Сети и системы связи

Предлагается использовать виртуально отображенные фазированные решетки для одновременной компенсации хроматической дисперсии во множестве каналов, разделенных по длине волны. Виртуально отображенные фазированные решетки создаются с помощью наклоненного эталона при совершенно отражающей поверхности с одной стороны и при частично пропускающей поверхности на др. стороне. Большая угловая дисперсия, создаваемая эталоном преобразуется с помощью линз и зеркала в хроматическую. С помощью численного моделирования проведена оценка вносимых потерь и ширины полосы компенсатора хроматической дисперсии на фазированных решетках.

Предложен новый ЛД с внешним резонатором и волоконной решеткой Брэгга, способный создавать множество длин волн по стандарту МСЭ. Фильтр Фабри-Перо, имеющий воздушный зазор, с максимумами передачи на длинах волн по стандарту МСЭ введен во внешний резонатор. Когда длина волны решетки Брэгга подстроена к максимуму передачи фильтра с помощью подстраивающего луча, лазерный источник генерирует длины волн по стандарту МСЭ. Представлены результаты экспериментов, в которых получено 7 длин волн. Предложены способы улучшения качества спектра ЛД.

Рассмотрены тенденции в разработке оптических коммутаторов с большим числом портов. Представлен обзор современных технологий, используемых при их изготовлении. Обсуждаются используемые на практике архитектуры оптических коммутаторов, их конфигурации, элементы коммутации и т. д. Описана конструкция компактных и стабильных оптических кросс-коммутаторов, в которых используются 3-мерные микроэл.-мех. системы в качестве контроллеров. Такие кросс-коммутаторы являются ключевыми компонентами оптических сетей связи. Приведены примеры их применения.

Описан высокоэффективный монолитно интегрированный оптический переключатель с интерферометром Маха-Цендера, основанный на 1,5 мкм InGaAs-AlGaInAs квантово-размерной структуре. Рассмотрена технология изготовления устройства с помощью смешивания квантовых ям при отжиге SiO[2]. Проведена оценка изменения показателя преломления, вызванного инжекцией тока и приложенной эл. поля, основанного на интерферометре Маха-Цендера. Устройство с активной длину ЭКВИВ400 мкм в одной из плеч интерферометра имеет коэф. экстинкции>=20 дБ. Разработанное устройство м. б. использовано в оптических системах связи.

Представлен штеккерный разъем для комбинированного кабеля, в котором несколько оптических волокон и много эл. проводов, идущих под защитой единого корпуса, прикрывающего пары, составленные из букс и штеккеров, и удерживающего эти пары. В центре разъема с 2-х сторон проходит канал в виде цилиндра, вдоль которого проведен оптический волновод. В промежутке между оптическим волноводом и внешним корпусом кабеля расположены контактные элементы, через которые из разъема выходят эл. провода. Контактные элементы одновременно выполняют роль коаксиальных механических элементов для закрепления оптического волновода.

Предложен оптический кабель с внешней оболочкой, внутри которой расположена цилиндрическая арматура, выполненная из синтетической смолы, армированной метал. проволокой или стекловолокном с целью повышения мех. прочности. По образующей цилиндра в арматуре прорезана щель заданной ширины с целью обеспечения доступа к оптическим волокнам, которые находятся внутри арматуры. Промежутки между волокнами заполнены уплотняющим материалом.

Предложена двунаправленная линия радио-по-волокну, в которой применяются: оптическая передача по нисходящей линии с оптическим умножением частоты, генерация с применением удаленного гетеродина, дистанционное преобразование частоты с понижением РЧ сигналов в восходящем направлении и оптическая передача по восходящей линии, использующая прямое детектирование с модуляцией интенсивности. Эксперименты продемонстрировали оптическое преобразование частоты с повышением радиосигнала в формате 64-уровневой амплитудной манипуляции вплоть до 17,8 ГГц после передачи по 4,4-км многомодовому волокну, 12,5- и 25-км одномодовому волокну в нисходящей линии. Проведена оценка характеристик восходящей линии с учетом потерь, вызванных преобразованием с понижением.

Разработаны волоконно-оптические линии с высокими характеристиками, которые м. б. использованы при проектировании рентабельной 2,5 G cdma2000 сотовой сети связи. 36 трехсекторных несущих многостанционного доступа с кодовым разделением каналов передавались с помощью волоконно-оптических линий с динамическим диапазоном >18 дБ, удовлетворяя IS-97 побочным условиям. Разработана модель cdma2000 сотовой сети связи, использующей волоконно-оптические линии. Приведены параметры ВОЛС.

