Сети и системы связи

Описана программируемая антенна, интегральным функциональным узлом которой является устройство контроля излучаемой мощности в виде фотодетектора волноводного типа, выходной сигнал которого вводится в антенну. Устройство контроля мощности снабжено также средствами для контроля уровня шумов принимаемого сигнала и средствами для оценки необходимого значения излучаемой мощности. Приведены результаты моделирования системы. Описанная система рассмотрена как один из этапов разработки программируемых антенных систем оптического диапазона.

Выполнены комплексные исследования характеристик излучения нового поколения мощных лазерных излучателей на основе гетероструктур с квантоворазмерными слоями в непрерывном и импульсном режимах: энергетических, пространственных, спектральных и модуляционных. Последовательное развитие МОС-гибридной технологии выращивания гетероструктур позволило более чем в 3 раза (до 200 мВт) увеличить мощность излучения одномодовых лазерных излучателей на основе GaAlAs в диапазоне длин волн 0,8-0,85 мкм и InGaAs с длиной волны 0,98 мкм. Исследование параметров излучения в импульсно-кодовом режиме вплоть до частот модуляции 155 МГц показало, что разработанные лазеры можно использовать в передатчике информационного канала, работающем со скоростью 100 Мбит/с в аппаратуре межспутниковых оптических линий связи.

Приводится описание новой архитектуры оптической системы межсоединений, которая м. б. использована в волноводах, внедренных в ППЛ. Оптические стержни использованы для направления световых дорожек перпендикулярно между поверхностно-излучающими лазерами (или фотодиодами) и волноводами. Полимерная пленка волноводов с сердечниками 100 мкм*65 мкм пакетирована между обычными ППЛ. В последних выполнены сквозные отверстия диам. 140 мкм, проходящие через сердечники, с помощью сверления Ti-сапфировым лазером.

Исследован спектральный профиль отношения оптический С/Ш широкополосного рамановского усилителя, накачиваемого с уплотнением каналов во временной области. Выведена всесторонняя численная модель большого сигнала, в которой учитывается влияние временных изменений, распространение сигнала в восходящем направлении и накачки в нисходящем направлении, распространение спектральных компонент усиленной спонтанной эмиссии в восходящем и нисходящем направлениях. Представлены результаты моделирования дискретного рамановского волоконного усилителя, накачиваемого на 4-х длинах волн с уплотнением каналов во временной области и при накачке непрерывной волной. Показано, что мультиплексирование во временной области уменьшает неровность оптического отношения С/Ш на 0,9 дБ.

Показано, что фоторезистор (ФР) является многофункциональным устройством, который совмещает в себе функции приема и обработки оптического сигнала связанной с операцией умножения. Впервые исследовано влияние вида кинетики на коэффициент нелинейных искажений, вносимых ФР. Предложен метод исследования параметров кинетики фотопроводимости при нестационарном освещении ФР. Предложены конструкции передатчика с амплитудной модуляцией и фазового модулятора на основе резисторных оптопар. Обнаружено явление оптической памяти на щелевых планарных МДПДМ структурах с порошковыми полупроводниками на основе ZnS, обладающих фоторезистивным эффектом. Показано, что с помощью переменного напряжения приложенного к ФР можно изучать спектральный состав фототока на выходе ФР.

Реализован и исследуется мульти-/демультиплексор на базе стопы пластин. в устройстве было 5 пластин. Первую и 2-ю пластину разделяли асферические линзы, в промежутках между остальными были интерференционные диэл. фильтры, настроенные на резные длины волн. Толщины пластин были ЭКВИВ1,724 мм. В 1-й канал вводилось излучение, содержащие 4 составляющих с разными длинами волн. Первой линзой излучение коллимировалось и пучку придавалось наклонное распространение в поперечном к стопе направлении. Первый интерференционный фильтр отражал излучение лишь на одной из длин волн и направлял его к 1-му выходному каналу (2-я линза фокусировала его на торец выходного для данного канала волокна. Фильтр между след. парой пластин аналогичным образом отправлял свою составляющую к своему каналу и т. д. Использовались каналы с длинами волн 1280-1340 нм. Потери излучения были в пределах 5 дБ на канал, развязка каналов – от 10 до 45 дБ (в зависимости от их близости).

Представлен лазер, характеристики которого подстраиваются с помощью микроэл.-мех системы, размером ЭКВИВ2 х 1,5 мм. В конструкции лазера интегрированы трехмерные микрозеркала с ЛД типа Фабри Перо и оптическим волокном. Управление микрозеркалом позволяет изменять длину внешнего резонатора, что позволяет изменять длину волны. Диапазон регулировки составил 16 нм, что охватывает 20 каналов в системе с уплотнением каналов по длине волны с расстоянием между каналами ЭКВИВ100 ГГц. Для объяснения непрерывных изменений длины волны усовершенствована модель резонатора Фабри Перо с 3-мя зеркалами.

