Сети и системы связи

Представлена аналитическая оценка вероятности бесперебойной передачи сигналов в линиях связи между подвижными носителями через многоярусную облачность. Использованы известная концепция “замороженного состояния” и гранулярная модель ОНейла в виде ансамбля невзаимодействующих непрозрачных дисков с известными статистиками размеров. Каждый “замороженный″ облачный слой, как и каждый носитель, характеризуется независимыми векторами скорости.

Предложен гетеродинный метод для генерации оптического сигнала диапазона мм-волн для сверхширокополосных систем связи. Исследованы характеристики полупроводниковых лазеров, синхронизированных с др. полупроводниковым лазером, модулированным радиочастотой, с множеством боковых полос. Ведущий лазер с РЧ-модуляцией м. б. представлен функцией Бесселя. Эта модель затем м. б. введена в уравнения скорости Ланга. Путем численного решения этих уравнений определены выходные характеристики синхронизированного лазера, а также РЧ спект сигналов биений. Рассмотрены области применений генерированного ВЧ сигнала.

Предложена для работы в режиме полностью оптического преобразования длины волны 2-каскадная конфигурация полупроводникового оптического усилителя в топологии распространения в противоположных направлениях. Отличительной особенностью предложенного метода является возможность получения преобразованного сигнала одновременно с помощью инвертированного и не инвертированного сигнала. Продемонстрирована возможность полностью оптического не инвертированного преобразования длины волны, обеспечивающего коэф. экстинкции >7 дБ в пределах широкого диапазона длин волн.

Измерены динамики усиления полупроводникового оптического усилителя на симметричной квантово-размерной структуре с большой шириной полосы усиления. Приведена структурная схема измерительной системы, основанной на методе пробной двухцветной накачки гетеродина. Короткие оптические импульсы генерируются с помощью оптических фильтров для выделения спектральных компонент из сжатых оптических импульсов непрерывного спектра. Чтобы сохранить длительность порядка 100 фс в пределах заданной ширины полосы усиления полупроводникового оптического усилителя, расширение импульсов, вызванное сдвигами частот, компенсируется волокнами с длинами, оптимизированными для соотв. длин волн.

Предложен метод измерения без паразитных помех с помощью внеполосной оптической модуляции, который м. б. использован для измерения динамического отклика полупроводникового оптического усилителя. Показано, что схема распространения в обратном направлении м. б. с успехом использована при измерении времени жизни носителей, а отклик, полученный с помощью схемы параллельного распространения включает и передаточную функцию полупроводникового усилителя. Приведена структурная схема измерения динамик. Полупроводниковые оптические усилители могут использоваться в оптических системах связи для усиления, в качестве логических элементов, для преобразования длины волны и в полностью оптических коммутаторах.

Предлагается подложку устройства оптической связи изготавливать из керамики или стеклокерамики с отрицат. коэф. термического расширения в диап. от -10 до -20*10{-7} °C в температурном диапазоне от -40 до 100°C. Подложка д. б. обработана раствором, содержащим, по крайней мере, одно соединение органического кремния из группы, состоящей из силоксановых и силазановых соединений. Предложено оптические компоненты устройства оптической связи с положит. коэф. термического расширения монтировать на разработанной подложке. Подобный монтаж позволяет устранить влияние температуры на характеристики устройства при его использовании внутри помещений. 3 ил.

Описаны результаты эксперим. исследования усиления последовательности 1 пс импульсов в усилителе на легированном эрбием волокне, основанном на оксиде висмута, длиной 22,7 см. Продемонстрирована 80 нм ширина полосы усиления (с 1520 до 1600 нм). Благодаря короткой длине волокна усиление пс импульсов достигается без расширения импульсов в широком диапазоне длин волн. Приведена структурная схема эксперим. установки для усиления последовательности пс оптических импульсов в легированном эрбием и висмутом волокне длиной 22,7 см. Исследование характеристик усилителей показали, что они м. б. использованы в 160 Гбит/с волоконно-оптических системах с уплотнением каналов по длине волны, покрывая C- и L-диапазоны.

Предложена конструкция широко перестраиваемого передатчика, основанная на лазере с распределенным брэгговским отражателем, монолитно интегрированным с полупроводниковым оптическим усилителем и эл.-абсорбционным модулятором. Приведены характеристики передатчика. Экспериментально осуществлена передача с помощью разработанного передатчика РЧ сигналов по станд. одномодовому оптическому волокну со скоростью 2,5 Гбит/с на расстояние ЭКВИВ350 км. Введение в модуль передатчика контроль за длиной волны, мощностью и режимом работы гарантирует его долговременное функционирование.

Экспериментально продемонстрированы улучшенные статические и динамические характеристики полностью оптического 2R регенератора, основанного на интерферометре Маха-Цендера с полупроводниковыми усилителями с фиксированным усилением. Установлено, что характеристики оптического разрешения с регулируемым порогом разрешения имеют практически цифровой вид. Сильное подавление шума при логическом “0″ и значительное улучшение коэф. экстинкции получены даже для очень плохого входного сигнала с низким коэф. экстинкции при скорости передачи бита ЭКВИВ2488 Гбит/с.

