Сети и системы связи

Продемонстрирована возможность квазиустойчивых нелинейных режимов передачи данных с длительностью оптических сигналов, составляющих 50% длительности битового интервала. Найденные квазиустойчивые импульсы существуют при большой нормальной дисперсии и разбалансировке оптического усиления и представляют собой новый тип нелинейных носителей информации. Показано, что достаточно большая нормальная средняя дисперсия приводит к существенному увеличению пропускной способности ВОЛС в режиме передачи данных Nx40 Гбит/с и 100 ГГц разнесением между соседними частотными каналами.

Описано взаимодействие путем четырехволнового смешения нескольких рамановских накачек и его влияние на отношение оптический С/Ш и рамановское усиление. Дается объяснение результатам моделирования объединенных эффектов (рамановского и четырехволнового смешения). Полученные результаты используются для исследования ослаблений. Проведено сравнение относит. важности параметров усилителя. Показано как широкие накачки увеличивают запрещенную длину волны нулевой дисперсии и увеличивают области потерь в полосе сигнала.

Представлены результаты численного исследования влияния автомодуляции фазы/перекрестной модуляции на многопролетные системы с рамановским усилением и с период. компенсацией дисперсии при идентичном нелинейном сдвиге фаз. Результаты показывают, что по сравнению с сосредоточенным усилением, распределенное усиление стремится к увеличению потерь, вызванных автомодуляцией фазы/перекрестной модуляцией, которые создаются на пролете при полной компенсацией дисперсии. Однако, эта разница характеристик м. б. устранена с помощью оптим. управления дисперсией. Предложена методика оптимизации карты дисперсии системы с рамановским усилением.

Предложено новое семейство кодов в частотной области для использования в оптических системах многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (OCDMA), которое особенно пригодно в асинхронных высокоскоростных цифровых системах абонентского доступа. Особенностями данных, базирующихся на квдратичной конгруэнции, являются большая емкость и хорошие автокорреляционные и кросс-корреляционные характеристики. Приводятся результаты расчетов, показывающих, что использование предложенных кодов позволит значительно увеличить число абонентов сети с системой OCDMA по сравнению с применением спектрального разделения каналов.

Исследовано улучшения характеристик 40 Гбит/с солитонной волоконно-оптической системы передачи с нелинейным оптическим петлевым зеркалом в качестве полностью оптического регенерирующего ретранслятора. Предлагается при проектировании нелинейного оптического петлевого зеркала оптимизировать его коммутирующие характеристики. При введении оптического ретранслятора в точке, где потери глазковой диаграммы составляют 1 дБ позволяют получить потери глазковой диаграммы после передачи на 480 кмЭКВИВ0.3 дБ.

Вследствие того, что волоконно-оптические системы связи практически не подвержены влиянию эл.-магн. полей они м. б. использованы при воздействии интенсивных полей без экранировки. Рассмотрено использование волоконно-оптических трактов в сочетании со средствами вычислительной техники, напр., для передачи информации от центр. процессора к объекту управления, в качестве которого м. б. использовано радиотехническое или эл.-мех. устройство. В качестве примеров рассмотрены станки с программным управлением. Описаны системы датчиков и кодирующие устройства.

С применением интернет-протокола (IP) в качестве доминирующего для обеспечения новых услуг в волоконно-оптических сетях связи с уплотнением каналов по длине волны (WDM) повышаются требования к оптимизации инфраструктуры сети и протоколам для IP трафика. Предложены технологии для построения новой архитектуры для IP поверх оптических систем. Маршрутизация в такой сети осуществляется с помощью коммутации по многопротокольной метке (MPLS) и по длине волны (MPлямбдаS – так называемая многопротокольная лямбда коммутация). Приведена модель такой сети.

Волоконная оптика является перспективной средой для передачи данных со скоростями >=1 Гбит/с. Применение оптических волокон позволяет увеличить расстояние, на которое м. б. передана информация, и ширину полосы, уменьшая вес систем передачи и объем кабелей связи. Рассмотрено современное состояние дел в области внедрения оптического волокна на воздушных судах. Исследованы перспективы дальнейшего развития в этой сфере.

