Циркулятор что это такое
Циркулятор
Полезное
Смотреть что такое «Циркулятор» в других словарях:
Циркулятор — (на фото крайняя правая микросборка) устройство СВЧ, выполненное с использованием микрополосковой технологии Циркулятор (лат. circulare «ходить по кругу») многоплечее (многополюсное) … Википедия
ЦИРКУЛЯТОР — СВЧ многополюсное (многоплечевое) устройство, обладающее свойством пропускать электромагнитные волны в одних направлениях (в одни плечи) и не пропускать в других. Различают циркуляторы электронные (на основе активных фазовращателей) и ферритовые… … Большой Энциклопедический словарь
циркулятор — Пассивное устройство с тремя и более плечами (в случае волноводного циркулятора), в котором питание, подводимое к любому плечу, передается последовательно к следующему, причем первым считается то плечо, которое следует за последним по порядку. [Л … Справочник технического переводчика
циркулятор — СВЧ многополюсное (многоплечевое) устройство, обладающее свойством пропускать электромагнитные волны в одних направлениях (в одни плечи) и не пропускать в других. Различают циркуляторы электронные (на основе активных фазовращателей) и ферритовые… … Энциклопедический словарь
циркулятор — cirkuliatorius statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. circulator vok. Ringleiter, m; Zirkulator, m rus. циркулятор, m pranc. circulateur, m … Radioelektronikos terminų žodynas
циркулятор — циркул ятор, а … Русский орфографический словарь
циркулятор с потерями — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN lossy circulator … Справочник технического переводчика
циркулятор с сосредоточенными элементами — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN lumped element circulator … Справочник технического переводчика
циркулятор отражательного типа — atspindinis cirkuliatorius statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. reflection type circulator vok. Reflextypzirkulator, m rus. циркулятор отражательного типа, m pranc. circulateur à réflexion, m … Radioelektronikos terminų žodynas
Циркулятор
Циркуля́тор (лат. circulare «ходить по кругу») — многоплечее (многополюсное) устройство для направленной передачи энергии электромагнитных колебаний (радио- или оптических): энергия, подведённая к одному из плеч, передаётся в другое (строго определённое) плечо в соответствии с порядком их чередования.
Циркуляторы применяются в качестве развязывающих устройств и обладают следующими свойствами: сигнал, подведённый к плечу 1 циркулятора, выходит из плеча 2, а сигнал, введённый в плечо 2, выходит из плеча 3 и т. д. Главными характеристиками циркулятора являются прямые потери
Содержание
Классификация
Циркуляторы радиодиапазона
Электронные циркуляторы
В электронных циркуляторах используется способность некоторых активных фазовращателей создавать необратимый фазовый сдвиг в π радиан (см. также Фазоинвертор). Такие циркуляторы выполняют на основе интегральных микросхем или дискретных элементов — транзисторов, диодов, резисторов. Электронные циркуляторы применяются на частотах от нескольких герц до нескольких десятков мегагерц.
Ферритовые циркуляторы
Принцип работы циркулятора основан на уникальных свойствах некоторых специальных марок феррита, которые появляются при его смещении постоянным магнитным полем. Существует несколько конструкций циркуляторов.
Ферритовые циркуляторы не требуют источника питания и работают на значительно более высоких мощностях, чем активные. Также выше их рабочий частотный диапазон. При этом на низких частотах их габариты могут оказаться неприемлемо большими.