Предложено устройство для селективного изменения уровня мощности одной из компонент сигнала с уплотнением каналов по длине волны в составе волоконнооптической системы связи. Используется волоконно-оптический лазерный усилитель с равномерной АЧХ, на входе которого расположено устройство регулировки уровня мощности для одного из частотных каналов. В результате на выходе усилителя происходит подчеркивание или ослабление сигналов одного из каналов.

В связи с внедрением измерительной аппаратуры для проверки средств связи интенсивно развивается аппаратура подобных средств. Иллюстрируя эту проблему, приведено описание образцов наиболее совершенных моделей измерительных приборов. Описаны: SDN/SANET – рамочный анализатор для контроля оптических сетей связи со скоростью передачи до 40 ГБит/с, анализатор частот речевой связи и др. Освещается проблема контроля ВЧ-кабелей, аппаратура для анализа CPRS и UMTS данных, многоканальные операторы; ВЧ контрольная система Bluetooth. Техн. характеристики сопровождаются демонстрацией внешнего вида новых приборов и используемых критериев.

Предложен простой способ измерения времени задержки волоконных дифракционных решеток с линейной ЧМ, использующих двунаправленную модуляцию модулятора Маха-Цендера. Оптическое излучение, модулированное в двух направлениях с разницей во времени, создает интерференционные полосы в РЧ области. Временная задержка волоконной решетки с линейной ЧМ м. б. получена с помощью измерения периода РЧ интерференционных полос от различных длин волн. Приведена структурная схема эксперим. установки для измерения временной задержки дифракционной решетки.

В JPL (Let Propulsion Laboratiry) изобретена новая технология активной фильтрации длины волны при эл.-оптическом переключении состояний внутреннего отражения. Разработанные фильтры м. б. использованы в качестве оптических мультиплексоров ввода/вывода канала в волоконно-оптических системах с плотным спектральным мультиплексированием. Предложенное устройство позволяет вводить/выводить много длин волн в заданный канал. Спектральная ширина полосы цифрового регулируемого фильтра может иметь прямоугольную форму. Приведена конструкция цифрового регулируемого фильтра.

Предлагаются способ монтажа сборок, содержащих электронные узлы, сборки с фиксируемыми микролинзами для оптоэлектронных устройств и линзовые структуры с микрофиксацией, а также оптические волокна. Устройство содержит лазер с вертикально размещенным резонатором, оптоэлектронный элемент, обеспечивающий преобразование оптического сигнала в электрический, и набор линз. Формирование оптических волноводов на поверхности сборки производится путем реактивной ионной гравировки. Поверхности отражающих линз из кремния покрываются путем выпаривания отражающей пленки. Фотоприемник устанавливается путем юстироки на оптической оси в V-образной канавке с фиксируемыми линзами.

Предложен новый недорогой 1*7 пластмассовый волоконно-оптический ответвитель, использующий цилиндрический смешивающий стержень. Вместо конусообразного смешивающего стержня в данном ответвителе применяется цилиндрический той же самой длины, что существенно снижает стоимость устройства при таких же характеристиках. Теоретически рассчитаны перекрестные искажения и потери мощности. Измеренные потери оказались .

Представлены результаты исследования влияния задержки, вызванной стоянием в очереди в выходном ЗУ, на характеристики перекрестных искажений в узлах оптической пакетной коммутации. Анализ результатов расчета и моделирования показывает, что потери мощности, вызванные перекрестными искажениями, имеют преобладающее влияние на длительность накопления (чем дольше накопление, тем большие потери, так же как и случайный диапазон потерь). Проведено сравнение влияния задержки, стояния в очереди в выходном ЗУ, и влияния задержки, вызванной прохождением произвольного пути маршрутизации.

Предложено клеммное устройство для подключения оптического волокна к приемнику или передатчику. На корпусе приемника или передатчика закреплено клеммное устройство для надежного контактирования с подключаемым волокном. Контактирование обеспечивается через встречные плоские площадки на экранированном клеммном элементе. Через него сигнал подводится к поверхности корпуса передатчика или приемника и поступает в оптические и электронные схемы. Для надежного закрепления вставленного волокна он охватывается сбоку зажимами, прикрепленными к корпусу.

Эл.-магн. совместимость оптических кабельных линий в значительной мере зависит от выбора конструкции и условий применения. Неподверженность сигнала по оптическому волокну прямому эл.-магн. воздействию определяется исключительно диапазоном частот, хотя любое эл.-магн. поле проходит через оптическое волокно как через любой диэлектрик. Проведены исследования и разработана уточненная методика расчета воздействия эл.-магн. и теплового поля силовых кабелей на оптические кабели при их прокладке в коллекторах и тоннелях.