عملکرد ارسال طرح هولوگرافیک ROADM

عملکرد ارسال طرح هولوگرافیک ROADM –  ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه مهندسی صنایع

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

شبیه سازی عملکرد ارسال برای طرح های هولوگرافیک برابر شده ROADM

چکیده

در این مقاله شبیه سازی کامل عملکرد ارسال در ارتباط با طرح های ROADM هولوگرافیک / تمام نگاشتی برابر شده (مولتی پلکسر فزود – فرود نوری با قابلیت پیکربندی مجدد) ارائه شده است. این ابزارها، برحسب هولوگرام های ذخیره شده در یک SLM (مدالاتور فضایی نور)، قابلیت کار با چندین طول موج، از ورودی مشخص شده به فیبرهای خروجی مختلف، را دارند، که در آن کلیه خروجی های از نظر توان برابر شده اند. در این زمینه، کلیه ترکیبات محتمل طول موج های ورودی در فیبرهای خروجی را باید در نظر داشت. جهت شبیه سازی عملکرد ارسال EH‐ROADM، یک برنامه نرم افزاری، از شرکت Optiwave مورد استفاده قرار گرفت. جهت حصول نوعی توافق نزدیک بین عملکرد ارسال تئوریکی و عملکرد شبیه سازی شده، همخوانی مناسبی بین بلوک های فیزیکی این ابزاره (توری، SLM، لنز …) و موارد شبیه سازی شده در این برنامه (فیلترها، اتلاف ها، اسپلیترها / جداکننده ها …) مشخص شده است. به منظور تکمیل بررسی ROADMهای هولوگرافیک برابر شده برخی از رهنمودهای طراحی ارئه می شوند.

کلمات کلیدی: مولتی پلکسر / همتافتگر فزود- فرود نوری با قابلیت پیکربندی مجدد، تعدیل کننده فضایی نور، مالتی پلکسینگ / همتافتگری نامتراکم تقسیم طول موج، سوئیچ بانیان، فیلتر بسل.                                                                       

عملکرد ارسال طرح هولوگرافیک ROADM

۱-مقدمه

برای METRO، و عمدتاً برای کاربردهای شبکه های ACCESS، از طریق فناوری مالتی پلکسینگ کم هزینه  قابلیت افزایش ظرفیت وجود دارد، و این قابلیت بدون نیاز به کاربرد تعداد زیادی از کانال ها و طول موج های بهم نزدیک، که نوعاً در شبکه های دوربرد با همتافتگری/ مولتی پلکسینگ چگال تقسیم طول موج (DWDM) مورد استفاده قرار می گیرند حاصل می شود. فناوری های همتافتگری / مولتی پلکسینگ نامتراکم تقسیم طول موج (CWDM) به طور گسترده ای در سطح بین المللی در شبکه های شهری و شبکه های دسترسی پیاده شده اند که علت آن را می توان تقاضای فزاینده برای پهنای باند بیشتر از سوی مشترکین، و نیاز جهت ارائه خدمات جدید، دانست. بر حسب مشخصه G. 694.2 ITU ، یک فضای کانال ۲۰ نانومتری را می توان جهت ترمیم تلرانس های پردازشی و کاهش هزینه اجزای آن بکار گرفت.

در چنین محتوایی می باشد که ابزارهای ROADM هولوگرافیک، بواسطه انعطاف پذیری شبکه ای آنها، از کاربرد بالقوه ای برخوردار می گردند. فناوری های مختلفی برای پیاده سازی این مورد ارائه شده اند{۱-۳}. ویژگی اصلی ROADMهای هولوگرافیک روش آسان تغییر طول موج نوری و سطح توان سیگنال در ناحیه خروجی است که این ویژگی را می توان از طریق پیاده سازی دینامیکی هولوگرام های مختلف بر روی SLM، بر حسب نیاز مدیریت شبکه، حاصل آورد. پس از طراحی این ابزاره، که جزئیات آن در مرجع {۴} ارائه شده است، شبیه سازی ویژگی های ارسال ROADMهای هولوگرافیک، بعنوان پیش نیازی جهت مشخص سازی برآوردهای تجربی، به عنوان هدف این مطالعه به شمار می آید.

