Technischer Anhang. Optische Komponenten

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1 Allgemeines Bei den optischen Abzweigern (BOC xxx) und optischen Verteilern (BOV xxx) wird die gleiche Terminologie verwendet, wie bei den elektrischen CATV-Abzweigern und Verteilern. Die Begriffe beziehen sich auf die optische Leistung in der Faser. Die Angaben erfolgen, wie bei den CATV-Bauteilen auch, in Dezibel (db). Die absolute optische Leistung in der Faser wird in dbm angegeben. Besonderheiten Die Daten der optischen Verteiler und optischen Abzweiger sind in der Regel abhängig von der optischen Wellenlänge. Bei der Auswahl der Bauteile ist darauf zu achten, dass die Wellenlänge der Sendeelemente zum Wellenlängenbereich der optischen Abzweiger und optischen Verteiler passt. Dies gilt insbesondere für den Einsatz in -Systemen, wo eine besonders große Bandbreite gefordert ist. Die optischen Verteiler (BOV xxx) sind mit dem Zusatz gekennzeichnet. Abzweiger/Verteiler Durchgangsdämpfung Dämpfung zwischen Eingang E und Ausgang A Abzweigdämpfung bzw. Anschlussdämpfung Dämpfung zwischen Eingang E und Abzweig Ab Richtdämpfung Dämpfung zwischen Ausgang A und Abzweig Ab Entkopplung Dämpfung zwischen zwei Abzweigen Ab. Bei Verteilern zwischen den Ausgängen A Rückflussdämpfung Dämpfung eines reflektierten Signals R gegenüber dem Signal in Vorwärtsrichtung V. Die bei den einzelnen Produkten angegebenen Daten gelten nur dann, wenn alle Ausgänge abgeschlossen sind. Unbenutzte Ausgänge müssen mit Abschlusswiderständen abgeschlossen werden. 188

2 Englische Begriffe an optischen Verteilern Insertion loss Insertion loss = Einfügedämpfung A1 Return loss = Rückflussdämpfung Return loss Directivity Coupling ratio = Abzweigdämpfung Directivity = Richtdämpfung Coupling ratio A2 Optische Abzweiger Die untenstehende Tabelle zeigt typische Dämpfungswerte der Abzweigdämpfung eines optischen Abzweigers für unterschiedliche Abzweigverhältnisse: Abzweig-Verhältnis Typ A1 A2 50/ ,1 4,1 55/ ,6 4,5 60/ ,1 5,1 65/ ,7 5,7 70/30 75/ Dämpfung in db 2,4 2,2 6,3 7,1 80/ ,8 8,1 85/ ,5 9,5 90/ ,3 11,5 95/ ,5 Optische Verteiler (Splitter) Die untenstehende Tabelle zeigt typische Dämpfungswerte der Durchgangsdämpfung eines optischen Verteilers für unterschiedliche Verteilverhältnisse von 1 : 2 bis 1 : 64: Konfiguration : 2 1 : 3 1 : 4 1 : 8 1 : 16 1 : 32 1 : 64 2 : 2 2 : 3 2 : 4 2 : 8 2 : 16 2 : 32 2 : 64 Max. Dämpfung (db) N 3,9 6,0 7,4 10,8 14,1 17,3 21,1 Wellenlängen-Multiplexer Die Wellenlängen-Multiplexer und -Demultiplexer finden ihr CATV-Äquivalent in den Diplexern, Filtern und Weichen. Wie diese trennen sie Frequenzbereiche voneinander bzw. ermöglichen deren Zusammenfassung. Die optischen Frequenzen liegen im Terahertz-Bereich und werden üblicherweise als Wellenlänge in nm angegeben. Das optische Filter bzw. die optische Weiche wird Multiplexer genannt. Prinzipiell werden drei Typen von Wellenlängen-Multiplexern unterschieden: 1. WDM, mit dem die Wellenlängen-Bereiche und 1550 nm getrennt werden können & 1550 nm WDM Insertion Loss (for λ = ) Isolation (for λ = 1550 nm) Direct ivit y 1550 nm Insertion Loss (for λ = 1550 nm) Isolation (for λ = ) Wirkungsweise eines WDM für 1310/1550 nm 189