Предложена новая технология для передачи в линии связи Земля – летательный аппарат в системах распределения радио-по-волокну. Технология использует дистанционное преобразование частоты с понижением для данных линии связи, чтобы создать промежуточную частоту в базовой станции. Сигнал гетеродина для преобразования частоты с понижением оптически генерируется в центр. станции и посылается к базовой станции по оптическому волокну. Данные в линии связи на промежуточной частоте затем модулируются на оптической несущей, выделяется из сигнала линий “вниз” и посылается в центр. станцию, где производится преобразование ширины полосы.

Разработан метод подавления нелинейных искажений в оптической системе с передачей по оптическому волокну радиосигналов с прямой ФМ, в котором используется взаимодействие между нелинейностями ЛД с прямой ФМ и с дискриминатором оптической частоты. Такое взаимодействие позволяет подавлять интермодуляционные искажения 3-го порядка. Теоретически исследовано отношение несущая/шум плюс искажения и показан метод управления дискриминатором оптической частоты типа интерферометра Маха-Цендера для реализации предложенного метода.

Предложена и успешно продемонстрирована передача когерентной нагрузки оптического многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (OCDMA) по сети с коммутацией оптических пакетов. Успешно осуществлена работа узла сети с когерентной OCDMA нагрузкой. Была проверена достоверность работы гибридного устройства, использующего планарную оптическую ИС и кодер/декодер на сверх структурированной волоконной решетке Брэгга, для кодирования/декодирования пакетной метки и OCDMA нагрузки. Осуществлена передача без ошибок (коэф. ошибки .

Многоскачковые сети являются наиболее вероятными кандидатами для реализации высокоскоростных сетей связи в диапазоне от объединительной сети для групповых вычислений до общегородской сети. Кроме использования отражающей маршрутизации для разрешения конкуренции м. б. применены оптические ЗУ для улучшения характеристик оптических многоскачковых сетей связи и для снижения или устранения потребности в оптоэлектронном преобразовании. Показано, что увеличение традиционной сети типа Manhatten Street Network с помощью оптических ЗУ позволяет значительно улучшить характеристики сети.

Представлены результаты исследования характеристик сетей связи с оптическим кодовым/спектральным мультиплексированием. Рассмотрена вероятность блокировки в сети с двухмерной маршрутизацией по коду/длине волны. Установлено, что преобразование кода и длины волны позволяет улучшить реконфигурируемость, восстановление и защиту оптического слоя в сети. Исследованы характеристики блокировки сети при различных условиях преобразования. В закрытой форме выведено уравнение, описывающее вероятность блокировки. Показано, что анализ, проведенный для двумерной маршрутизации м. б. расширен на случай сети связи с N-мерной маршрутизацией.

На основании анализа зарубежного опыта выбран двухуровневый подход к построению сети КТВ, в соответствии с которым аналоговая транспортная сеть для передачи пакета ТВ-каналов совмещена с мощной сетью передачи данных в первичных и распределенных узлах. В указанных узлах начинается двунаправленная сеть доступа, построенная по волоконно-оптической технологии. ОАО “Комкор” построило сеть доступа, которая насчитывает сейчас ЭКВИВ90 тыс. квартир в г. Москве. В проект сети заранее закладывалась возможность оказания интерактивных услуг.

Оптические шины с мультиплексированием каналов во временной области используются в сетях ЭВМ, высокопроизводительных маршрутизаторах и коммутаторах, в подсистемах межпроцессорной связи параллельных компьютеров. Для построения более компактной схемы адресации предлагается использовать метод совпадающих импульсов. Представлены оптим. схемы адресации, разработанные на основе предложенного метода. Новые схемы адресации улучшают использование ширины полосы оптических волноводов и масштабируемость оптической шины с мультиплексированием во временной области.

Продемонстрирована передача без ошибок с плотным спектральным мультиплексированием 40-ка 40 Гбит/с каналов со 100 ГГц разнесением по 10000 км оптическому волокну с управляемой дисперсией. При передаче использовались сигналы в формате с возвратом к нулю с подавленной несущей и относит. фазовая манипуляция, усовершенствованный код прямого исправления ошибок и пролеты, осуществляющие полностью рамановское усиление со 100-км наземными участками. Приведена структурная передатчика, создающего оптические сигналы в формате с возвратом к нулю с подавленной несущей и относит. фазовой манипуляцией.