Волоконно-оптические циркуляторы
Примеры
Основные нормируемые характеристики
Литература и документация
Литература
Нормативно-техническая документация
Ссылки
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Циркулятор» в других словарях:
ЦИРКУЛЯТОР — СВЧ многополюсное (многоплечевое) устройство, обладающее свойством пропускать электромагнитные волны в одних направлениях (в одни плечи) и не пропускать в других. Различают циркуляторы электронные (на основе активных фазовращателей) и ферритовые… … Большой Энциклопедический словарь
циркулятор — Пассивное устройство с тремя и более плечами (в случае волноводного циркулятора), в котором питание, подводимое к любому плечу, передается последовательно к следующему, причем первым считается то плечо, которое следует за последним по порядку. [Л … Справочник технического переводчика
Циркулятор — многоплечее (многополюсное) устройство для направленной передачи энергии ВЧ электромагнитных колебаний: энергия, подведённая к одному из плеч, передаётся в другое (строго определённое) плечо в соответствии с порядком их чередования.… … Большая советская энциклопедия
циркулятор — СВЧ многополюсное (многоплечевое) устройство, обладающее свойством пропускать электромагнитные волны в одних направлениях (в одни плечи) и не пропускать в других. Различают циркуляторы электронные (на основе активных фазовращателей) и ферритовые… … Энциклопедический словарь
циркулятор — cirkuliatorius statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. circulator vok. Ringleiter, m; Zirkulator, m rus. циркулятор, m pranc. circulateur, m … Radioelektronikos terminų žodynas
циркулятор — циркул ятор, а … Русский орфографический словарь
циркулятор с потерями — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN lossy circulator … Справочник технического переводчика
циркулятор с сосредоточенными элементами — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN lumped element circulator … Справочник технического переводчика
циркулятор отражательного типа — atspindinis cirkuliatorius statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. reflection type circulator vok. Reflextypzirkulator, m rus. циркулятор отражательного типа, m pranc. circulateur à réflexion, m … Radioelektronikos terminų žodynas
циркулятор
Смотреть что такое «циркулятор» в других словарях:
Циркулятор — (на фото крайняя правая микросборка) устройство СВЧ, выполненное с использованием микрополосковой технологии Циркулятор (лат. circulare «ходить по кругу») многоплечее (многополюсное) … Википедия
ЦИРКУЛЯТОР — СВЧ многополюсное (многоплечевое) устройство, обладающее свойством пропускать электромагнитные волны в одних направлениях (в одни плечи) и не пропускать в других. Различают циркуляторы электронные (на основе активных фазовращателей) и ферритовые… … Большой Энциклопедический словарь
циркулятор — Пассивное устройство с тремя и более плечами (в случае волноводного циркулятора), в котором питание, подводимое к любому плечу, передается последовательно к следующему, причем первым считается то плечо, которое следует за последним по порядку. [Л … Справочник технического переводчика
Циркулятор — многоплечее (многополюсное) устройство для направленной передачи энергии ВЧ электромагнитных колебаний: энергия, подведённая к одному из плеч, передаётся в другое (строго определённое) плечо в соответствии с порядком их чередования.… … Большая советская энциклопедия
циркулятор — cirkuliatorius statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. circulator vok. Ringleiter, m; Zirkulator, m rus. циркулятор, m pranc. circulateur, m … Radioelektronikos terminų žodynas
циркулятор — циркул ятор, а … Русский орфографический словарь
циркулятор с потерями — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN lossy circulator … Справочник технического переводчика
циркулятор с сосредоточенными элементами — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN lumped element circulator … Справочник технического переводчика
циркулятор отражательного типа — atspindinis cirkuliatorius statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. reflection type circulator vok. Reflextypzirkulator, m rus. циркулятор отражательного типа, m pranc. circulateur à réflexion, m … Radioelektronikos terminų žodynas
Оптический циркулятор
Анонс
Кстати, конкурсные заметки уже публикуются, их можно смотреть и голосовать.
Во-вторых, компания Nag приглашает технических специалистов на 4-х дневный семинар-практикум по оборудованию Ericsson и Juniper (14-17 декабря). Если перед вами в ближайшее время стоит задача квалифицированного обслуживания или грамотного выбора дорогостоящего оборудования – семинар отличная возможность подготовиться к этому. Ведущие технические специалисты производителей будут готовы ответить на все вопросы. Это куда лучше, чем самостоятельно изучать нудные datasheet’ы.