С увеличением скорости и дальности передачи по современным волоконно-оптическим линиям происходит увеличение количества ошибок и уменьшение максимально возможной длины регенерационного участка. Одной из основных причин отрицат. влияния на характеристики оптической линии является поляризационная модовая дисперсия, которая обусловлена диф. групповым временем задержки между ортогональными составляющими поляризованной моды. Обсуждаются возможные методы измерения диф. группового времени задержки и поляризационной модовой дисперсии.

Показано, что компенсирующее дисперсию оптическое волокно (DFC) и волокно с высокой апертурой (HNA) м. б. подсоединено методом сплавления к станд. связному одномодовому волокну (SMF) при значительном уменьшении потерь на соединении, если сердцевины на обеих сторонах соединения выполнены адиабатически рассеянными. С помощью данного способа соединения измерены общие потери ЭКВИВ0,2 и 0,05 дБ для DFC/SMF и HNA/SMF соединений, соответственно, при хорошей повторяемости результатов измерений. С помощью альтернативного метода утолщения места соединения волокно малого диаметра (80/5,3 мкм) м. б. подсоединено методом сплавления к станд. связному волокну (125/9,5 мкм) с потерями .

Рассматриваются способ и система многоканального оптического фильтра, назначение которых заключается в обеспечении фильтрования большого количества оптических сигналов, циркулирующих по большому количеству оптических волокон, с помощью единственного фильтра. Усовершенствованный фильтр отличается низкой стоимостью производства, эффективностью и компактностью. Функционирование такого фильтра основывается на использовании 2-х коллимирующих линз с калиброванными значениями показателя преломления, системы оптических волноводов и 2-х узлов оптического клина. 6 ил.

Предложен многоволоконный оптич. кабель (К) с прочной оболочкой, защищающей от мех. воздействий, а также от влаги, перегрева, огня и т. д. К является ленточным: его волокна, имеющие внешнее покрытие, зафиксированы в полимерной матрице, находясь в одной плоскости. При этом, полимер матрицы К и полимер покрытия волокна связаны на молекулярном уровне. Поверх матрицы наложена толстая оболочка (или несколько оболочек) из КМ, который представляет собой полимер, упрочненный арамидным или стекловолокном (или прочным волокном любого другого типа). Возможен вариант конструкции К, когда упрочняющие элементы (напр., проволоки или тонкие прутки) внедрены непосредственно в оптич. модуль, где располагаются, чередуясь с оптич. волокнами.

Изобретение используется в многоканальных ВОЛС. Волоконно-оптический кабель (ОК) содержит на входном конце сборку плотно соединенных оптических волокон, помещенных в жесткий корпус, снабженный элементами крепления к корпусу акустооптического переключателя. По меньшей мере часть волокон в сборке содержит по длине волокна по меньшей мере один участок с диаметром оболочки, следующей за сердцевиной, меньше диаметра оболочки на остальной длине ОК. Соединенные волокна образуют усеченный конус, направленный вершиной к торцу ОК, а торцы волокон образуют плоский или вогнутый сферический торец входного конца ОК. При изготовлении ОК на его входном конце снимают защитную оболочку с каждого волокна, укладывают волокна по направляющим, погружают обработанную часть в кислотный раствор на время, достаточное для уменьшения диаметра каждого волокна до заданной величины, промывают его, затем погружают входной конец ОК в нейтральный раствор, извлекают его, обеспечивая слипание волокон по всей длине обработанной части, устанавливают входной конец ОК в клеевой раствор так, что торец кабеля касается поверхности клея, и при этом обеспечивается за счет капиллярных сил заполнение клеем свободного пространства между волокнами сборки на всей длине обработанной части, надевают на входной торец кабеля после затвердевания клея на всю длину обработанной части трубку с калиброванным наружным диаметром, заполняют свободное пространство внутри трубки клеем и после затвердевания вставляют трубку в жесткий корпус так, что торцевая часть кабеля вместе с трубкой выступают за жесткий корпус, после чего трубку жестко соединяют с корпусом входного конца ОК, выступающую часть кабеля отражают и полируют входной торец. Обеспечено максимальное число каналов при минимальной площади входного торца, минимальные потери при вводе пучка света в волокно, минимальные перекрестные связи между каналами ВОЛС и повышение надежности в условиях нестабильного внешнего воздействия. 9 ил.

Описаны результаты эксперим. исследования надежности одномодового волокна с сердцевиной из чистого кварца и волокна, легированного германием (волокна со сдвинутой дисперсией) при долговременном облучении непрерывным лазерным излучением высокой мощности. Установлено, что оптические потери в 0,6-1,6-мкм области и рамановский спектр одномодового волокна и легированного германием волокна не изменяются полосе 1900 ч облучения 8-Вт излучением и после 2000 ч облучения 8,5-Вт излучением на 1,48 нм длине волны. Ожидается, что меньшей мощности лазерного излучения долговременная стабильность волокон составит >20 лет.

Проведено исследование влияния каскадирования нелинейностей 2-го порядка на характеристики кварцевого оптического волокна, в котором нелинейности 2-го порядка периодически созданы при полярном воздействии термического/эл. полей. С помощью уравнения связанных мод выведены аналитические выражения для нелинейного сдвига фазы полностью оптической коммутации при условии сильной оптической накачки в таком оптическом волокне. Оптимизировать нелинейный сдвиг фазы можно при соотв. выборе параметров.