این مقاله به شرح ذیل سازماندهی شده است: بخش ۲ توصیف موجزی از این ساختار و ویژگی های اصلی ROADMهای هولوگرافیک را ارائه می نماید. در بخش ۳ برخی از رهنمودهای مشخص در زمینه بهینه سازی طراحی این نوع از ابزاره ها ارائه می شود. در بخش ۴ فرضیه های شبیه سازی تشریح شده و نتایج آنها مشخص و مورد بحث قرار می گیرند و در نهایت در بخش ۵ یک مسیریاب هولوگرافیک با تبدیل λ و جبران تلفات برای شبکه های METRO توصیف می شود.

عملکرد ارسال طرح هولوگرافیک ROADM

۲- ساختار  ROADM هولوگرافیک و ویژگی های آن

ابزاره هولوگرافیک به کار گرفته در این مقاله به منظور شبیه سازی متشکل  از مدولاتور فضایی نور (SLM) بازتاب دهنده فاز و یک توری پراش انتقال دهنده ثابت جهت انتخاب طول موج خروجی همخوان از یک مجموعه ای از کانال ها در ناحیه ورودی، همان گونه که در شکل ۱ نشان داده شده است، می باشد {۴}. نقش توری ثابت پراش فراهم آوردن محدوده بیشتر تنظیم طول موج و زاویه بیشتر پراش می باشد. جهت بهینه سازی اتلاف ها، هولوگرام های میله ای ۴ فازه با کارایی حدوداً ۸۰% استفاده می شوند {۶،۵}. در یک مسیریاب هولوگرافیک تنظیم دامنه طول موج از طریق تغییر تناوب فضایی هولوگرام ND/n بدست می آید، که درآن n تعداد چهار میله (۴- فاز)، N تعداد پیکسل ها (یک بعدی) و D اندازه پیکسل SLM است {۷}.

عملکرد ارسال طرح هولوگرافیک ROADM

۳- طراحی بهینه ROADM هولوگرافی برابر شده

عبارتی که اجازه انتخاب طول موج خروجی l، برحسب پارامترای فیزیکی و ساختار این ابزاره را می دهد به شرح ذیل است {۷،۴}:

که درآن x به عنوان فاصله از محور نوری به فیبر خروجی، f فاصله کانونی لنز، d تناوب فضایی توری ثابت پراش و M تعداد فازها میباشد.

به هنگامی که SLM انتخاب شد، فاصله کانونی لنز، f، جهت روشن سازی سطح کاملا فعال SLM، به اندازه ND × ND، با نور موازی (شکل ۲)، منوط به تعداد پیکسل های N و با توجه به اندازه آن D  بر حسب عبارت ذیل مشخص می گردد:

عملکرد ارسال طرح هولوگرافیک ROADM

۴- شبیه سازی ROADM هولوگرافیک برابر شده

پس از ملاحظات اولیه در خصوص ساختار و طراحی این ابزاره، ما به سمت شبیه سازی این سیستم حرکت می نمائیم. ساختار فیزیکی ROADM در شکل ۱ مشخص شده است و دیاگرام بلوکی متناظر برای شبیه سازی، از نقطه نظر ارسال در شکل ۳ ارائه شده است.

برای هر طول موج ورودی (کانال) یک مقدار هولوگرام، ni (تناوب فضایی) تخصیص می یابد، و یک طول موج تنظیم شده، l_i، (i=1,2,3,4) در خروجی حاصل میگردد. به علاوه، N_i تعداد پیکسل های فعال جهت حاصل آوردن میرایی صحیح، به منظور یکسان سازی سیگنال خروجی به وسیله یک گوناگونی از اندازه دیافراگم SLM، می باشد. این هولوگرام ترکیبی سبب ایجاد یک اتلاف اضافه در مسیریاب هولوگرافی می شود،۱۰×log  (nº  channels) . یک یکسان سازی مناسب تر را می توان از طریق کنترل خروجی ها با استفاده از یک حلقه بازخوردی به منظور تعدیل اندازه هولوگرام ها بر حسب سطح سیگنال خروجی مورد نیاز حاصل آورد.

