Сети и системы связи

Рассматривается задача управления оптическими сетями. Обсуждаются возможности, текущее состояние и проблемы, связанные с предоставлением оптических услуг из конца в конец в магистральных сетях. Исследуется несколько сценариев с учетом местных особенностей, раздробленности и принадлежности сетей, причем рассматривается сложность восстановления как на региональном (местный масштаб), так и на национальном уровне (глобальный масштаб).

Предложен способ и устройство для установки частоты лазерного передатчика в оптической передающей системе, тем самым устраняя дрейф, связанный с воздействием окружающей температуры и продолжительностью эксплуатации. На стороне приемника измеряется уровень передаваемого сигнала данных и через обслуживающий обратный канал подводится к регулирующему устройству. Частота лазерного передатчика устанавливается такой, чтобы мощность принимаемого сигнала достигла макс. значения, причем регулирующим органом служит элемент Пельтье, на котором размещен лазер. В многоканальной системе передачи для каждого канала предусмотрена раздельная регулировка.

Приведены результаты исследования случайных смещений лазерного пучка на приземной городской трассе. В ходе исследований выявлено существенное различие в величине и характере флуктуации положения центров тяжести (ЦТ) в горизонтальной и вертикальной плоскостях, которое в некоторой степени нивелируется при стохастизации пучка в условиях развитой мелкомасштабной турбулентности. Стандартное отклонение флуктуаций смещений ЦТ пучка в горизонтальном направлении обнаруживает тенденцию к уменьшению с увеличением апертуры пучка. Для вертикального направления эта тенденция проявляется менее отчетливо. Осадки, в частности, снегопады, вызывают заметное снижение среднеквадратичных отклонений ЦТ пучка.

Экспериментально исследовано восстановление импульса волоконного лазера с активной гармоничной синхронизацией мод. Четыре импульса были удалены из последовательности в 640 импульсов. Восстановление импульсов, которые выпали, исследовалось в течение 32 мс с временным разрешением порядка нескольких фс. Показано, что в оптим. режиме работы выпавшие импульсы м. б. быстро восстановлены. Однако, когда мощность лазера недостаточна вероятность того, что выпавший импульс будет восстановлен мала. Когда мощность лазера достаточна, экспериментально наблюдалась генерация пар импульсов в одном временном интервале.

Осуществлены широкополосные измерения остаточного фазового шума на полупроводниковых лазерах с 40-ГГц синхронизацией мод, используя эл. волноводные компоненты для РЧ схем. Проведено сравнение внутренних временных дрожаний для лазеров, имеющих 1, 2 или 3 квантовые ямы. Установлено миним. временное дрожание ЭКВИВ44 фс путем экстраполяции частоты Найквиста для устройства с одной квантовой ямой. Это временное дрожание практически в 3 раза меньше временного дрожания у лазера с 3-мя квантовыми ямами. Результаты измерений м. б. использованы при проектировании источников импульсов для высокоскоростных систем с уплотнением каналов по длине волны.

Экспериментально исследован переключаемый и подстраиваемый двухволновый лазер на легированном эрбием волокне с линейным резонатором, основанный на волоконной решетке Брэгга, записанной на станд. одномодовом оптическом волокне. Лазер использует характеристики двулучепреломления волоконной решетки Брэгга, когда она подвергается деформации в поперечном направлении. Путем простой подстройки контроллера поляризации лазер может работать стабильно на 2-х длинах волн или м. б. переключен между 2-мя длинами волн при комнатной температуре. Деформация волоконной решетки Брэгга в поперечном направлении создает разнесение между 2-мя длинами волн излучения, а в продольном – сдвигает обе длины волны вместе.

Предложена технология эффективной записи с помощью 250 фс импульсов лазерного излучения на 211-нм длине волны и поточечного метода длиннопериодной дифракционной решетки в станд. связных волокнах марки Corning SMF-28, нагруженных H[2], и светочувствительных волокнах марки Fibercore, легированных B и свободных от H[2]. Проведено исследование характеристик дифракционных решеток и проведено их сравнение с характеристиками решеток, записанных с помощью ранее существовавших методов (с использованием излучения низкой интенсивности). Исследована мех. прочность и термостойкость решеток.

