Сети и системы связи

Изобретение относится к области лазерной связи и может быть использовано в лазерных линиях связи, установленных на мачтах, высотных зданиях или на подвижных объектах, например космических аппаратах. Технич. результат – повышение энергетического потенциала лазерной линии связи и повышение скорости передачи информации. Совокупность введенных в устройство терминала лазерной связи элементов и их связей позволила непосредственно в плоскости прием производить оценку систематической составляющей в отклонении энергетического центра пятна лазерного излучения на оптических антенных модулях относительно геометрического центра фигуры, образованной N-1 оптическими антенными модулями, используемыми для приема, и осуществлять компенсацию этого рассогласования за счет пространственного перемещения оптического антенного модуля (на величину этого рассогласования, только в противоположном направлении), используемого для передачи и в качестве маякового устройства, на который наводятся N оптических антенных модулей противоположного терминала лазерной связи (на передающем конце лазерной линии связи). Это позволило поднять энергетический потенциал оптической лазерной линии связи, состоящей из двух терминалов, в К раз, где K>1, 1 ил.

Система связи в видимом диапазоне является разновидностью оптических беспроводных систем связи, которая использует белые СД. В такой системе белые СД применяются не только для освещения помещения, но также как источник оптического излучения системы связи. Описаны конфигурация, характеристики и ключевые технологии системы связи в видимом диапазоне. Рассмотрены области применения исследуемых систем связи.

Экспериментально продемонстрирована способность оптической схемы преобразовывать множество длин волн. Структуре схемы свойственны устойчивость и независимость от состояния поляризации. Разработанная схема м. б. практическим решением для приложений с многоадресной рассылкой при уплотнении каналов по длине волны. Принцип работы схемы основан на синхронной двухступенчатой перекрестной модуляции усиления в полупроводниковых оптических усилителях между сигналом, модулированными входящими данными, и несколькими локальными лазерами непрерывного излучения. Описано одновременное преобразование длины волны входного 10-Гбит/с канала в формате без возврата к нулю в 8 выходных каналов с 200-ГГц разнесением.

Для использования технологии коммутации оптических пачек при проектировании оптических маршрутизаторов требуется решить целый ряд задач. Предложена методика определения размеров маршрутизатора с N портами для входных данных и с М дополнительными волоконно-оптическими ЛЗ в сети связи с коммутацией оптических пакетов. В маршрутизаторе используются подстраиваемые волоконно-оптические ЛЗ разного размера, которые могут изменять свои размеры в зависимости от ого сколько бит пачки д. б. накоплено. Подстраиваемые ЛЗ м. б. аппроксимированы с помощью набора статических волоконно-оптических ЛЗ разного размера.

Предложена теор. модель волоконно-оптического параметрического усилителя, которая основана на оптическом нелинейном эффекте. Проведено численное моделирование. Исследованы спектральные характеристики усиления волоконно-оптического параметрического усилителя с одной и 2-мя накачками. Результаты показали, что усилитель с одной накачкой, когда длина волны накачки расположена вблизи длины волны нулевой дисперсии, обеспечивает лучшее выравнивание усиления. Показано, что с увеличением мощности накачки, длины волокна и его коэф. нелинейности, растет и усиление, но ширина полосы усиления уменьшается. В усилителе с 2-мя накачками при увеличении расстояния между длинами волн накачки равномерность характеристики усиления повышается.

Предложен и экспериментально продемонстрирован простой способ подстройки волоконной решетки Брэгга с линейной ЧМ с помощью внешних нагревателей. В конструкцию решетки входит набор нагревателей, выполненных в виде катушек сопротивления. Характеристики дифракционной решетки м. б. подстроены путем изменения напряжения, подаваемого на катушки, фиксировано или изменяясь вдоль катушки. В частности, т. обр. м. б. подстроена центр. длина волны и линейная ЧМ, которые устанавливаются с помощью 2-х различных нагревателей, а поэтому и м. б. подстроены раздельно.

Описана генерация непрерывного спектра в области 1,6 мкм в сохраняющем состояние поляризации волокне на фотонном кристалле. Оптические импульсы, созданные оптическим параметрическим усилителем с центр. длиной волны 1,5938 мкм, частотой следования 250 кГц и длительностью импульса ЭКВИВ250 фс вводились в сохраняющее состояние поляризации оптическое волокно на фотонном кристалле. Получен расширенный спектр шириной полосы 45,8 нм (1,5892ЭКВИВ1,6350 мкм) в области 1,6 мкм. Приведена структурная схема эксперим. установки. Полученные результаты м. б. использованы при проектировании источников излучения для сетей связи с уплотнением каналов по длине волны.