3 2. (Coarse-WDM bzw. grobes WDM) Mit dieser Technik können zur Zeit 18 Wellenlängen in einem 20-nm-Kanalraster voneinander getrennt bzw. zusammengefasst werden, von denen acht Kanäle im Praktischen verfügbar sind. Die -Wellenlängen und das -Kanalraster sind in der ITU G standardisiert. HFC-Rückwege werden oft in -Technik realisiert, um preiswert mehrere Rückwege über eine Faser zum Headend zu transportieren und um vorhandene Cluster zu teilen. ITU--Kanalraster, 20-nm-Spacing Kanal-Nr Wellenlänge in nm Spektrum Die folgende Grafik zeigt die -Kanäle im optischen Spektrum im Verhältnis zu den folgenden Wellenlängenbereichen einschließlich Toleranz: 1310-nm-/1550-nm-Downstream-Wellenlängen-Fenster DWDM-Wellenlängen-Fenster Wellenlängen-Fenster für die Verstärkung von EDFAs Typische wellenlängenabhängige Faserdämpfung WDM 1550 nm 0,38 db/km DWDM 0,25 db/km 1 C C nm 1400 nm 1500 nm EDFA Wellenlänge 1600 nm Derzeit verfügbare -Kanäle Die optischen Bereiche nach ITU-T G.692: O-Band nm E-Band nm S-Band nm C-Band nm L-Band nm U-Band nm Mux und -DeMux (Multiplexer und Demultiplexer) Rx Tx Die nebenstehende Grafik zeigt die Wirkungsweise einer -Mux-/-Demux-Anordnung für vier Wellenlängen: Bei einem idealen Multiplexer könnte dieser ebenso als Demultiplexer betrieben werden, da die Bauteile reziprok sind. Aufgrund von realen Gegebenheiten führen die nicht-idealen Eigenschaften zu optimierten und zweckangepassten Bauteilen. Die folgenden Eigenschaften sind bei einem Einsatz von optischen Multiplexern zu beachten: 1470 nm 1490 nm 1510 nm 1530 nm 1 GF 1470 nm 1490 nm 1510 nm 1530 nm Isolation der Ports diese ist bei einem Multiplexer in der Regel deutlich geringer als bei einem Demultiplexer. Einfluss des optischen Frequenzganges auf die Durchgangsdämpfung der einzelnen Wellenlängen. Die optische Schräglage wird bei der Kombination Mux/Demux kompensiert. Mux Demux Mux/Demux 190

4 Die nebenstehende Grafik zeigt typische Größen (englischsprachig), die bei einem -Mux/-Demux spezifiziert werden. λ1 λ2 λ3 λ4 Isolation adjacent channels Isolation non adjacent channels Channel spacing Passband Optischer Add-Drop-Multiplexer (OADM) Optische Add-Drop-Multiplexer werden zum Herausfiltern (drop) und zum Einfügen (add) einzelner Wellenlängen in ein oder DWDM-Spektrum benutzt. Die Grafiken zeigen einmal das Symbol (links) und den Aufbau (rechts) mit den englischsprachigen Port-Bezeichnungen zum besseren Verständnis. OADM Reflect Input Transmit (Pass) Input Reflect Transmit (Pass) 3. DWDM (Dense-WDM bzw. dichtes WDM) DWDM ist in der ITU G standardisiert und wird in der Regel bei rein digitalen Systemen eingesetzt. Im HFC-Bereich wird DWDM eingesetzt, um im Downstream Cluster-spezifische Inhalte (Narrowcast) mit auf die Faser des Broadcast-Signales zu bringen. Der optische Downstream-Empfänger erhält dann eine Broadcast-Wellenlänge sowie eine Narrowcast-Wellenlänge und erzeugt daraus ein Breitbandsignal mit beiden Inhalten. Die optische Zusammenschaltung muss sehr sorgfältig berechnet werden, um eine hohe Signalqualität des Broadcast-Signales zu gewährleisten. Das Systemdesign ist hierbei schwierig. Die DWDM-Kanäle liegen sehr dicht beieinander (Kanalabstand: < 1 nm), die DWDM-Kanalabstände werden üblicherweise in Gigahertz (GHz) angegeben (z. B. 200 GHz, 100 GHz, 50 GHz). -/DWDM-Spektrum 1531 nm = K 14 ± 6 nm 1551 nm = K 15 ± 6 nm DWDM-Raster

5 Vergleich DWDM mit DWDM/ DWDM (100 GHz) Abweichung Laser-Wellenlänge (0-40 C) nm ± 0,16 ± 6,5 Kanal-Bandbreite nm 0,8 20 Max. Anzahl verfügbarer Kanäle 40 8 Geeignet für optische Verstärkung Ja Nein ITU-DWDM-Frequenzen und -Wellenlängen (100-GHz-Spacing) Kanal-Nr. Frequenz (THz) Wellenlänge (nm) Kanal-Nr. Frequenz (THz) Wellenlänge (nm) 1 190, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,33 192