Приведена структурная схема эксперим. установки, с помощью которой осуществлена 320 Гбит/с двунаправленная передача (160 Гбит/с на направление) по городским сетям связи, использующим линейные оптические усилители в качестве двунаправленных встроенных усилителей. Передача осуществлена с Q фактором ЭКВИВ18,5 дБ (наихудший случай) по 3-м пролетам из 40 км одномодового волокна и ЭКВИВ17,6 дБ по 4-м пролетам.

Описан процесс обработки оптической метки, включающий считывание метки с мультиплексированной поднесущей, ее запись, стирание и передачу. Приведены результаты эксперим. исследования стирания метки с помощью фильтра Лайота-Саньяка. Проанализированы характеристики передачи оптической метки с мультиплексированной поднесущей. Рассмотрено влияние 2-х типов устройств стирания метки на нагрузку. Показано, что нелинейные эффекты в оптическом волокне вызывают разность фаз в 2-х компонентах мультиплексированной поднесущей и, следовательно, вызывают замирание метки с мультиплексированной поднесущей.

NASA планирует разработку высокоскоростной оптической системы связи для использования в глубоком космосе. Представлена разработка конструкции широкополосного лазерного передатчика, использующего стандартные компоненты, выполненная в рамках проекта NASA. Узел приемопередатчика интегрирован с устройствами точного наведения и сопровождения. Планируется использовать данные разработки при создании линии связи, предназначенной для передачи видеосигналов с Марса. Смоделированы и протезированы компоненты для гибридного аналого/цифрового приемника. Исследовано оптим. соотношение между когерентным и прямым детектированием.

Коды перестройки несущей, представляющие собой семейства двумерных кодовых комбинаций с хорошими корреляционными свойствами, находят применения в беспроводных система CDMA с программой перестройкой рабочей частоты и в волоконно-оптических системах CDMA с программной перестройкой длины волны. При построении таких кодов обычно полагают, что в одной строке двумерной комбинации используется один импульс, а количество имеющихся несущих равно весу кода. Однако возможны ситуации, когда количество имеющихся несущих превышает количество несущих, необходимых для построения кода. Предлагается новый класс кодов перестройки частоты и идеальными корреляционными свойствами, учитывающих эти ситуации. Показано, что мощность кода является асимптотически оптимальной.

С помощью современного эпоксидного композитного материала на углеродном волокне разработан недорогой пластмассовый корпус для модуля 10-Гбит/с оптического приемопередатчика с высокой эл.-магн. защищенностью. Корпус толщиной 1,0 мм м 4,8% углеродного волокна имеет эффективность экранировки ЭКВИВ60 дБ при 10 ГГц, когда он заземлен на землю системы. Эффективность экранировки может достигать ЭКВИВ38 дБ для реальных модулей, работающих на скорости 10 Гбит/с. Применение такого корпуса позволяет значительно улучшить временное дрожание 10-Гбит/с сигналов.

Рассмотрена проблема определения характеристик пространственного профиля моды волоконных лазеров с распределенной ОС. Выведено новое приблизительное решение для профиля моды для такого лазера с неоднородными профилями фазы и дифракционной решетки. Описан метод с достаточно высокой точностью описывающий характеристики формы моды. Проведенное сравнение профилей формы колебаний, полученных экспериментально, с результатами теор. предсказаний показало хорошее совпадение.

Представлена новая оптическая триггерная конфигурация, которая состоит из 2-х однонаправленных кольцевых лазеров с раздельными резонаторами, но использующие один и тот же активный элемент однонаправлено. Показано, что в такой конфигурации оптическое излучение в лазерном резонаторе может подавлять лазерное излучение в др. резонаторе, т. обр., такая система формирует элемент с оптической нестабильностью. Показано, что установление триггерного режима может регулироваться. Предложенная схема может работать при низкой оптической мощности. Разработанная оптическая триггерная память м. б. использована в волоконно-оптических системах связи.

Разработана новая структура усилителя на легированном эрбием волокне L-диапазона с 2-ступенчатой накачкой. В качестве 2-й накачки предложено использовать усиленную спонтанную эмиссию вперед. На основе модели Гилеса с усиленной спонтанной эмиссией численными методами исследовано влияние коэф. мощности накачки и длины легированного эрбием оптического волокна на характеристики усилителя. С помощью разработанной структуры м. б. достигнут коэф. усиления ЭКВИВ35 дБ при его пульсациях ЭКВИВ1 дБ (с 1571 до 1680 нм) при фиксированном входном сигнале ЭКВИВ20 дБм.