Сети и системы связи

Сообщается об организации консорциума университетов Великобритании с целью разработки оптим. приемопередатчика оптических сигналов, используемого в составе системы сопровождения объекта в закрытом помещении. В составе передатчика используется решетка СД, возбудитель на КМОП элементах и оптическая система, используемая для формирования луча. В составе приемной части устройства используется решетка ФД с pin структурой, приемник на КМОП элементах и соответствующая оптическая система. Приведено детальное описание функциональных блоков устройства. Рабочая длина волны – 980 нм. Число используемых каналов – 7. В составе передатчика используется мощный полупроводниковый лазер с вертикальным резонатором.

Предложен метод устранения или ослабления сцинтиляций оптического сигнала, обусловленного турбулентностью атмосферы, в которой он распространяется. Метод основан на включении в состав приемных устройств параболических концентраторов оптического излучения, предложенных Уинстоном и Уэлфордом, достоинством упомянутых устройств является высокая эффективность при низкой стоимости. Для усреднения сцинцилляций на выходе приемного устройства предлагается использовать метод усреднения апертур. Предложенная методика достаточно эффективна при использовании высокой турбулентности среды.

Описаны измерения ширины полосы перекрестного насыщения длины волны сигнала в усилителях на легированном туллием волокне с одной накачкой с помощью 2-х различных длин волны накачки (1426 и 1050 нм) и модуля из волокна с высокой степенью легирования туллием. 1050 нм накачка оказывает меньший эффект перекрестного насыщения по сравнению с 1426 нм. Увеличение в перекрестном насыщении наблюдается, когда длина волны сигнала уменьшается в пределах S-диапазона. Экспериментально исследованы переходные характеристики усилителя с одной накачкой на 1050 нм. Результаты исследований м. б. использованы при проектировании волоконных усилителей для оптических систем связи S-диапазона.

Описывается устройство оптического приемопередатчика для волоконно-оптической связи. Обсуждаются вопросы реализации помехозащищенности работы устройства и описываются приемы борьбы с помехами вследствие превращения допустимых уровней принимаемых сигналов. Приводится описание различных вариантов построения структурных схем обеспечивающих необходимое качество работы станции в различных условиях эксплуатации.

Экспериментально исследована возможность использования ЛД с вертикальным резонатором, излучающего с поверхности, и со сдвоенным резонатором в качестве источника оптического излучения с разреженным спектральном мультиплексированием. Бинарные данные кодировались на каждой из 2-х продольных мод, которые могут независимо модулироваться путем инжекции тока в каждый резонатор. С использованием 1 лазера продемонстрирована передача данных в 2-х независимых каналах.

Представлены результаты исследования характеристик 2R (переусиливающего и изменяющего форму импульсов) оптического регенератора состоящего из насыщенного поглотителя, оптического волокна с высокой нелинейностью и оптический полосовой фильтр. Приведена структурная схема регенератора. Численными методами исследовано улучшение характеристик передачи квазилинейного импульса с высокой дисперсией и снижение помех при передаче, вызванных поляризационной дисперсией мод при использовании регенератора.

Рассмотрена сложность внедрения аппаратного обеспечения для традиционных оптических корреляционных приемников для систем связи многостанционного доступа с кодовым разделением каналов со сдвоенными жесткими оптическими ограничителями. Проведено сравнение характеристик корреляционных приемников и приемников, выполненных на чиповом уровне. Выведена вероятность возникновения однобитовой ошибки и пропускной способности обеих систем (без жестких ограничителей). Приведены блок-схема приемников.

Предложена конструкция для уплотнения и разуплотнения оптического сигнала с фильтрами для селекции по длине волны. Лучи света подаются на фильтры по каналам под определенным углом падения и при этом разделяются от лучей других оптических каналов или направляются совместно. Угол падения луча может регулироваться и точно устанавливаться при средней длине волны фильтра, используемого для многих длин волн. Предложенное устройство составлено из оптических волноводов, соединенных преобразующими элементами, включенными между волноводами и фильтрами.

