni sono mostrate nella figura seguente. Il grafico del trasferimento di potenza mostra come l'input di potenza su una delle fibre si sposta avanti e indietro tra le due guide d'onda. Il periodo di spostamento è diverso per le due diverse lunghezze d'onda. Quindi nella sezione sinistra del diagramma (che combina le lunghezze d'onda) ci sarà un posto lungo l'accoppiatore in cui tutta la luce è in una sola guida d'onda. Se realizziamo l'accoppiatore esattamente di questa lunghezza, i segnali sono stati combinati. Sul lato destro del diagramma viene mostrato il processo inverso in cui due diverse lunghezze d'onda arrivano sulla stessa fibra di input. In un particolare punto lungo l'accoppiatore le lunghezze d'onda saranno in diverse guide d'onda, quindi se facciamo questa lunghezza di accoppiamento, abbiamo separato esattamente le lunghezze d'onda. In effetti entrambi i processi sopra descritti vengono eseguiti nello stesso accoppiatore: il processo è bidirezionale (BiDi). Pertanto l'accoppiatore a sinistra può operare nella direzione opposta e diventare uno splitter e lo splitter a destra può operare nella direzione opposta e diventare un accoppiatore (combinatore). Si noti che ciascun accoppiatore o splitter deve essere progettato per le lunghezze d'onda particolari da utilizzare.
Dispositivi commerciali di questo tipo sono comunemente disponibili e sono molto efficienti. La perdita di inserzione indicata è in genere compresa tra 1,2 e 1,5 dB e la separazione dei canali è indicata come migliore di 40 dB. Gli accoppiatori o gli splitter di "lunghezza d'onda appiattita" di questo tipo operano su una banda abbastanza ampia di lunghezze d'onda. Ciò significa che un determinato dispositivo può consentire l'ingresso su una gamma di lunghezze d'onda nella banda 1310 nm fino a 50 nm di larghezza e una gamma di lunghezze d'onda nella banda 1550 nm anche fino a 50 nm di larghezza.
Potenza assorbita da un EDFA
Sul lato sinistro della figura vediamo un esempio di accoppiamento di due diverse lunghezze d'onda nella stessa fibra di uscita. All'ingresso di un EDFA si desidera mescolare la luce di segnale in ingresso (basso livello) con la luce (alto livello) dalla pompa. In genere la luce del segnale sarà di circa 1550 nm e la pompa sarà di 980 nm. In questo caso è possibile scegliere una lunghezza di accoppiamento tale che il 100% della luce di segnalazione e il 100% della luce della pompa lasciano sulla stessa fibra. Un grande vantaggio di ciò è che in questo processo c'è una perdita minima di potenza del segnale.
Suddivisione delle lunghezze d'onda per i sistemi CWDM
Sul lato destro della figura mostriamo un esempio di demultiplexing CWDM. Un flusso di lunghezze d'onda miste con un segnale in ciascuna delle bande 1300 e 1550 nm è separato nelle sue lunghezze d'onda a due componenti. Un sistema CWDM come questo potrebbe essere utilizzato in un sistema per la distribuzione di CATV e servizi VOD avanzati alle persone nelle loro case. Un flusso di segnale potrebbe essere portato a 1310 nm e l'altro a 1550 nm. Qui viene mostrato un accoppiatore risonante che funziona come uno splitter che separa le due lunghezze d'onda. Si noti che uno splitter identico potrebbe anche essere usato per combinare le due lunghezze d'onda con perdite molto ridotte.
Aggiunta del canale di gestione nei sistemi DWDM
Nei sistemi DWDM in cui molti canali sono trasportati nella banda 1550 nm, è spesso necessario trasportare un ulteriore canale a velocità relativamente bassa a fini di gestione. Un modo conveniente per farlo è inviare le informazioni di gestione nella banda 1310 nm e il flusso DWDM misto nella banda 1550. Gli accoppiatori selettivi di lunghezza d'onda sono comunemente usati per questo scopo. Un segnale di gestione (una singola lunghezza d'onda) nella banda 1310 è accoppiato su una fibra che trasporta molte lunghezze d'onda tra 1540 nm e 1560 nm. Un altro dispositivo simile (splitter selettivo in lunghezza d'onda) viene utilizzato per separare i segnali all'altra estremità del collegamento.