Рассматривается волоконный поляризационный модулятор на основе пьезокерамического преобразователя, принцип действия которого обусловлен эффектом фотоупругости. Модуляция поляризации света в волокне возникает за счет изменения двупреломления, наведенного от поперечного давления на волокно. Получено аналитическое выражение эффективности модулятора, экспериментальные данные подтверждают его высокую эффективность.

Численное моделирование использовалось для демонстрации генерации параболических импульсов в рамановском усилителе на микроструктурированном оптическом волокне с высокой нелинейностью и нормальной дисперсией. Исследовано влияние параболического решения импульса на параметры микроструктурированного волокна. В частности показано, что влияние истощения накачки м. б. уменьшено. Проведено дополнительное моделирование для оценки параметров входных импульсов, которые позволят обеспечить наиболее эффективную сходимость к режиму параболических импульсов.

Описывается оптическое устройство, предназначаемое для приема нВт СВЧ сигналов на основе их прямого преобразования с повышением частоты в оптический диапазон. Для преобразования используется волна типа “шепчущей галереи” в тороидальном резонаторе с мм-размерами, изготовленном из LiNbO[3]. В устройство подаются СВЧ сигналы с центр. частотой 9,5 ГГц и излучение лазера с распределенной ОС, соответствующее длине волны 1500 нм. Полученный модулированный свет отводится к детектору-смесителю.

Предложен новый метод преобразования скорости передачи данных в виде оптических пакетов, основанный на сверхскоростной оптической обработке. Экспериментально продемонстрирована компрессия оптических пакетов с 10 до 40 Гбит/с и их декомпрессия с 40 до 10 Гбит/с. В эксперим. установке для этих целей использовалась генерация излучения непрерывного спектра, за которой следуют: вырезание спектра, оптическое регулирование временных интервалов и их сдвиг.

Полоса пропускания многомодового волокна обычно определяется произведением макс. скорости передачи на расстояние. Обсуждается различие между шириной полосы, определяемой при ограничении числа распространяемых мод, и шириной полосы при запуске неограниченного числа мод. Обсуждается стандарт МЭК 60793 – 2-10 от 2002 года, посвященный источникам излучения и испытаниям многомодовых волокон с градиентным показателем преломления. Предлагается новая теор. модель для этого случая и обсуждаются методы ее оптимизации.

Предложен усовершенствованный метод мониторинга отношения оптический С/Ш, основанный на методе обнуления поляризации, для волоконно-оптических сетей связи со спектральным уплотнением каналов. В отличие от ранее предлагавшихся методов, основанных на поляризации, разработанный метод не чувствителен к поляризационной дисперсии мод и к нелинейному двулучепреломлению оптического волокна. Приведена структурная схема эксперим. установки, в которой используется оптический полосовой фильтр в дополнение к делителю луча по состоянию поляризации.

Предложена конструкция устройства для ввода оптического излучения из одного волокна, расположенного в одной группе волокон, в соотв. волокно в др. группе волокон. В конструкции используется держатель для локализации каждого из волокон в 1-ой и 2-ой группах, зажим для закрепления волокон во 2-й группе на держателе, и буфер для поперечного перемещения каждого из волокон во 2-й группе, формируя т. обр., изгиб волокон в этой группе. Макс. кривизна на изгибе возникает в том месте, где расположен зажим. Излучение из волокон 1-ой группы вводится в волокно из 2-ой группы в точку макс. кривизны. Для улучшения связи между волокнами м. б. использован оптический гель в точке ввода. Устройство может функционировать и в обратном режиме, т. е. для вывода излучения. 1 ил.

Предлагается оптическое устройство,в состав компонентов которого входит первый оптический Z*T-коммутатор, имеющий Z входных и Т выходных портов. Причем, Т составляет, по меньшей мере, 2, а выходные порты соединяются с интегрированным оптическим интерферометром Маха-Цендера. В результате становится возможным формирование оптического коммутатора, который способен функционировать при использовании уменьшенного количества управляющих элементов и уровней управления, по сравнению со случаем применения одного интерферометра Маха-Зендера. Библ. 3.

Предложен способ ввода света из оптического источника в среду со световводящей плоскостью, которая отклоняет свет в среду за счет отражения или рефракции. Для уменьшения пространственной плотности света, поступающего в среду, отклоняющая плоскость или плоскости выполнены в такой форме, что в среде или на наружной поверхности не возникает резкое изображение источника света. В частности на пути распространения света от источника устанавливаются различные линзы, трехгранные призмы, полые трубки, вынутые или выпуклые конуса.