Сети и системы связи

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.

Представленные результаты эксперим. исследований показали, что при передаче РЧ поднесущих с квадратурной АМ в субактивном частотном диапазоне эл.-абсорбционный модулятор, интегрированный с передатчиком на лазере с распределенной ОС, м. б. модулирован со значительно большим (в 2,5 раза) коэф. модуляции без каких-либо искажений сигнала внутри полосы по сравнению с непосредственно модулируемым или модулируемым внешним модулятором (использующим LiNbO[3] модулятор Маха-Цендера) лазером с распределенной ОС в 1,55 мкм диапазоне. Результаты приведены для сигналов с квадратурной АМ, но метод м. б. использован и для др. форматов цифровой модуляции РЧ поднесущих.

Представлены результаты исследования тепловых эффектов в широко подстраиваемых лазерных передатчиках, основанных на интегрированной одночиповой конструкции. Чип содержит лазер с распределенным отражателем Брэгга со стробированной дифракционной решеткой, монолитно интегрированный с полупроводниковым оптическим усилителем и эл.-абсорбционным модулятором. С помощью моделирования и экспериментально оценено тепловое полное сопротивление ребристой структуры. Исследованы тепловые перекрестные искажения между секциями. Разработана модель для моделирования температурного профиля эл.-абсорбционного модулятора и характеристик устройства.

Разработан компактный и надежный модуль на ЛД, который м. б. использован для накачки Nd:YAG лазеров для оптических межспутниковых линий связи. Для повышения надежности системы в модуле используется 2 ЛД и делитель луча по состоянию поляризации. Для обнаружения повреждений применяется встроенный ФД. Исследована эффективность связи и точность монтажа компонентов ЛД. Система пассивного охлаждения выбрана из-за того, что в космосе непригодна жидкостная система. Приведены характеристики модуля и рассмотрена его мех. конструкция.

Рассмотрен один из вариантов оптического передатчика, имеющего модулятор, размещенный между парой оптических усилителей. Такая конструкция передатчика снижает отношение С/Ш и имеет относительно высокую выходную мощность. В др. варианте передатчика оптический усилитель размещается между лазерным источником несущей и модулятором, но усилитель с оконечным модулятором опускается. Предложенные оптические передатчики м. б. использованы в аналоговых (КТВ) и цифровых волоконно-оптических системах связи.

Предложена простая конструкция оптического передатчика для наложения 10-Гбит/с сигналов в формате относит. фазовой манипуляции на 10-Гбит/с сигналы в формате инверсного возврата к нулю (DPSK/Inv-RZ). Предложенное устройство содержит модулятор интенсивности Маха-Цендера с 2-мя приводами и оптический модулятор фазы. Экспериментально численно определены характеристики передатчика. Подробно рассмотрен принцип работы устройства, отличающегося простотой и рентабельностью.

Представлены 2.5 Гбит/с монолитные ИС для оптического передатчика и оптического приемника, выполненные по 0,35 мкм технологии комплементарного металл-окисел-полупроводник транзистора (CMOS). Передатчик, который включает 4:1 мультиплексор и драйвер ЛД, имеет 4 622-Мбит/с произвольных сигнала в качестве его входов и создает 2.5-Гбит/с управляющий сигнал в качестве выхода. Приемник обнаруживает 2.5-Гбит/с произвольный сигнал и создает 4 622-Мбит/с сигнала на выходе. Основные схемы включают усилитель напряжения, управляемый током, усилитель-ограничитель и схему восстановления данных и синхроимпульса.

Предложена схема компенсации поляризационной дисперсии мод более высокого порядка, использующая контроллер поляризации и модулятор фазы в передатчике, так же как традиционный компенсатор дисперсии 1-го порядка в приемнике. Экспериментально продемонстрирована эффективность такого подхода для 10 Гбит/с передачи оптических сигналов в формате без возврата к нулю по ВОЛС со средней поляризационной дисперсией мод ЭКВИВ50 пс. В условиях более высокой поляризационной дисперсии мод потери мощности в системе м. б. уменьшены с ЭКВИВ4 дБ, которые достигаются при использовании только компенсатора дисперсии 1-го порядка, до 1 дБ с помощью данного метода.

Разработаны и практически реализованы 2 схемы интерфейса ввода/вывода, предназначенные для функционирования со скоростью ЭКВИВГбит/с на вывод и полностью совместимые со стандартом диф. сигнализации по низкому напряжению. Благодаря методу диф. передачи и небольшому размаху напряжения стандарт диф. сигнализации по низкому напряжению позволяет осуществлять передачу с высокими скоростями одновременно при низком потреблении мощности. В предложенной схеме передатчика достигнута требуемая толерантность по выходных уровней по пост. току к изменениям температуры и напряжения источника питания. Приведена схема приемника. Разработанные схемы изготавливались по CMOS технологии.

