¿Qué es el AWG?

AWG, o las rejillas de guía de onda dispuestas son dispositivos ópticos planos que normalmente se utilizan como multiplexores/demultiplexores. Los diseños de esos dispositivos se basan principalmente en una serie de guías de ondas con cada imagen y propiedades de dispersión. Aunque los AWG también se reconocen como diferentes nombres que incluyen matrices en fase (PHASAR) y enrutadores de rejilla de guía de onda (WRG), AWG es el término que más usamos en la industria de las telecomunicaciones. Las ondas de luz de diferentes longitudes de onda se inmiscuyen linealmente entre sí, por esta razón, un par de canales ópticos con longitudes de onda apenas diferentes pueden transmitirse a través de una sola fibra con una diafonía mínima entre canales adyacentes, Y en base a lo cual, Por lo tanto, los AWG se pueden utilizar para multiplex un par de canales de diferentes longitudes de onda en una sola fibra en el transmisor y, además, se pueden utilizar para demultiplex de nuevo en sus canales de diferentes longitudes de onda en el extremo del receptor....

Debido a su función de multiplexar grandes cantidades de longitudes de onda directamente en una sola fibra, los AWG se utilizan generalmente como multiplexores ópticos y demultiplexores en un sistema WDM. Hay diferentes aplicaciones que incluyen procesamiento, Medición y detección de signos. Los semiconductores totalmente basados en sílice sobre silicio e indio fosfuro (InP) son la tecnología principalmente vista en el mercado AWG. El campo de modo se adapta muy bien al de una fibra óptica, por esta razón lo que los hace suaves para acoplarse con pérdidas de mucho menos de 0,1 dB. Además, puede haber adicionalmente una falta de propagación totalmente baja de mucho menos de 0,05 dB/cm. InP es la solución dominante en el campo de las telecomunicaciones.

Principio de funcionamiento y características del dispositivo

Un AWG consta principalmente de tres partes, a saber, fibra óptica de entrada/salida, región de propagación libre (FPR) y guía de ondas de rejilla. Las ondas de luz de diferentes longitudes de onda entran en el FPR a través de la fibra de entrada. En FPR, las ondas de luz ya no se limitan a la fibra y se vuelven divergentes y entran en la red de guías de ondas. La luz expandida es luego capturada por la guía de ondas de rejilla que la transmite hacia la apertura de la rejilla de salida. Las guías de ondas individuales vienen en diferentes longitudes, siendo los tubos internos más cortos que los externos. La diferencia en las longitudes de la guía de ondas adyacente es un múltiplo entero de la longitud de onda central del DeMUX. Las longitudes de onda llegan al otro extremo del FPR en momentos ligeramente desplazados, con las señales de la guía de ondas interna en último lugar y la guía de ondas externa llegando en último lugar. Las longitudes de las guías de ondas de matriz se eligen de manera que la diferencia de longitud de trayectoria óptica entre las guías de onda adyacentes sea múltiple de la longitud de onda central del demultiplexor. Por lo tanto, las longitudes de onda desde las guías de ondas individuales dispuestas a la apertura de entrada del acoplador de salida están en diferentes fases. Múltiples haces de luz interfieren estructuralmente y convergen a un único punto focal en la salida del acoplador de salida.

También hay AWG diseñados con múltiples entradas y un número igual de productos. Un AWG de este tipo tiene un comportamiento cíclico de que una señal que entra en la entrada 1 reaparecerá en la salida 1, si la frecuencia aumenta en una cantidad igual a la separación del canal. Este dispositivo se llama un router de longitud de onda cíclica. Este tipo AWG actúa como multiplexor adicional y interruptor de longitud de onda.

