|
Компоненты ВОЛС компании "Afonics Fibreoptics". Часть 2
Обзор компонентов английской компании "Afonics Fibreoptics Limited", начатый с простых излучающих и приёмных оптических элементов, продолжим описанием более сложных устройств, предназначенных для уплотнения передаваемых по кабелям оптических сигналов, устройств преобразования электрических сигналов в световые и модулей преобразования последовательного интерфейса в параллельный.
Устройства мультиплексирования оптических сигналов
Высокая пропускная способность канала оптической связи может быть достигнута за счёт одновременной передачи по одному световоду излучений с различной длиной волны. Этот принцип называют мультиплексированием на базе использования разных длин волн - wavelength division multiplexing (WDM). Применяя его на практике, учитывают неодинаковость затухания оптического излучения в материале световода для различных длин волн. Разумеется, наиболее эффективное использование световода достигается за счёт передачи сигналов в "окнах прозрачности" волокна. На рис. 1, для примера, показана спектральная зависимость затухания волны в пластиковом кабеле. Видно, что в этом веществе наименьшие потери соответствуют длинам волн ? = 570 нм и 650 нм. А у большинства стеклянных кабелей - наилучшее пропускание на волнах 850, 1300 и 1550 нм, при этом величина затухания достигает 0,02 дБ/км.
Рис. 1. Спектральная характеристика затухания в пластиковом оптоволоконном кабеле
Предлагаемое компанией "Afonics Fibreoptics Limited" устройство WDM типа LPP0042 объединяет в одном корпусе лазерный диод с длиной волны 1550 нм и фотодиод с l = 1310 нм. Оптическое излучение проходит по отрезку кабеля 9/125 длиной не менее 1 м, на конце которого установлен разъем типа ST/PC. Вместе с излучающим лазерным диодом смонтирован контрольный фотодиод. Данный компонент обеспечивает обмен информацией при ширине полосы частот до 1,2 ГГц. Выходная оптическая мощность составляет до 1,2 мВт; минимальная чувствительность фотодиода 0,45 А/Вт. Оптическая развязка между излучающим и приемным диодами - не менее 50 дБ. Диапазон рабочей температуры составляет от -30 до +85 °С. Внешний вид описываемого компонента показан на рис. 2.
Рис. 2. Внешний вид устройства LPP0042
Другое устройство WDM, имеющее обозначение LPP0043, содержит передающий диод с l = 1310 нм и приемный - с длиной волны 1550 нм. С корпусом соединен отрезок кабеля 9/125 длиной не менее 1 м, оканчивающийся разъемом SC/PC. Рядом с лазерным диодом установлен контрольный фотодиод. Компонент обеспечивает ширину полосы частот 1,2 ГГц, выходную оптическую мощность 200 мкВт, минимальную чувствительность фотодиода 0,45 А/Вт, оптическую развязку 44 дБ. Рабочая температура может быть в диапазоне от -40 до +85 °С. Внешний вид устройства соответствует рис. 2.
Далее остановимся на устройстве для объединения каналов связи с двумя длинами волн, называемом "wavelength combiner". Компонент - combiner LLP0010 сочетает в себе два лазерных диода - 1310 и 1550 нм, - каждый из них с контрольным фотодиодом. Оптическая выходная мощность каждого диода 200 мкВт. Данный компонент соединен с отрезком кабеля 9/125, на конце которого имеется разъем FC/PC. Диапазон рабочей температуры от -20 до +65°С.
Другой wavelength combiner DDP0013, например, сочетает в себе два светодиода с длинами волн 850 и 1320 нм. Оптическая выходная мощность каждого составляет 10 мкВт, тип волоконного кабеля 62,5/125 диаметром 0,9 мм и длиной 0,5 м. На кабеле имеется разъем ST. Диапазон рабочей температуры от -20 до +70°С.
Еще одно устройство мультиплексирования - LPP0028 - представляет собой оптоэлектронный элемент двунаправленного действия (сокращенно - BiDi). Здесь на одной волне 1310 нм работают передающий лазерный диод, контрольный фотодиод и фотодиод для приема данных из линии связи. Оптическое излучение поступает в кабель 9/125 длиной не менее 1 м, на конце которого установлен разъем типа ST/PC. Основные данные этого устройства: ширина полосы частот 1,2 ГГц, выходная оптическая мощность до 1 мВт, минимальная чувствительность фотодиода 0,25 А/Вт, оптическая развязка не менее 23 дБ. Диапазон рабочей температуры и внешний вид - аналогичны компоненту LPP0042.
Примером другого компонента BiDi служит устройство LPP0033, аналогичное устройству LPP0028, но с длиной волны 1550 нм.
Оптические приёмопередатчики
В последние годы по мере развития информационных сетей на основе ВОЛС американским национальным институтом стандартов (по-английски American National Standards Institute - ANSI) был определён набор стандартов, называемый "Synchronous Optical NETwork" (SONET) - синхронная оптическая сеть. По величине пропускной способности устройства связи распределены этим стандартом на несколько групп: ОС-1 (51 Мбит/с), ОС-3 (155 Мбит/с), ОС-12 (622 Мбит/с), ОС-48 (2,488 Гбит/с) и ОС-192 (9,95 - 10,71 Гбит/с). Компания "Afonics Fibreoptics Limited" предлагает ряд устройств, отвечающих требованиям этого стандарта. Рассмотрим некоторые образцы таких модулей.