فرآیند تراز گری در ROADMها به عنوان یک مولفه مهم به حساب می آید. توان نوری طول موج های ورودی به واسطه مسیرهای مختلفی که آنها در امتداد شبکه به کار می گیرند یکسان نمی باشد. بعلاوه، اتلاف های المان های فیلترینگ گره دارای تاثیر بر روی توان خروجی کانال ها (طول موج ها) می باشد. یک خروجی تراز نشده می تواند سبب محدود شدن فاصله حداکثری تحت پوشش در شبکه نوری برای حصول یک کیفیت ثابت شود. نقش SOA تامین بهره خالص برای ابزاره خاص می باشد تا آنکه قابلیت جبران اتلاف های ذاتی وجود داشته و قابلیت حصول یکسان سازی خروجی با یک تراز توانی، از ورودی به خروجی ها، تا ۱۰ dB بوجود آید. بهره نوعی این ابزاره ها برای یک پهنای باند ۱۰۰ نانومتری به میزان ۲۰-۲۵ dB، همراه با یک ریپل ۴-۵ dB می باشد.

عملکرد ارسال طرح هولوگرافیک ROADM

۵- مسیریاب هولوگرافیک با تبدیل l و جبران اتلاف ها برای شبکه های METRO

به عنوان یک مثال کاربردی، شکل ۸ نشان دهنده ساختار یک مسیریاب هولوگرافی با قابلیت جبران اتلاف ها و تبدیل طول موج می باشد که کاربرد اصلی آن در گره های میان اتصالی شبکه های Metro‐Access مد نظر است. این ابزاره از یک SOA، در ناحیه غیرخطی، استفاده می نماید تا قابلیت تبدیل طول موج و همچنین فراهم آوردن بهره مورد نیاز به منظور جبران اتلاف های ذاتی مسیریاب هولوگرافیک و همچنین یکسان سازی خروجی حاصل شود.

عملکرد ارسال طرح هولوگرافیک ROADM

۶- نتیجه گیری

فرآیند شبیه سازی ابزاره های ROADM هولوگرافیک برابر شده برای کاربرد در شبکه های نوری CWDM، با استفاده از یک برنامه تجاری، تحت عنوان OptiSystem از شرکت Optiwave، انجام شد. این ابزاره ها از طریق بکارگیری یک هولوگرام ترکیبی، متناظر با ترکیب چندین طول موج ورودی، عمل نموده و بر ایم مبنا تنظیم محدوده وسیعی از طول موج ها حاصل می شود که سبب مسیریابی کامل چندین کانال از فیبر ورودی به سمت فیبرهای خروجی خواهد شد. با توجه به آنکه قابلیت تغییر پیکسل های فعال در SLM برای هر هولوگرام وجود دارد، به منظور حفظ یک سطح توان خروجی ثابت، از فرایند یکسان سازی کانال استفاده شد. این ویژگی ها با استفاده از همبستگی بین پارامترهای فیزیکی ابزاره ها، نظیر لنزها، SLM، توری ثابت، اتلاف ها، …، و بلوک های شبیه سازی شده از نقطه نظر ارسال، همانند اسپلیترها یا ادوات جداکننده، فیلترها، میراگرها و غیره مورد شبیه سازی قرار گرفتند.

موضوع یکسان سازی از طریق درج یک مدار بازخوردی در طراحی ROADM جهت به حساب آوردن ویژگی های کنترلی توان خروجی نوری برای طول موج های مختلف مورد خطاب قرار گرفت. سوئیچینگ داخلی نیز با استفاده از یک شبکه بانیان شبیه سازی شده و برای فیلترینگ نیز از یک رویکرد باسل به واسطه مشابهت آن با پاسخ حقیقی ابزاره هولوگرافی استفاده شد. نتایج حاصله نشان دهنده اعتبار شبیه سازی ها در ارتباط با فرضیه های ایجادی در طراحی ROADM برمبنای فناوری هولوگرافیک جهت کاربرد در شبکه های CWDM می باشند.