Одним из первых шагов при проектировании ВОЛС, являющейся составной частью системы СКТ, является выбор оптического оборудования. Наиболее дорогостоящим компонентом ВОЛС является оптический передатчик, к которому предъявляется ряд требований. Одним из важнейших является требование к отношению “несущая/шум” (C/N), формируемому на выходе оптического передатчика. Даются практические советы по выбору оптического передатчика с точки зрения его шумовых параметров.

Учитывая рыночный успех оптической системы передачи LightFlash, компания VECTOR представила систему нового поколения, предназначенную для использования в современных HFC сетях с расширением транспортной полосой, позволяющих предоставлять абонентам новые прибыльные услуги. Она включает как пассивные, так и активные устройства, работающие в полосе прозрачности 1310 и 1550 нс с применением технологий DWDM и CWDM, а также осуществляет оцифровывание сигнала при его передаче в обратном канале. Возможность реализации архитектуры EttX с использованием наложения CWDM и организации прозрачного Ethernet-канала создает условия для внедрения на местном рынке экономически эффективных систем доставки прибыльных приложений. Система LightFlashII создание на базе OEM соглашения с американской компанией Aurora Networks – одним из основных поставщиков оптического оборудования в мире. Благодаря своим положит. качествам, оптическая система LightFlashII прекрасно работает совместно с оптическим узлом GAMMA, производимым компанией Vector.

Разработан метод генерации оптического сигнала в формате манипуляции с миним. сдвигом. Метод реализуется в несколько шагов: генерация с помощью лазера оптического сигнала, используя сигнал в формате без возврата к нулю, с заданной скоростью передачи; и модуляция фазы оптического сигнала лазера с помощью синусоидального сигнала с половиной частоты скорости передачи. Приведена структурная схема передатчика, предназначенного для цифровых систем передачи, в которых передача осуществляется по оптическим линиям. Вместо сигнала в формате без возврата к нулю и синусоидального сигнала м. б. использованы 2 сигнала в формате с возвратом к нулю, при этом один из сигналов задерживается. 3 ил.

Рассмотрено несколько областей возможного применения высокопроизводительных ЛД с вертикальным резонатором, излучающих с поверхности, для линий, передающих оптические данные. Реализованы устройства, излучающие на 850 и 980 нм длине волны, в GaAs-AlGaAs или в InGaAs-AlGaAs. Показаны результаты эксперим. передачи 10 Гбит/с оптических сигналов на 830 нм длине волны по новому многомодовому кварцевому волокну с большой шириной полосы длиной до 1,6 км. Рассмотрены 1*10 решетки лазеров для осуществления межсоединений на платах.

Представлены результаты исследования влияния уменьшенного управляющего напряжения в 10 Гбит/с оптическом дуобинарном передатчике со 100% до 25% от полного качания 2V[пи] модулятора Маха-Цендера. Уменьшение управляющего напряжения увеличивает коэф. затухания сигнала и уменьшает сложность передатчика, сохраняя высокие допустимые значения хроматической дисперсии, присущие этому методу модуляции. Экспериментально осуществлена передача данных при скорости 10 Гбит/с с 25% от полного качания мощностью по 185 км пролету без ретрансляторов из стандартного одномодового волокна без компенсации дисперсии при небольших потерях чувствительности.

Проведен всесторонний анализ эл-оптического отклика эл-абсорбционного модулятора на квантово-размерной структуре, интегрированного с микроволновыми копланарными волноводами. Проведено сравнение предсказанного эл-оптического отклика для слабого сигнала с результатами измерений. Продемонстрировано влияние фототока на коэф. динамического затухания. Результаты исследований м. б. использованы при проектировании оптических передатчиков для высокоскоростных волоконно-оптических систем связи широкого применения. Приведена модель сети передачи оптического излучения и сигналов микроволнового диапазонов.

Анализируется возможность использования перестраиваемых в широких пределах лазерных излучателей для коммуникации и управления в будущих полностью оптических системах с плотным спектральным мультиплексированием (DWDM), в частности, для построения системы адресации по длине волны. Описывается структура лазерного излучателя, содержащего 4 секции. Управляемые ответвитель и отражатель служат для грубой перестройки по длине волны, что обеспечивает на стройку на любой из спектральных каналов в C-диапазоне с шагом 50 ГГц, а фазовая секция – для точной настройки и двухпозиционной ЧМ в пределах каждого канала системы. Приводятся результаты эксперим. исследования, показывающие достаточные для целей адресации диапазон и скорость перестройки.