В серию MTR003X входят четыре устройства - приёмопередатчики для излучения на волне 1310 нм, совместимые со стандартом SONET ОС-3. Каждый приёмопередатчик содержит лазерный диод Фабри-Перо и фотодиод. Оптическое излучение передаётся через двойной разъем типа SC. Выходная оптическая мощность устройства составляет от -15 до -8 дБм (то есть дБ относительно 1 мВт). Входная оптическая мощность, при которой гарантируется значение коэффициента ошибки битов (bit error ratio - BER) не более 1х10-10, находится в диапазоне от -34 до 0 дБм. Электрические вход и выход дифференциальные, имеют уровни сигнала положительной ЭСЛ (ПЭСЛ) или ТТЛ. Напряжение питания +3,3 В. Корпус снабжён 9 выводами в один ряд (что обозначается "1х9") и имеет габаритные размеры 38,2х25,4х9,5 мм. Его внешний вид представлен на рис. 3. Часть устройств серии работает в диапазоне температур от 0 до +70 °С, другие - в диапазоне от -40 до +85°С.
Рис. 3. Внешний вид оптического приёмопередатчика
Другая серия устройств - MTR006X - состоит из восьми приёмопередатчиков. Среди них имеются образцы с длинами волн лазерных диодов 1310 и 1550 нм. Эта серия соответствует группе ОС-3, снабжена двойными разъёмами LC и рассчитана на использование с кабелем типа 9/125. Выходная оптическая мощность передатчика от -5 до 0 дБм; входная оптическая мощность от -34 до 0 дБм (при величине BER не более 1х10-10). Входной и выходной электрические сигналы имеют уровни ПЭСЛ или ТТЛ, напряжение питания +3,3 В. Габаритные размеры корпуса 48,5х13,4х9,5 мм, с десятью штыревыми выводами, расположенными в два ряда по 5 шт. (что обозначается "2х5"). Устройства этой серии выпускаются для работы в трёх различных температурных диапазонах: от 0 до +70 °С, от -20 до +85 °С и от -40 до +85 °С.
Также среди приёмопередатчиков "Afonics Fibreoptics Limited" есть более скоростные устройства, относящиеся к группам ОС-12 и ОС-48.
Восемь устройств, составляющих серию MTR017X, совместимы со стандартом Gigabit Ethernet и обеспечивают скорость обмена информацией 1,25 Гбит/с при длине линии связи до 20 км. Длина волны излучения лазерного диода 1310 нм. Через двойной оптический разъём SC предусмотрено подсоединение одномодового кабеля 9/125. Выходная оптическая мощность передатчика от -5 до 0 дБм, чувствительность приёмника (при BER 1х10-10) от -20 до -3 дБм. Электрические сигналы устройства имеют уровень ПЭСЛ и ТТЛ, напряжение питания +3,3 В. Габаритные размеры корпуса 39,6х25,4х9,5 мм, выводы штыревые 1х9. Часть устройств данной серии работает в диапазоне температур от 0 до +70 °С, остальные - в диапазоне от -20 до +85 °С.
Модуль преобразования последовательного интерфейса в параллельный
Для использования в оптических сетях с высокой скоростью обмена информацией компания "Afonics Fibreoptics Limited" предлагает модуль преобразования интерфейсов - транспондер типа MTR0015. Его параметры соответствуют стандарту SONET ОС-192: последовательный код диапазона частот от 9,95 до 10,71 Гбит/с преобразуется в 16-разрядный параллельный код диапазона от 622 до 670 Мбит/с. На рис. 4 показана блок-схема этого устройства. В его состав входят приёмный и передающий каналы, а также управляющий микропроцессор с ЭСППЗУ. Длина волны оптического сигнала составляет 1550 нм
Рис. 4. Блок-схема транспондера MTR0015
Передающий канал содержит мультиплексер 16 => 1, лазерный диод с регулятором мощности и электро-оптический модулятор, а также элементы контроля оптической мощности и температуры лазера. Выходная оптическая мощность, отдаваемая в одномодовый кабель 9/125, составляет от -1 до +2 дБм.
В состав приёмного канала входят PIN-фотодиод, усилитель и демультиплексер 1 => 16. Мощность входного оптического сигнала может находиться в интервале от -14 до +1 дБм (при этом гарантируется BER 1х10-12).
Для управления функциями транспондера предусмотрен интерфейс I2C связи с его микропроцессором.
Рис. 5. Внешний вид транспондера MTR0015
Питание устройства обеспечивается четырьмя постоянными напряжениями: -5,2, +1,8, +3,3 и +5,0 В. Общая потребляемая мощность составляет 5 Вт. Для электрического подключения транспондера использован разъём на 300 контактов типа "Berg MEG-ARRAY". Габаритные размеры равны 56х76х14 мм, внешний вид показан на рис. 5. Диапазон рабочей температуры - от 0 до +65 °С.
к.т.н. Николай Щирица
|
