Сети и системы связи

Совершенствуются конструкции волоконно-оптических кабелей. Целью является повышение защиты волокон кабеля от внешних воздействий (окружающей среды и влаги). С этой целью в предлагаемых конструкциях используется, по возможности, макс. количество разнотипных средств защиты. Волокна кабеля объединяются по группам. Это м. б. жгуты волокон или волоконные ленты; внутри оболочек жгутов и лент содержится наполнитель. Представлены отдельные варианты размещения волоконных жгутов или лент внутри кабелей. Полный комплект волокон помещается в водонепроницаемые упрочняемые УФ-излучением пластиковые оболочки. Материал пластика содержит включения, поглощающие воду. След. оболочка имеет шов, но его конструкция предусматривает повышенную герметизацию шва. Полимерный материал внешней оболочки кабеля также выбирается с учетом водостойкости. Предлагаются конкретные варианты приемлемых материалов, конструкции швов с повышенной герметичностью, возможные технол. линии изготовления кабелей предложенных конструкций.

Технология наведения мех. напряжения м. б. использована для подстройки двулучепреломления SOI волноводов для создания коммерчески доступных устройств с высокой устойчивостью к изменениям состояния поляризации, в производстве которых используется только станд. процессы на основе кремния. С уменьшением размеров устройства и высоким контрастом показателей преломления двулучепреломление волноводов становится повышенно чувствительным к геометрии устройства. По этой причине следует устранить двулучепремломление волновода путем подстройки профиля волновода. Приведены результаты систематических исследований двулучепреломления, наведенного мех. напряжением в SOI волноводах. Изготовлен поляризационно нечувствительный демультиплексор на дифракционной решетке из массива SOI волноводов.

Представлен эксперим. и теор. анализ статистики распределения поля при распространении излучения в многомодовом волокне с некруглым поперечным сечением. Показано, что в спекл-режиме экспериментально измеренные статистич. свойства распределения интенсивности хорошо объясняются гипотезой “произвольного гауссова пучка”. Приведено сравнение с результатами, полученными в случае регулярного распространения волн в оптич. волокне с круглым сечением. Библ. 44.

Предложено использовать драматическое изменение в модальном двулучепреломлении с длиной волны, замеченное в сотовых волокнах , для исследования поляризационной связи мод, которая возникает вдоль волокна. Эту связь мод можно успешно наблюдать с использованием интерферометрического метода на 823, 973, 1312 и 1547 нм длине волны. Исследовано соотношение между коэф. связи и разницей постоянных распространения для 2-х ортогонально поляризованных мод. Исследованы волокна с эллиптической сердцевиной, эллиптической оболочкой и типа PANDA. Результаты моделирования были подтверждены экспериментально.

Представлены результаты эксперим. 16-канальной передачи без ошибок на 50 км с помощью устройств с грубым спектральным мультиплексированием в диап. 1310-1610 нм по одномодовому оптическому волокну с низким водным максимумом, соответствующему стандарту G.652.C, при скорости передачи ЭКВИВ2,5 Гбит/с на канал. Агрегатная пропускная способность оказалась на 33% больше у системы на данном волокне по сравнению с системой, использующей станд. одномодовое волокно. Экспериментально показано, что применение лавинного ФД в приемнике позволяет увеличить протяженность линии передачи до 70 км. Приведена структурная схема эксперим. установки, в которой использованы 16 передатчиков на неохлаждаемых лазерах с распределенной ОС парой 16-канальных модулях мульти/демультиплексоров.

Для получения высокой производительности при широкой полосе частот передачи и длительных задержках был предложен высокоскоростной протокол TCP – HSTCP (High-Speed TCP). Исследована производительность протокола HSTCP в условиях, когда магистральная сеть работает по технологии коммутации оптических пачек OBS (Optical Burst Switching). Исследования показали, что при OBS время сбора небольших пачек и доля потерь больших пачек могут привести к снижению производительности HSTCP. Однако в любом случае протокол HSTCP работает лучше протокола TCP.

Развитие услуг сети Интернет на основе протокола IP и широкое распространение волоконно-оптических сетей с разделением каналов по длине волны приводит к постановке задачи, получившей название “оптическая сеть Интернет”. В связи с этим была предложена архитектура управления, объединяющая уровень пакетов и оптический уровень с целью повышения эффективности сети и упрощения ее эксплуатации. Исследуются сетевые приложения, использующие межуровневую информацию, и управляющие интерфейсы такой архитектуры. Обсуждается их важность для разных поставщиков услуг связи и их соответствие моделям архитектур.