Basado en la configuración del AWG y la conmutación de longitud de onda, se pueden fabricar multiplexores adicionales. El multiplexor adicional más básico se puede hacer usando dos AWG 1xN con una respuesta de longitud de onda idéntica. Al combinar demultiplexores con interruptores, se pueden fabricar multiplexores configurables adicionales. Esta configuración permite sumar y restar longitudes de onda por medio de una señal de control externa. Cuantos más multiplexores/demultiplexores añadidos a la configuración aumentan la pérdida de inserción del multiplexor. Se pueden realizar multiplexores adicionales con menor pérdida de inserción combinando un único AWG (N 1) x (N 1) con un enrutador de longitud de onda en una configuración de bucle. Las longitudes de onda demultiplexadas se pueden alimentar en interruptores donde se pueden enrutar al puerto de derivación o al enrutador de longitud de onda, que luego las multiplejará a la salida.

Tecnologías AWG

Se utilizan muchas tecnologías para desarrollar AWG. Las dos tecnologías principales utilizadas son la tecnología de sílice sobre silicio y la tecnología de semiconductores de fosfuro de indio.

Sílice en silicio (SoS) AWG

SoS AWG se introdujo en el mercado a principios de la década de 1990 y posee la mayor participación del mercado AWG. El SoS es un tipo de circuito plano de ondas luminosas (PLC) fabricado sobre un sustrato plano colocando capas de vidrio con alto contenido de silicio en una oblea. La composición de las capas de vidrio es muy similar a la de una fibra óptica, lo que facilita su acoplamiento a la fibra óptica debido a su conformidad en modo de campo cercano. Esto da como resultado un empalme bajo y una atenuación de propagación baja. Otro beneficio de la fabricación de PLC de SoS AWG son sus excelentes propiedades de disipación de calor que lo hacen adecuado para su implementación en entornos de red de fábrica al aire libre.

AWG basado en fosfato de Indio (InP)

AWG basado en InP es un AWG basado en semiconductores que se puede integrar con múltiples dispositivos activos, como amplificadores ópticos e interruptores en un solo chip. El AWG basado en InP se puede fabricar en un paquete compacto debido al gran contraste de índice de la guía de ondas basada en InP. La atenuación óptica, la pérdida de acoplamiento y el rendimiento de diafonía de AWG basado en InP no son tan buenos como los de AWG basado en sílice. Tal limitación es un obstáculo para que AWG basado en InP se use más ampliamente. El potencial de AWG basado en InP para integrarse en circuitos ricos en funciones como los transceptores WDM y los multiplexores ópticos adicionales es una gran ventaja. Esto permite a los fabricantes integrar la funcionalidad AWG en los equipos activos para crear circuitos integrados fotónicos (PIC) basados en InP para reducir los costos de implementación de la red. Por ejemplo, las funciones de multiplexación de adición-gota se pueden realizar en el transceptor sin la necesidad de un multiplexor externo. Esto reduce los costos de componentes e instalación, así como la atenuación óptica de muchos conectores.

Aplicaciones

Desde conexiones de telecomunicaciones complejas hasta multiplexores complementarios muy simples, hay muchas aplicaciones en las que se puede utilizar AWG. En la industria de las telecomunicaciones, AWG se utiliza principalmente como multiplexor/demultiplexor en la red WDM. Esto a menudo se implementa en redes de larga distancia como las redes de transporte internacionales, nacionales y regionales. La mayoría de las PON desplegadas en todo el mundo utilizan divisores ópticos independientes de la longitud de onda para la división de potencia y la multiplexación por división de tiempo para la transmisión ascendente y descendente. Esto reduce los costes de despliegue y elimina la necesidad de gestión de la longitud de onda para las conexiones individuales detrás del divisor. Con la creciente demanda de mayor ancho de banda, AWG está comenzando a usarse en la red de acceso que permite la transmisión de múltiples longitudes de onda desde la oficina central al usuario final sin modificaciones significativas en la red de fibra óptica existente. WDM-PON es una tecnología en la que se transmiten múltiples canales WDM a través de la misma red óptica desde un terminal de línea óptica (OLT) ubicado en un intercambiador.