Qu'est-ce que l'AWG?

AWG, ou les grilles de guide d'ondes arrangées sont des dispositifs plans optiques qui sont normalement utilisés comme multiplexeurs/démultiplexeurs. Les dispositions de ces dispositifs sont principalement basées sur un tableau de guides d'ondes avec chaque imagerie et propriétés dispersives. Bien que les AWG soient également reconnus comme des noms différents, notamment les rayons phasés (PHASAR) et les routeurs de réseau de guide d'ondes (WRG), AWG est le terme que nous utilisons le plus dans l'industrie des télécommunications. Des ondes lumineuses de différentes longueurs d'onde s'immiscent linéairement les unes avec les autres, pour cette raison, quelques canaux optiques avec des longueurs d'onde à peine différentes peuvent être transmis sur une seule fibre avec un minimum de diaphonie entre les canaux adjacents, et sur la base de laquelle, Les AWG peuvent donc être utilisés pour multiplex quelques canaux de longueurs d'onde différentes sur une seule fibre sur l'émetteur et être utilisés en outre pour les démultipler dans leurs canaux de différentes longueurs d'onde à l'extrémité du récepteur.

En raison de leur fonction de multiplexage de grands nombres de longueurs d'onde directement dans une seule fibre, les AWG sont généralement utilisés comme multiplexeurs optiques et démultiplexeurs dans un système WDM. Il existe différentes applications qui incluent le traitement des signes, la mesure et la détection. La technologie totalement à base de silice sur silicium et de phosphure d'indium (InP) est la technologie la plus connue sur le marché AWG. Le champ de mode convient bien à celui d'une fibre optique, pour cette raison les rendant lisses à coupler avec des pertes bien inférieures à 0,1 dB. De plus, il peut y avoir en outre un manque de propagation totalement faible de beaucoup moins de 0,05 dB/cm. InP est la solution dominante dans le domaine des télécommunications.

Principe de fonctionnement et caractéristiques de l'appareil

Un AWG se compose principalement de trois parties, à savoir la fibre optique d'entrée/sortie, la région de propagation libre (FPR) et le guide d'ondes à réseau. Des ondes lumineuses de différentes longueurs d'onde pénètrent dans le FPR via la fibre d'entrée. En FPR, les ondes lumineuses ne sont plus confinées à la fibre et deviennent divergentes et pénètrent dans le réseau de guides d'ondes. La lumière expansée est ensuite capturée par le guide d'ondes à réseau le transmettant vers l'ouverture du réseau de sortie. Les guides d'ondes individuels sont de différentes longueurs, les tubes intérieurs étant plus courts que les extérieurs. La différence dans les longueurs du guide d'ondes adjacent est un multiple entier de la longueur d'onde centrale du DeMUX. Les longueurs d'onde arrivent à l'autre extrémité du FPR à des heures légèrement décalées, les signaux du guide d'ondes interne arrivant en dernier et le guide d'ondes extérieur arrivant en dernier. Les longueurs des guides d'ondes de réseau sont choisies de telle sorte que la différence de longueur de chemin optique entre les guides d'ondes adjacents est multiple de la longueur d'onde centrale du démultiplexeur. Par conséquent, les longueurs d'onde des guides d'ondes disposés individuels à l'ouverture d'entrée du coupleur de sortie sont en différentes phases. De multiples faisceaux de lumière interfèrent structurellement et convergent vers un seul point focal à la sortie du coupleur de sortie.

Il existe également des AWG conçus avec plusieurs entrées et un nombre égal de sorties. Un tel AWG a un comportement cyclique selon lequel un signal entrant en entrée 1 réapparaîtra à la sortie 1, si la fréquence est augmentée d'une quantité égale à l'espacement des canaux. Cet appareil est appelé un routeur de longueur d'onde cyclique. Ce type AWG agit comme un multiplexeur complémentaire et un commutateur de longueur d'onde.

