بخشی از مقاله
چکیده
توری براگ تار نوری ازجمله وسایل اپتیکی بوده که در تجهیزات و مخابرات نوری کاربرد فروانی دارند. اعمال اثر چیرپ بر ساختارهای توری براگ تار نوری قابلیت این ابزارها را چند برابرکرده است. توریهای براگ چیرپ شده کاربرد زیادی دارند در حسگرها، فیلترهای نوری، لیزرها، به ویژه توری براگ با چیرپ خطی که جایگاه ویژهای در مخابرات نوری و جبران پاشندگی دارد. با توجه به این کاربرد توریها، هدف این پژوهش استفاده از توریهای براگ چیرپ شده تار نوری در کنترل پاشندگی در مدارهای FTTH است در این پژوهش میزان تلفات الحاقی مطالعه و تاثیر اثرات غیر خطی و در نهایت تغییرات پاشندگی با استفاده از توری براگ تار نوری در طولهای مختلف فیبر در سیستم طراحی شده تحلیل شده است. . با استفاده از نرم افزار Optisystem و بر اساس پارامترهای مختلف تحلیل شده و تمامی نتایج شبیهسازی و نمودارها مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است.
واژهها: توری براگ تار نوری، چیرپ ، جبران سازهای پاشندگی، .FTTH
-1 مقدمه
افزایش روز افزون تقاضا برای سرعتهای بالا تر در شبکههای مخابراتی و استفاده از پهنای باند بیشتر و بهینه سازی کیفیت کانالهای مورد استفاده در این میان سامانههای مخابرات نوری به دلیل ویژگی مطلوبشان به عنوان فناوری اصلی در زیر ساخت شبکه های مخابراتی مطرح می باشد. مالتی پلکس کردن یا همان تسهیم طول موج گونهای دیگر از فناوری در مخابرات نوری است که چندین سیگنال مدوله شده روی فرکانس حامل نوری را بر روی یک فیبر نوری مالتی پلکس می کند. این کار با استفاده از طول موج ها روی یک فیبر و به صورت همزمان ارسال می شوند.این کار ظرفیت فیبر را جهت ارسال اطلاعات چند برابر می کند.
همچنین ارسال دوسویه - دوطرفه - اطلاعات از دو سر یک فیبر را نیز فراهم می کند. چنین روشی در مخابرات رادیویی بنام مالتی پلکس کردن بر اساس فرکانس - FDM1 - شناخته شده اما در مخابرت نوری به نام FTTHشناخته می شود.[2]و این سیستم بر اساس توانایی فیبر نوری برای انتقال از طول موجهای مختلف نور،رنگ، و به صورت هم زمان بدون اینکه با هم تداخلی داشته باشند مورد استفاده قرار می گیرند. بر این اساس سامانه های مخابرات فیبر نوری با گسترش فرا گیر خود از سال 1980تحولی عظیم در فناوری مخابرات دور برد پدید آورده اند چنین سامانه هایی از نور به عنوان حامل و از فیبرهای نوری به عنوان محیط انتقال داده بهره می برند.
مزایای فراوان فیبر های نوری به عنوان محیط انتقال مخابراتی از قبیل ظرفیت بسیار بالا ،تلفات انتقال ناچیز، اندازه کوچک ووزن کم وسبک مصونیت در برابر تداخلات الکترومغناطیسی، امنیت در ارسال داده، منابع غنی و هزینه کم از یک سو و پیشرفت و تکامل تکنولوژی ساخت ادوات نوری2 و سامانههای فیبر نوری از سوی دیگر، منجر به گسترش تحقیق و کاربرد سامانههای مخابرات فیبر نوری در سامانه های FTTH در دهه اخیر شده است.فیبرهای توری براگ ابزار های بسیار قدرتمند در زمینه هدایت و کنترل تمام پالسهای نوری هستند. این ابزارها به طور گسترده در سیستم های مخابرات فیبر نوری و همچنین انواع سنسورها، حس گرهای نوری، مورد استفاده قرار می گیرند. و امروزه مورد توجه تمام محققان شبکه های نوری است.[8]
این نوع فیبر ها برای اولین بار در مرکز تحقیقات ارتباطا ت اتاوا کانادا در سال 1978 توسط شخصی به نام اقای کن هیل3 مطرح شد.این موضوع هنگامی به صورت برجسته مورد توجه قرار گرفت که تحقیقات نشان داد بازتاب نور تابیده شده به داخل یک فیبر نوری تابعی از زمان است و هر چه زمان تابش بیشتر شود نور بیشتری بازتاب خواهد شد.توری براگ فیبر نوری قسمتی از یک فیبر رایج تک مد چند سانتی متری، با تغییر دوره ای شاخص شکست هسته در امتداد محور فیبر می باشد. که به شکل یک توری در آمده و طول موجهایی که انتخابی نیستند بدون تضعیف4 یا با تضعیف ناچیزی عبور می دهد.