Оптический циркулятор
В истории полно примеров когда технические новинки не находят своего широкого распространения в эпоху их появления. И только спустя пару десятков лет появляется задача, которую они могут успешно решить. Одним из примеров является оптический циркулятор, ОЦ (optical circulator), запатентованный еще в 1993 году (если быть внимательным, в тексте под ссылкой указана еще одна публикация, датированная 1981 годом).
Назначение показанной конструкции более чем утилитарно. Это трехполюсник, пропускающий излучение из порта «1» в «2», а обратно, из «2» в «3». Причем с небольшими вносимыми потерями (около 1 дБ) и хорошей изоляцией (не менее 40 дБ). Физика действия куда сложнее, для строгого описания работы устройства потребуется квантовая механика (к которой, разумеется, никто не собирается прибегать в рамках данной статьи).
Действие циркулятора основано в основном на эффекте Фарадея, а именно, повороте плоскости поляризации света под действием магнитного поля. Не слишком новое изобретение, еще в 1845 году оно было первым эксперементальным доказательством связи между электромагнетизмом и светом. Сейчас на практике применяются Фарадеевские вращатели (Faraday rotator), которые обеспечивают поворот плоскости поляризации на 45 градусов. Изготовлены они из магнитоупорядоченных кристаллов, в частности, в ферритов-гранатов. Эти материалы активно изучаются с момента открытия в 1956 году, и весьма широко распространены в технике. Давно производятся даже в России, например тут, вот только на рынке отечественных изделий как-то не заметно.
Оптический изолятор
«Классический» оптический циркулятор
Но вывести излучение в отдельный порт несколько сложнее. Поэтому для изготовления циркулятора дополнительно понадобится специальный поляризатор с пространственным смещением света (SWP – spacial walk-off polarizer) и полуволновая пластина (half-wave plate). Пространственное смещение в данном случае необходимо для того, чтобы излучение с разной поляризацией отклонялось в кристалле-поляризаторе под разным углом, и соответственно, им можно было «управлять». Роль полуволновой пластины куда более утилитарна, она работает, образно говоря, как усилитель, «доворачивая» плоскость поляризации в удобное состояние.
Удобно рассмотреть принцип действия на следующей иллюстрации:
В общем, все практически как в рассмотренном выше примере с оптическим изолятором.
Схема оптического циркулятора с щелевой призмой
Далее эти лучи проходят через фарадеевский вращатель поляризации 6, выполненный на основе кристалла иттрий-железного граната. Здесь плоскости поляризации обоих лучей поворачиваются на 45° (позиция «В» на рис.7). Затем лучи проходят через второй 7 и третий 8 двулучепреломляющие элементы, где также происходит отклонение лучей.
Поскольку длина и ориентация второго и третьего рутиловых элементов относительно первого выбраны соответствующим образом, два ортогональных поляризованных луча объединяются в один луч (позиция «А» рис.7), который выходит из ОЦ через порт 2. Таким образом, оптический сигнал с произвольной поляризацией передается из порта 1 в порт 2 с малыми потерями. И поскольку входной сигнал поступает из порта 1 через щель в призме, то порт 3 оказывается полностью «развязанным» от порта 1.
При работе в обратном направлении, когда входной сигнал поступает в порт 2, он проходит те же функциональные элементы, но в обратном направлении. Однако в результате невзаимного поворота плоскости поляризации в фарадеевском вращателе 6 два луча, распространяющиеся в обратном направлении, будутполяризованы ортогонально по сравнению с прямым направлением (позиция «С» рис.7). Поэтому после прохождения через первый рутиловый элемент 5 эти лучи не сходятся в один, а расходятся на удвоенное расстояние (позиция «D» рис.7) и не попадают в порт 1 через щель в призме. Следовательно, в этом случае имеет место изоляция порта 1 от порта 2, как в обычном оптическом изоляторе. Пучки, симметрично смещенные относительно щели, отклоняются призмой под углом 90° и направляются в отраженный канал (порт 3), где установлен двулучепреломляющий рутиловый элемент 9. Длина и ориентация этого элемента выбраны таким образом, чтобы поступающие лучи объединились в один луч, выходящий через порт 3. Таким образом, оптический сигнал передается из порта 2 в порт 3 при изоляции порта 1.