Sur la base de la configuration de l'AWG et de la commutation de longueur d'onde, des multiplexeurs supplémentaires peuvent être fabriqués. Le multiplexeur complémentaire le plus basique peut être fabriqué à l'aide de deux AWG 1xN avec une réponse en longueur d'onde identique. En combinant des démultiplexeurs avec des commutateurs, des multiplexeurs configurables supplémentaires peuvent être fabriqués. Cette configuration permet d'ajouter et de soustraire des longueurs d'onde au moyen d'un signal de commande externe. Plus les multiplexeurs/démultiplexeurs ajoutés à la configuration augmentent la perte d'insertion du multiplexeur. Des multiplexeurs supplémentaires avec une perte d'insertion plus faible peuvent être réalisés en combinant un seul (N 1) x (N 1) AWG avec un routeur de longueur d'onde dans une configuration de bouclage. Les longueurs d'onde démultiplexées peuvent être introduites dans des commutateurs où elles peuvent être acheminées vers le port de dérivation ou se reboucler vers le routeur de longueur d'onde, qui les multiplexe ensuite vers la sortie.

AWG Technologies

De nombreuses technologies sont utilisées pour développer AWG. Les deux principales technologies utilisées sont la technologie de la silice sur silicium et la technologie des semi-conducteurs au phosphure d'indium.

Silice sur silicium (SoS) AWG

SoS AWG a été introduit sur le marché au début des années 1990 et détient la plus grande part du marché AWG. SoS est un type de circuit d'onde lumineuse planaire (PLC) fabriqué sur un substrat plat en plaçant des couches de verre à haute teneur en silicium sur une plaquette. La composition des couches de verre est très similaire à celle d'une fibre optique, ce qui facilite son couplage à la fibre optique en raison de son conformité de champ en mode proche. Cela se traduit par un faible épissage et une faible atténuation de propagation. Un autre avantage de la fabrication de PLC de SoS AWG est ses excellentes propriétés de dissipation thermique qui le rendent adapté au déploiement dans les environnements de réseau d'usine en plein air.

AWG à base de phosphate d'indium (InP)

AWG basé sur InP est un AWG à semi-conducteur qui peut être intégré à plusieurs dispositifs actifs tels que des amplificateurs optiques et des commutateurs sur une seule puce. L'AWG basé sur InP peut être fabriqué dans un boîtier compact en raison du grand contraste d'indice du guide d'ondes basé sur InP. L'atténuation optique, la perte de couplage et les performances de diaphonie de l'AWG à base d'InP ne sont pas aussi bonnes que celles de l'AWG à base de silice. Une telle limitation est un obstacle pour que l'AWG basé sur InP soit plus largement utilisé. Le potentiel de l'AWG basé sur InP à s'intégrer dans des circuits riches en fonctionnalités tels que les émetteurs-récepteurs WDM et les multiplexeurs optiques complémentaires est un gros avantage. Cela permet aux fabricants d'intégrer la fonctionnalité AWG sur des équipements actifs pour créer des circuits intégrés photoniques (PIC) basés sur InP afin de réduire les coûts de déploiement du réseau. Par exemple, des fonctions de multiplexage add-drop peuvent être effectuées au niveau de l'émetteur-récepteur sans avoir besoin d'un multiplexeur externe. Cela réduit les coûts de composants et d'installation, ainsi que l'atténuation optique de nombreux connecteurs.

Applications

Des connexions de télécommunications complexes aux multiplexeurs complémentaires très simples, il existe de nombreuses applications où AWG peut être utilisé. Dans l'industrie des télécommunications, AWG est principalement utilisé comme multiplexeur/démultiplexeur dans le réseau WDM. Celui-ci est souvent déployé dans les réseaux longue distance comme les réseaux de transport internationaux, nationaux et régionaux. La majorité des PON déployés dans le monde utilisent des répartiteurs optiques indépendants de la longueur d'onde pour la division de puissance et le multiplexage par répartition dans le temps pour la transmission en amont et en aval. Cela réduit les coûts de déploiement et élimine le besoin de gestion des longueurs d'onde pour les connexions individuelles derrière le séparateur. Avec la demande croissante de bande passante plus élevée, AWG commence à être utilisé dans le réseau d'accès permettant une transmission multi-longueurs d'onde du bureau central à l'utilisateur final sans modification significative du réseau de fibre optique existant. WDM-PON est une technologie dans laquelle plusieurs canaux WDM sont transmis sur le même réseau optique à partir d'un terminal de ligne optique (OLT) situé dans un échangeur.