Представлены результаты исследования влияния нелинейных эффектов полупроводникового оптического усилителя на усиление 14-ти спектрально мультиплексированных каналов при различных оптических мощностях на входе усилителя. Проведено сравнение этих влияний при различных форматах модуляции (АМ с возвратом к нулю [(RZ-OOK) 1 бит/символ], дифференциальная квадратурная фазовая манипуляция [(DQPSK) 2 бит/символ] и поляризационно мультиплексированная RZ-DQPSK (4 бит/символ)) при агрегатной скорости передачи данных .

Предложено устройство для уплотнения и разуплотнения каналов по длине волны с использованием фазированной решетки оптических волноводов, сформированных на общей подложке. С решеткой связан элемент, выполненный из материала с коэф. линейного расширения, величина которого отлична от значения коэф. линейного расширения материала подложки. Целью изобретения является уменьшение зависимости параметров устройства от температуры.

Рассмотрено несколько важнейших соображений, которые следует учитывать при проектировании компенсаторов поляризационной дисперсии мод. Особое внимание следует уделить обнаружению искажений, вызванных поляризационной дисперсии мод, ОС и алгоритмам управления при наличии локального минимума, соотношения цена/характеристики и взаимодействия между поляризационной дисперсией мод и др. деградирующими эффектами (такими как хроматическая дисперсия, различные состояния поляризации нелинейности волокна).

Представлены результаты теор. исследования частотной характеристики слабого сигнала преобразователя длины волны, основанного на перекрестной модуляции усиления в полупроводниковом оптическом усилителе с ограниченными потерями волновода. Использован метод передаточной функции для объяснения резонансного характера частотной характеристики. Рассмотрены конфигурации, когда данные и сигнал непрерывной волны распространяются в одном и в противоположных направлениях.

Предложена новая конструкция преобразователя мод, основанная на уширенном полом оптическом волокне. В конструкцию входят 2 сегмента (из одномодового оптического волокна и из уширенного с полой сердцевиной кольцеобразной формы), соединенных последовательно для преобразования основной моды в моду кольцеобразной формы, которая м. б. совместима с симметричными модами более высокого порядка в многомодовом волокне высокоскоростной линии связи. Представлены результаты эксперим. исследования преобразователя. Измерены вносимые потери. предложены примеры применения устройства в многомодовых локальных сетях связи.

Предложена новая схема для мониторинга длины волны в волоконно-оптической системе связи с плотным спектральным мультиплексированием (DWDM), в которой используется YVO[4] двулучепреломляющий кристалл. Рассмотрен принцип работы устройства. Экспериментально исследованы его характеристики. Сравнение теор. и эксперим. данных показало, что данное устройство м. б. использовано для мониторинга и синхронизации длин волн С-диапазона в DWDM системах. Сравнение данной схемы мониторинга с ранее применявшимися показало ее превосходство.

Приведена классификация измерений в процессе строительства и эксплуатации, рассмотрены параметры современных высокоскоростных волоконно-оптических систем передачи плезиохронной и синхронной иерархии. Приведены параметры многомодовых и одномодовых волоконных световодов в соответствии с рекомендациями Международного Союза Электросвязи. Рассмотрены особенности одномодовых волоконных световодов для использования с системами плотного спектрального уплотнения. Описаны методы и приборы для измерения параметров волоконно-оптических систем передачи в проходящем и рассеянном свете. Приведено большое количество таблиц с параметрами современных средств измерения характеристик волоконно-оптических систем передачи. Для удобства пользования пособием введен список использованных сокращений.

Представлена конструкция и технология изготовления нового оптического коммутатора на полом волноводе, использующего многомодовый ответвитель с перем. воздушной сердцевиной. Были проведены численное моделирование и измерения предложенного оптического коммутатора с целью исследования его характеристик. Функция коммутации м. б. получена путем мех. перемещения воздушной сердцевины полого волновода с многомодовой интерференцией, она основана на изменении модового поля, вызванном мех. перемещении. Результаты моделирования показали возможность создания компактного оптического коммутатора.

Представлены результаты теор. анализа и эксперим. реализации полностью оптического полосового СВЧ фильтра. Полосовая фильтрация осуществлена с помощью эл.-оптического модулятора фазы, объединенного с дисперсионным устройством для устранения резонанса боковой полосы типичного узкополосного фильтра. Эксперим. исследования показали улучшенное отношение главного лепестка к боковому и уменьшенную ширину полосы главного лепестка по сравнению со станд. СВЧ фильтрами. Рассмотрены такие характеристики фильтра как реконфигурируемость, подстраиваемость и динамический диапазон.