Сети и системы связи

Показана возможность полностью оптического переключения фундаментальных солитонов в кубично-нелинейных туннельно связанных волноводах слабым сигналом другой несущей частоты, причем это переключение происходит из одного волновода в другой. Такое “разночастотное” переключение позволяет осуществлять сверхбыстрое полностью оптическое управление потоком солитонов (в том числе их появлением в заданных временных окнах), что имеет огромное значение для ультрасовременных солитонных линий связи. Оно также позволяет преобразовывать (с большим усилением) слабую модуляцию сигнальных импульсов в сильную модуляцию последовательности солитонов на другой нужной несущей частоте. Амплитуда сигнала гораздо меньше амплитуды солитона, поэтому модулюцию и управление сигналом можно легко осуществлять (даже с помощью электрооптики) со скоростью гораздо большей, чем при обычном управлении потоком солитонов электрооптическими методами. Затем эта сверхплотная информация с сигнальной волны (сигнальных импульсов) автоматически, без потери в скорости переноса и передачи информации, вносится в поток солитонов.

Лазерные спутниковые системы связи получили в последнее время широкое распространение. В таких системах существенное влияние на ее характеристики оказывает вибрация, которая вызывает угловой шум при наведении лазерного луча. Данный шум соизмерим с шириной лазерного луча. В результате значительная часть оптической мощности между передатчиком и приемником теряется, а коэф. однобитовой ошибки возрастает. Направление лазерного луча корректируется скоростным отклоняющим зеркалом. Предложены 2 подхода к управлению скоростным отклоняющим зеркалом. Проведено моделирование характеристик каждого из подходов.

От ЛД для линий передачи данных на пластмассовых оптических волокнах требуется стабильная работа в течении >200000 ч при 60°C, мощность ЭКВИВ5 мВт и скорость передачи >1 Гбит/с. Однако, коммерчески доступные ЛД с 660-нм диапазоном не отвечают этим требованиям. Путем оптимизации условий выращивания кристалла и структур устройств были успешно изготовлены высоконадежные ЛД со скоростью передачи ЭКВИВ1,25 Гбит/с. Среднее время работы до отказа составило 800000 ч. Эти результаты показали, что такие ЛД м. б. использованы для линий передачи данных на пластмассовых оптических волокнах.

Продемонстрированы сверхмощное усиление и одноступенчатое сжатие на основе волокна импульсов волоконного кольцевого лазера с полупроводниковым оптическим усилителем бегущей волны. Лазер оптически синхронизирован по моде с помощью инжекции в обратном направлении излучения полупроводникового оптического усилителя бегущей волны с темной оптической гребенкой на частоте следования импульсов ЭКВИВ10 ГГц. Длительность импульсов лазера уменьшается с 5,4 до 3,9 пс с помощью компенсирующего дисперсию волокна длиной 75 м. При одноступенчатом волоконном сжатии, когда волокно намотано на катушку, импульсы кольцевого лазера со средней входной мощностью 1,7 Вт м. б. сжаты до ширины импульса ЭКВИВ410 фс.

Представлены результаты эксперим. исследования влияния фильтрации в приемнике на шум интенсивности в некогерентной оптической системе с вырезанным спектром, в которой используется полупроводниковый оптический усилитель для уменьшения шума. Спектральная фильтрация выхода полупроводникового оптического усилителя ухудшает качество сигнала, уменьшая преимущества от его использования. Однако, узкополосные фильтры требуются для уменьшения перекрестных искажений в системах с высокой плотностью расположения каналов. Определены характеристики этих компромиссов. Найдена оптим. ширина полосы приемника для изменяющейся конфигурации разнесения каналов в системе с уплотнением каналов по длине волны и с выделенным спектром.

Предложен интерферометр с оптической задержкой для компенсации искажений сигналов в ЛД с распределенной ОС и прямой модуляцией. Эксперименты с интерферометром показали улучшение формы импульсов за счет подавления выбросов на фронте импульсов в лазерах с прямой модуляцией. Потери мощности уменьшены на 1 дБ. Результаты численного моделирования для компенсации искажений формы волны совпадают с данными эксперим. исследований. Приведена структурная схема интерферометра с оптической задержкой.

Предложенный модуль с регулируемой поляризационной дисперсией мод 2-го порядка состоит из перем. линии диф. групповой задержки (изменения от тау{min}[variable] до тау{max}[variable]), контроллера состояния поляризации и сегмента оптического волокна с высоким двулучепреломлением с величиной диф. групповой задержки тау[fixed]. Для описания системы использовалась переходная матрица Мюллера. По результатам моделирования построено 2 модуля. Приведены результаты измерения их характеристик. Рассмотрены перспективы использования модулей в высокоскоростных оптических системах связи.