-2 توری های براگ فیبری چیرپ - chirp -
چیرپ در لغت به معنای صدای پرندگان است اما در مفهوم به معنی تغییرات فرکانسی از کم به زیاد و یا عکس آن است. توری براگ های چیرپ شده از جمله المانهای مهم مخابرات نوری بوده و دارای کاربردهای گسترده ای از جمله لیزرها، فیلترها، و حسگرهای نوری است. چیرپ در توریها ممکن است شکلهای مختلفی داشته باشد دوره تناوب آنها ممکن است حول یک نقطه در وسط توری به صورت متقارن افزایش یا کاهش داشته باشد. روش های متفاوتی برای تولید توری های چیرپ شده وجود دارد. نوشتن توری یکنواخت در یک فیبرباریک شده ،کشیدن فیبر پس از ساختن توری در فیبر و استفاده از چیرپ پلهای - سری کردن تعداد توری با طول کوتاه که با دوره متناوب متفاوت دارند - از جمله روش های ساخت می باشند یک روش ساده برای توری های چیرپ، خم کردن فیبر مطابق شکل زیر است .[22]
چیرپ ممکن است خطی باشد که در توری هایی که دوره تناوب آنها در امتداد طول شان یکنواخت نیست چیرپ شده شناخته میشوند چیرپ در توری ها ممکن است شکل های مختلفی داشته باشد دوره تناوب آنها ممکن است حول یک نقطه دروسط توری به صورت متقارن افزایش یا کاهش داشته باشد. [24]در این صورت دوره تناوب به صورت خطی با طول توری تغییرمی کنددر این مقاله تقویت پاشندگی با استفاده از توری براگ فیبر در طول های مختلف فیبردر مدار طراحی شده، تحلیل شده است. سیستم انتقال شبیه سازی شده با استفاده از شبیه ساز Optisystem و بر اساس پارامترهای مختلف تحلیل شده است .
-1-2 سامانه طراحی شده باتغییرات توری براگ چیرپ
در این پژوهش به بررسی و بحث شبیه سازی، انتقال نوری در شبکه های FTTH با استفاده از توری براگ چیرپ در کنترل پاشندگی می پردازیم.دیود لیزر - cw - برای ایجاد سیگنال های نوری استفاده می شود و سیگنال های ورودی با طول موج 1550nmو قدرت ورودی ورودی 5dBm را تامین می کند. تقویت نوری - - EDFA باید بر اتلاف فیبر غلبه کندو سیگنال را تقویت میکند. مدولاتورهای نوری - -Match - Zender برای کنترل دامنه خروجی یا فاز موج نوری که از این دستگاه می گذرد استفاده می شود.
-2-2سامانه طراحی شده توری براگ چیرپ و روش پیشنهادی
مداری به صورت زیر شامل cwلیزر و مدولاتور ماخ زندرو تولید کننده پالس NRZو فیبرنوری به عنوان اجزای اصلی مدار طراحی کردیم.طراحی سامانه شکل 4 با همان پارامترها بوده که در جدول1وجدول 2 آمده، نتایج نموداری و جدول داده ها به صورت زیر است :ما دراین طراحی سامانه به این نتیجه رسیدیم که با افزایش طول توری توان افزایش می یابد و پالس پهن تر می شود و مناسب ترین مقدار برای طول توری 6mm را انتخاب کردیم که این هم از راه خطا و ازمایش بدست آمده، از دیگر پارامتر های اثر گذار apodization است و پارامتر مناسب مربوط به این سامانه ، تابع tanh، با مقدار 5 است.و اکنون در جدول - - 3 نتایج شبیه سازی شده نوشته شده است :
