Сети и системы связи

Представлены результаты эксперим. исследования полностью оптического коммутатора, основанного на фотонно-кристал. волокне. В эксперименте 25-км фотонно-кристал. волокно использовалось в качестве нелинейной среды с коэф. нелинейности ИПСИЛОН=36 Вт{-1}*км{-1} на 1550 нм длине волны. Спектр выходного импульса расширен из-за автомодуляции фазы. Продемонстрирована очень хорошая передаточная функция коммутатора. Разработанный коммутатор м. б. использован в качестве устройств восстановления формы импульса и преобразования длины волны. Результаты эксперимента показали, что применение фотонно-кристал. волокна позволяет осуществить миниатюризацию и интеграцию полностью оптических устройств.

Усовершенствованная конструкция спектрального фильтра, который предназначен для использования в оптических ИС, содержит волноводную структуру из трехмерного фотонного кристалла, в которой ограничена ширина центр. оптической области. Границы этой области имеют некоторую периодичность, вызванную технологией изготовления волновода оптической ИС. Предложена технология выравнивания границ области. В разработанной конструкции фильтра 2 волновода из фотонного кристалла располагаются последовательно друг за другом. 6 ил.

Описана конструкция встроенного полностью оптического полосового фильтра, основанного на блокаторе моды сердцевины полого оптического волокна с парой длиннопериодных волоконных дифракционных решеток. Теоретически и экспериментально подтверждено, что селективная блокировка моды сердцевины в области полого оптического волокна, расположенного между решетками, может обеспечивать каналы в полосе пропускания, соответствующие резонансным длинам волн длиннопериодных волоконных дифракционных решеток. Рассмотрены характеристики фильтра.

Описано оптическое штеккерное соединение, позволяющее соединить оптический волновод со штеккерным гнездом, закрепленным на столе, где установлен корпус с цилиндрическим отверстием для ввода направляющей шпильки штеккера и оптической части, передающей оптический луч. На конце волокна, передающего луч, сформирован цилиндр, конец которого прикрыт откидывающейся заслонкой. Направляющая шпилька вставляется до упора в корпус и при этом откидывается заслонка на волокне, волокно упирается цилиндром в светоприемную часть соединения и фиксируется защелкой. При расчленении штеккерного соединения защелка отводится в сторону и разъемная часть вынимается из гнезда. Разъем м. б. многожильным, направляя энергию по нескольким волноводам.

В оптических системах передачи с плотным спектральным мультиплексированием перекрестная ФМ, вызванная эффектом Керра, приводит к фазовому сдвигу и модуляции интенсивности в каждом канале, что в свою очередь ведет к произвольному изменению пропускной способности канала. Представлено уравнение пропускной способности канала в соотношении с перекрестной ФМ. Корректность и точность метода продемонстрированы с помощью численного моделирования.

Описаны результаты эксперим. адаптивной компенсации вплоть до 2-го порядка в 40 Гбит/с оптической системе многостанционного доступа с кодовым разделением, основанной на управлении по цепи ОС степенью поляризации. Вблизи 1560,5 нм рабочей длины волны лазерного источника излучения после компенсации наблюдалось существенного уменьшение диф. группой задержки и поляризационной дисперсии мод 2-го порядка. Исследована эффективность компенсатора поляризационной дисперсии мод. Время компенсации устройства составляет 30 мс.

Теоретически исследовано с помощью компьютерного моделирования влияние параметров дисперсии волокна на характеристики системы передачи среднего солитона, использующей фазочувствительный усилитель в качестве встроенных усилителей. Результаты моделирования показали, что из-за фазочувствительной природы усиления такого усилителя дисперсия волокна будет вызывать спад амплитуды солитонного импульса и увеличение его ширины. Более того, это приведет к образованию крыльев у импульса. Установлено, что чем больше дисперсия волокна, тем сильнее спад амплитуды импульса и его уширение.

Исследовано влияние локальных параметров на характеристики систем с плотным спектральным мультиплексированием. Для уменьшения перекрестных помех, вызванных четырехволновым смешением, и устранения искажений формы волны сигнала в магистральной волоконно-оптической системе передачи с уплотнением каналов по длине волны предложены методы, использование которых позволяют выбирать пригодные локальные параметры в линии с управляемой дисперсией более высокого порядка. Применение таких методов позволяет увеличить пропускную способность системы и улучшить ее характеристики.