Чувствительность к состоянию поляризации ухудшает характеристики многих оптических устройств в сетях с коммутацией оптических пакетов. Исследована чувствительность к состоянию поляризации для полностью оптической замены метки. Предложен и продемонстрирован поляризационно-нечувствительный фазовый модулятор для полностью оптической замены метки. Приведена структурная схема эксперим. установки, с помощью которой получена поляризационная чувствительность потерь мощности для замены метки .

Предложен новый многоприоритетный протокол резервирования для сети доступа на пластмассовом оптическом волокне, основанной на технологии оптического многостанционного доступа с кодовым разделением каналов. В станд. системах оптического многостанционного доступа с кодовым разделением допускается конечное число узлов для одновременной передачи и доступа в соответствии с числом каналов, ограниченным коэф. ошибок. Для разрешения этой проблемы предлагается новый многоприоритетный протокол резервирования. С помощью схемы резервирования и алгоритма распределенного арбитража м. б. устранены столкновения каналов и конфликты назначений. Протокол может эффективно поддерживать передачу мультимедийных сообщений, которые требуют различных времен задержки.

Представлены результаты эксперим. определения на испытательном стенде характеристик городской масштабируемой ячеистой сети с уплотнением каналов по длине волны с 5-ю узлами. Исследовано использование в каждом узле как предусилителей, так и оконечных усилителей. Показано, что существенное улучшение бюджета мощности (на 2 дБ) достигается, когда усилители размещаются на входных портах узла. Приведена структурная схема измерительной установки.

По сравнению с микроволновой системой связи лазерная система связи в свободном пространстве имеет ряд преимуществ, такие как большая пропускная способность, малая потребляемая мощность, небольшой объем оборудования и его малый вес. Описаны основные принципы лазерной связи в космосе. Рассмотрены ключевые технологии, использованные при создании источников излучения высокой мощности, защищенных от помех приемников оптических сигналов высокой чувствительности, систем наведения, обнаружения и сопровождения, используемых при построении линии связи. Отмечено, что лазерные системы связи в свободном пространстве находят широкое применение, как в военной, так и в коммерческой области.

Предложена конструкция 1,25-Гбит/с приемника, работающего в режиме пачек, для передачи в восходящем направлении поверх Гбит/с пассивных оптических сетей связи (GPON). Приемник со связью по пост. току использует одинаковое устройство 3-х усилителей-ограничителей для преобразования входного сигнала, передаваемого в виде пачки. Чип приемника был изготовлен по технологии 0,35 мкм SiGe BiCMOS. Приемник содержит лавинный ФД с коэф. усиления равным 6 и усилитель напряжения, управляемый током. Чувствительность приемника составила -32,8 дБм, а динамический диапазон – 23,8 дБ.

Представлены результаты исследования сосредоточенных волоконных рамановских усилителей, основанных на оптическом волокне с высокой нелинейностью, для 4- и 8-канальных волоконно-оптических систем передачи с разреженным спектральным мультиплексированием. С использованием разработанного усилителя была успешно реализована 4-канальная передача по станд одномодовому оптическому волокну длиной 150 км при разреженном спектральном мультиплексировании. Такие системы передачи м. б. использованы при построении городских сетей связи и сетей доступа.

Представлены результаты эксперим. исследования модуля усилителя на легированном эрбием волноводе с фиксированным усилением С-диапазона, использующего прямую оптическую ОС с волоконной решеткой Брэгга, рабочим диапазоном с 1530 до 1560 нм. Наблюдалось 0,3 дБ изменение миним. мощности на 1550 нм при 10 дБм изменениях мощности выходного сигнала. Также были экспериментально исследованы характеристики фиксации усиления при различных условиях функционирования. Приведены: структурная схема модуля усилителя с фиксированным усилением и его характеристики.

Устройство оптического мультиплексора с уплотнением каналов по длине волны состоит из интегрированных оптических компонент и не требует циркуляторов. Такая конструкция значительно упрощает юстировку и, соответственно, недорого стоит. Мультиплексор состоит из разделителя портов, дисперсионного элемента и отражателя. Интегрированный разделитель портов содержит различные оптические компоненты, которые пространственно разделяют поляризационные компоненты оптического луча при его прохождении через входной порт. После разделения лучи попадают на дисперсионный элемент, который пространственно разделяет длины волн. На выходе эти волны попадают на отражатель, который и направляет их по заданному пути. 4 ил.

Отмечено, что наиболее важным свойством спектра рамановского усиления является то, что длина волны макс. усиления зависит только от длины волны накачки (фиксированный сдвиг ЭКВИВ100 нм). Используя величины усиления при такой длине волны можно определить методику подстройки мощности и интервалов накачки с целью получения оптим. результатов. Исследован спектр рамановского усиления рамановских волоконных усилителей с множеством накачек. Разработан метод оптим. конфигурирования источников множества накачек для таких оптических усилителей.