Показано, что в лазерах с сильной внутрирезонаторной дисперсией очень сложно получить последовательность коротких импульсов хорошего качества, поскольку в таких лазерах импульс не воспроизводит сам себя после одного или нескольких обходов резонатора. Тем не менее, работа таких лазеров возможна в особом режиме, когда последовательность импульсов воспроизводит себя после прохождения определенного расстояния, названного длиной Тальбота, поскольку вызвано пространственным эффектом Тальбота. Рассмотрены особенности и условия работы лазера в таком режиме, что экспериментально показано на примере лазера с длинным волоконным резонатором. Н. А. Без.

Рассмотрено устройство ввода/вывода спектрально мультиплексированных каналов для многоволновой оптической системы. Устройство включает набор линз, мультиплексор длин волн на планарной дифракционной решетке и коммутируемую решетку микрозеркал для отдельных длин волн многоволнового сигнала между режимом передачи и режимом отражения. Диффракционная решетка уплотняет многоволновый оптический сигнал по углу в одном направлении, а отдельные длины волн обрабатывается к дифракционной решетке и направляется к дифракционной решетке др. направлении. Микрозеркала отражают выбранные длины волн.

Компания Agilent Technologies Inc. представила два новых миниатюрных волоконно-оптических трансивера (small form pluggable – SFP), рассчитанных на работу со скоростями 2 Гб/с и предназначенных для сетей стандарта Fibre Channel, обеспечивающих хранение данных (storage area networks – SAN). Новые трансиверы имеют расширенный диапазон рабочих температур и напряжений питания, а также снабжены специальным механизмом, облегчающим операцию отсоединения трансивера от платы.

Представлена логическая схема на переключателях тока, выполненная по MOS технологии с ОС, предназначенная для режима работы с высоким быстродействием CMOS транзисторов. Представленная логическая схема более толерантна к флуктуациям порогового напряжения по сравнению со станд. логической схемой на переключателях тока, выполненной по MOS технологии, и м. б. использована для ГГц режима работы CMOS транзисторов с субмикронной глубиной. С помощью такой логической схемы изготовлены ИС 8:1 мультиплексора и 1:8 демультиплексора для волоконно-оптических линий систем связи. Проводится сравнение вновь изготовленных ИС и ранее предлагавшихся и выполненных по др. технологиям.

Совершенствуется система автоматического контроля мощности излучения оптических источников для оптической связи. Обычная система контроля использует ответвление части выходной мощности на фотоприемник контрольной цепи, усиление сигнала с фотоприемника, сопоставление сигнала с парой контрольных (выше и ниже интервала допустимых значений), прохождение участков обработки сигналов, выработку управляющего сигнала для блока питания оптического источника. Предлагается увеличить число контрольных значений до 4-х и более с тем, чтобы перейти на использование цифровой обработки результатов сопоставления. 4 ил.

Приведена структурная схема модифицированного обнаружителя повреждений оболочки волоконно-оптического кабеля. Подробно рассмотрен принцип работы устройства. Представлен расчет быстродействия устройства. Устройство повышает точность контроля оболочки за счет прогнозирования состояния волоконно-оптического кабеля, уменьшает вероятность ошибки путем применения помехозащищенных кодов, повышает надежность аппаратуры.

Представлены результаты измерения состояния поляризации в оптическом волокне воздушной линии зимой и летом. Сделана корреляция между изменением состояния поляризации и текущей погодой для установления причины самых быстрых флуктуаций состояния поляризации. Установлено, что самые быстрые изменения д. б. быстрее, чем 10 мс из-за ограничений по разрешению при измерениях. Приведена структурная схема эксперим. установки для полевых измерений поляризационной дисперсии оптического волокна.

Промышленное применение полимерных оптических волокон требует высокой надежности оптической передачи данных. Поэтому необходимо исследование характеристик таких волокон в экстремальных условиях окружающей среды. Для этих целей требуется специфическое измерительное оборудование. Описана конструкция и практическое применение мультиплексора для измерений оптической передачи. Представлен оптический рефлектометр во временной области для исследования повреждений.

Описан обобщенный подстраиваемы оптический фильтр с соединенными между собой устройствами обработки, таким как интерферометрические устройства Маха-Цендера с уникальными плечами и устройства с кольцевыми резонаторами. Каждый обрабатывающий элемент характеризуется параметрической длиной. Оптический фильтр подстраивается путем установки приводных механизмов в обрабатывающих элементах. Каждая установка соответствует заданному отклику хроматической дисперсии и мультиплексирования с вводом/выводом. 9 ил.