Предложен новый подход к снижению флуктуаций амплитуды и временного дрожания синхроимпульсов, восстановленных из излучения лазера с внешней синхронизацией мод с помощью полупроводникового оптического усилителя, и вызванных влиянием структуры данных (pattern effect). Гребенчатый фильтр используется для предварительной обработки импульсов данных, которые затем инжектируются в лазер с внешней синхронизацией мод для восстановления синхроимпульса. Численный расчет для 40 Гбит/с восстановления синхроимпульсов показал, что этот метод очень эффективен для высокоскоростного восстановления синхроимпульсов на основе полупроводникового оптического усилителя.

Предложен метод, основанный на алгоритме Шара (Schar) для идентификации N-ричной рециркулирующей структуры из соединенных последовательно волоконно-оптических решеток. Коэф. связи и время задержки для N-ричной рециркулирующей структуры из соединенных последовательно волоконно-оптических решеток м. б. получены с помощью осциллографа входных и отраженных данных системы в целом. Для проверки достоверности метода составлена рециркулирующая структура из соединенных последовательно волоконно-оптических решеток 2-го порядка с коэф. связи 0,1 и 0,3687.

Представлены результаты теор. и эксперим. исследования 2-х электродных (200 мкм*300 мкм) 1,5 мкм полупроводниковых оптических усилителей, используемых в фотоприемниках. Путем анализа слабого сигнала из уравнения скорости выведены теор. уравнения детектирования, которые дают объяснение полученным результатам. Результаты исследования м. б. использованы при моделировании устройств на полупроводниковых оптических усилителях.

Предложен элемент, облегчающий ввод нескольких волоконно-оптич. кабелей (ВОК) во внутреннее (ограниченное) пространство каких-либо оптич. модулей или устройств. Элемент представляет собой две разъемные пластины, выполненные из прозрачного пластика и имеющие П-образную форму. Между пластинами расположен ряд прозрачных трубок, – тоже из пластика, – каждая из них предназначена для одного ВОК. Подводимые через внешние соединители ВОК поступают в “свои” трубки в “перекладинке” буквы “П”, а затем, входя в ее “ножки”, делятся на две группы и разводятся к различным участкам.

Модифицирован метод измерения дифференциальных модовых потерь. Предложена методика, позволяющая оценивать распределение оптич. потерь по сечению маломодовых световодов. Разработана установка, позволяющая измерять индикатрису излучения, рассеянного в световоде, в широком диапазоне углов при относительно небольшой введенной мощности зондирующего излучения. Созданы образцы световодов, обладающие рекордно низким для метода MCVD уровнем оптич. потерь.

Предложено новое устройство селективной по длине волны оптической коммутации, основанное на многократно каскадированных длиннопериодных волоконных дифракционных решетках. Представлены результаты его эксперим. исследования. Управление состояния включено и выключено для каждого канала м. б. осуществлено с помощью нагревателей в виде катушек, управляемых напряжением. К преимуществам устройства относятся его многоканальное функционирование, селективность по большому числу длины волн и регулируемая ширина полосы. Рассмотрены возможности применения устройства в оптических системах связи.

Рассматривается конструкция комбинированного кабеля, включающая несколько изолированных проводных каналов и волоконно-оптический канал. Конструкция кабеля содержит трубы из прочного металла и наружную герметизацию, обеспечивающую отсутствие утечки и уплотнение, изготовленное из полиэтилена или пропилена. Конструкция кабеля дает возможность комбинации проводов и оптических волокон, для чего отводы кабелей различного назначения защищены гибкими эластичными рукавами.

В приближенный скалярный метод распространения луча, основанный на методе конечных элементов, введено с качестве граничного условия совершенное согласование слоев для среды с произвольной анизотропией. Методика основана на методе конечных элементов для трехмерных анизотропных оптических волноводов с недиагональными элементами в тензоре диэл. проницаемости. Для случая широкоугольного распространения луча используется оператор аппроксимации Паде. Представлены результаты расчетов для случая распространения гауссовского луча в свободном пространстве и возбуждения гауссовского луча в трехмерном анизотропном оптическом волноводе.