Представлены результаты исследования временного сдвига, вызванного столкновениями солитонов в системах с уплотнением каналов по длине волны и слабо управляемой дисперсией. Рассмотрено изменение временного сдвига, внутриимпульсной ЧМ, временного положения и частоты солитана в системе с сильным управлением дисперсией при уплотнении каналов по длине волны. Показано, что временной сдвиг, вызванный столкновениями солитонов очень мал в системах со слабым и сильным управлением дисперсией, когда дисперсия среднего пути соответствует нулю.

Описаны характеристики передачи по волоконно-оптической линии с периодической компенсацией дисперсии оптических сигналов в форматах с возвратом к нулю и предварительной линейной ЧМ без (RZ) и с подавленной несущей (CS-RZ). Проведены исследования характеристик для обоих форматов с учетом конфигурации передатчика, в которой линейная ЧМ импульсов генерируется с помощью, как фазового модулятора, так и устройства линейно компенсирующего дисперсию. Представлены результаты анализа полученных результатов.

Коллинеарные акустооптические переключатели имеют свойство селективной по длине волны коммутации для спектрально мультиплексированных сигналов. Это свойств м. б. использовано для маршрутизации оптических пакетов в волоконно-оптических сетях связи с уплотнением каналов по длине волны. Исследовано применение коллинеарных акустооптических переключателей для процессора распознавания меток в системе оптической маршрутизации. Оптическая метка использует оптические коды, которые декодируются в спектральной области. Рассмотренный переключатель м. б. использован для распознавания метки путем использования множества переключений длины волны с РЧ управляющими сигналами на множестве частот. Переключенные и не переключенные сигналы обрабатываются с помощью сбалансированного фотоприемника.

Теоретически и экспериментально исследованы характеристики кольцевых сетей с уплотнением каналов по длине волны (WDM), основанных на усилителе на легированном эрбием волокне со свободной реконфигурацией оптического излучения усиленной спонтанной эмиссии. Показано, что при правильном проектировании сети и усилителя, лазерное излучение, генерируемое свободной рециркуляцией усиленной спонтанной эмиссии в петлевой сети, создает эффективный метод фиксации коэф. усиления, обеспечивая ограниченный диапазон мощностей сигнала при работе в режиме ввода-вывода спектрально мультиплексированного канала. Рассмотрена кольцевая сеть, составленная из 8-ми волоконных секций и 8-ми усилителей на легированном эрбием волокне.

Предложена вычислительная модель для расчета вероятностей блокировки многоволоконных оптических сетей связи с уплотнением каналов по длине волны. Выведена вероятность блокировки волокна, основанная на Марковской цепи, из которого вероятность блокировки линии выводится с помощью условных вероятностей. Вероятность блокировки оптического пути м. б. рассчитана с помощью рекурсивной формулы. Выведены выражения для вероятности блокировки сети. Результаты моделирования для различных конфигураций волокон-длин волн близко соответствуют численным результатам, основанным на предложенной модели.

В сетях связи, основанных на уплотнении каналов по длине волны, повреждение одной физ. линии может отвечать за повреждения множества логических линий. В результате, логические топологии с 2-мя соединениями, такие как кольца, маршрутизированные на спектрально мультиплексированной физ. топологии, м. б. разъединены после повреждения одной физ. линии. Предложена методика проектирования физ. топологий, которая обеспечит живучесть логических колец. Особый интерес это может представлять для городских волоконно-оптических сетей связи с уплотнением каналов по длине волны. Определены необходимые условия для такой топологии.

Предложен способ присвоения длин волн в волоконно-оптической сети связи с уплотнением большого числа длин волн и их фиксированной маршрутизацией. Проведен анализ характеристик различных алгоритмов. Проведено моделирование с помощью линейного программирования различных топологий оптических сетей связи (кольцевых, ячеистых и т. д.). Проведена оценка вероятности блокировки. Результаты исследований показали, что применение разработанного присвоения длин волн позволяет снизить вероятность блокировки и улучшает характеристики сети.

Представлен обзор технологий и методов, которые были использованы для развертывания магистральных волоконно-оптических систем с уплотнением каналов по длине волны, а также разрабатываемые технологии, которые м. б. использованы для след поколения систем с уменьшенной стоимостью. Рассмотрены форматы модуляции, кодирование, а также усилители на легированном эрбием волокне. Показано, что м. б. построены системы с плотным спектральным мультиплексированием с пропускной способностью ЭКВИВТбит/с на волокно транс тихоокеанской протяженностью.