Характеристики оптических циркуляторов
На основе предложенных структур изготавливаются и предлагаются потребителям одномодовые поляризационно-независимые ОЦ длядиапазонов длин волн 1,3 и 1,55 мкм.
Возможные варианты применения оптических циркуляторов в оборудовании волоконно-оптических линий связи
Первоначально ОЦ разрабатывался для применения в качестве одного из элементов оптического усилителя, позволяющего улучшить характеристики усилителя путем замены простых оптических ответвителей на ОЦ. Кроме того, использование ОЦ позволяет реализовать схему оптического усилителя, работающую в режиме «на отражение».
Схема волоконно-оптического усилителя отражательного типа, в котором используется оптический циркулятор. В этом случае эффективность действия накачки в активном эрбиевом волокне увеличивается в два раза.
Так же они применялись для построения мультиплексоров CWDM-DWDM по следующей схеме:
В настроящее время такое использование ОЦ устарело, системы волнового уплотнения строятся по технологии тонких пленок, что позволило резко (примерно на порядок) уменьшить их стоимость.
Так как потери в оптических циркуляторах весьма малы, их можно применять в измерительных системах, в частности, в рефлектометрах. Так, замена традиционного трехдецибельного направленного ответвителя (оптического делителя) на ОЦ позволяет увеличить динамический диапазон примерно на 6 дБ (не смотря на кажущиеся три выхода Y-разветвителя, работает он как четырехполюсник), т. е. увеличить дальность действия прибора на 10-15 км в диапазоне 1550 нм.
Однако наиболее широкое применение ОЦ сейчас находят в качестве элементов волоконно-оптического тракта. В частности, будучи включенными в волоконно-оптический тракт, они обеспечивают одновременную двунаправленную передачу по одному оптическому волокну.
Необходимо отметить, что физические принципы работы ОЦ никак не ограничивают скорость передачи информации в создаваемом канале. Такое техническое решение дает возможность отказаться в обоснованных случаях от прокладки дополнительных оптических кабелей при расширении сети или сохранить работоспособную сеть в условиях выхода из строя нескольких оптических волокон.
Таким образом, оптические циркуляторы позволяют достаточно просто решить целый ряд возникающих у операторов связи практических задач.
1. Организовать эффективное уплотнение волоконно-оптического кабеля при ограниченном числе свободных волокон. Данная задача особенно актуальна в двух случаях:
— уплотнение 10Г оптических каналов связи. С середины 2010 года острота этой проблемы снята из-за появления недорогих WDM 10Г оптических трансиверов. Теперь для вариантов XFP, X2, SFP+ проблем нет, но. Для XENPAK бюджетное решение до сих пор отсутствует, и врят ли появится. Так как популярность XENPAK стремительно снижается, многие производители считают нерентабельным разработку литьевой формы корпуса под этот формат. Хотя количество инсталлированных Cisco с65хх, 76хх с модулями типа x6704 весьма велико, проблема легко решается использованием ОЦ.
— уплотнение SDH/PDH оптических каналов связи с интерфейсами STM и OC. Такое оборудование служит десятилетиями, и зачастую не имеет ничего общего со сменными трансиверами любого форм-фактора. Перевести их на одноволоконные линии весьма соблазнительно, однако сделать это можно либо физической заменой трансивера (с использованием паяльника и негарантированным из-за древности результатом), или 300-от баксовым оптическим циркулятором.
2. При производстве оптического оборудования: эрбиевые оптические усилители EDFA, оптические рефлектометры OTDR.
3. Создавать обратный управляющий канал в интерактивных системах кабельного телевидения в условиях (DOCSIS), когда до абонента прокладывается лишь одно волокно.
Реальный оптический циркулятор
Все видно на фотографии. Небольшая пластиковая коробочка с герметически закрытой трубкой внутри. Не требует электропитания и обслуживания, собственно, как и любая порядочная микрооптика.
Продолжение (рассказ о реальном производстве ОЦ) следует.
Оптический циркулятор
Оптический циркулятор представляет собой универсальное средство уплотнения оптических линий связи. Передача двух оптических сигналов в различных направлениях осуществляется на одной длине волны, что позволяет использовать при уплотнении линии имеющиеся двухволоконные «брендовые» трансиверы.
Физическая основа оптического циркулятора
В основе работы оптического циркулятора лежит особенность распространения света в оптической среде: поляризованные световые волны, распространяющиеся в различных плоскостях поляризации, не взаимодействуют. Данное утверждение верно и для световых волн с одинаковой длиной.
Принцип работы оптического циркулятора
Оптический циркулятор, применяемый в телекоммуникационных системах, имеет три порта: 1 TX, 2 RX и 3 COM. Сигнал в оптическом циркуляторе может распространяться в направлениях 1-3 (TX-COM) и (3-2 COM-RX), при этом обеспечивается высокий уровень изоляции портов 1 и 2. Замыкание портов 1 TX и 2 RX в петлю (loopback) возможно, этот случай будет описан позже.
Для разведения излучения по различным плоскостям поляризации в оптическом циркуляторе используются фарадеевские вращатели и двулучепреломпяющие кристаллы. Последние также обеспечивают изоляцию между портами tx и rx оптического циркулятора. В фарадеевском вращателе происходит поворот плоскости поляризации сигнала под действием магнитного поля. Двулучепреломляющие кристаллы разделяют излучение на две части, при этом новые лучи распостраняются в перепендикулярных плоскостях поляризации.
Оптические циркуляторы могут одно или два окна пропускания, рассчитанные на передачу сигналов на длинах волн 1310, 1550 и 1310+1550 нм. Последний вариант производится с применением оптического фильтра.
Оптические циркуляторы нашли применение не только в телекоммуникационных сетях, но и в промышленных и научных оптических системах. Примером может служить четырехполюсный оптический циркулятор.
Применение оптических циркуляторов
Для уплотнения одного волокна используется два одинаковых оптических циркулятора, на выходе COM которых сигнал распространяется в плоскости поляризации, смещенной на 45°. При соединении портов COM двух оптических циркуляторов разница между плоскостями поляризации составит 90°. Максимальная экономическая эффективность оптических циркуляторов достигается при уплотнении каналов со скоростью передачи данных 10 Гбит/c и более, однако передача данных может осуществляться по любому протоколу передачи данных.
Для уплотнения двух каналов связи в одном волокне используются оптические циркуляторы с двумя окнами пропускания. В данных устройствах два однооконных циркулятора на 1310 и 1550 нм объединены через широкополосный WDM фильтр. Для организации передачи данных по одному волокну потребуется два одинаковых циркулятора и две пары стандартных трансиверов с рабочими длинами волн 1310 и 1550 нм.
Особенности оптических циркуляторов
Оптические циркуляторы предъявляют повышенные требования к обратным отражениям в ВОЛС. В случае, когда в линии присутствуют большие обратные отражения, оптический трансивер, подключенный к оптическому циркулятору, начнёт работать в режиме петли (loopback), при этом, по сути, происходит передача сигнала с порта 1 на порт 2.
Для визуализации особенности с обратными отражениями мы провели эксперимент.
1 дБ вносимого затухания, заявленного производителем.
В этом эксперименте не было задачи высокоточного определения параметров излучения, нас интересовал лишь порядок уровня оптического сигнала.