Сети и системы связи

Предложено и экспериментально исследовано новое оптически подстраиваемое устройство, компенсирующее дисперсию с эталонной структурой на связанных резонаторах. Эксперименты проводились с применением полностью волоконного эталона на связанных резонаторах, выполненного в волокне, дополнительно легированном Er/Yb и накачиваемом 980-нм ЛД. Диапазон подстройки дисперсии составил от -300 до +400 пс/нм. Устройство имеет быстрый отклик и может работать в режиме дистанционного управления. Приведена структурная схема эксперим. установки.

Экспериментально исследовано изготовление решетки Брэгга в фотонно-кристал. волокне с высокой нелинейностью методом фазовой маски. Коэф. нелинейности и диаметр области моды фотонно-кристал. волокна с высокой нелинейностью составили 12 Вт{-1} км{-1} и 2,4 мм, соответственно. Исследовано изменение коэф. отражения решетки Брэгга в зависимости от числа импульсов излучения. Продемонстрирована решетка Брэгга с отражательной способностью ЭКВИВ44,4% в фотонно-кристал. волокне с высокой нелинейностью. Исследованы нелинейные эффекты в решетках Брэгга. Рассмотрены перспективы их применения. Исследованы факторы, влияющие на эффективность записи дифракционных решеток в таких волокнах.

Разработана схема для генерации коротких оптических импульсов на множестве длин волн путем синхронизации инжекции ЛД Фабри-Перо со спектрально расширенными и отфильтрованными гребенчатым фильтром импульсами лазера с распределенной ОС.С помощью предложенной схемы генерированы подстраиваемые 10-ГГц импульсы на 5-ти длинах волн. Число длин волн на выходе м. б. подстроено путем управления спектральной шириной инжекционного входа лазера с распределенной ОС через количество автомодуляции фазы в волокне со сдвинутой дисперсией. Схема генерации устойчива к сдвигу длины волны источника инжекции, она м. б. использована при обработке оптических меток в сетях связи. Приведена структурная схема эксперим. установки.

Представлены результаты исследования приемников с оценкой макс. правдоподобия последовательности, работающих в оптических каналах с прямым детектированием и модуляцией интенсивности. Исследования сфокусированы на магистральных и городских линиях, протянувшихся на несколько км и выполненных из одномодового оптического волокна с оптическими усилителями. Рассмотрены структуры приемников, работающих при наличии дисперсии, усиленной спонтанной эмиссии, а также теплового шума и гетеродинного свиста. Разработана теория коэф. ошибки таких приемников. Результаты компьютерного моделирования показали хорошее согласование между теор. предсказаниями и результатами моделирования.

Предложен приемник для двумерного оптического многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (2D OCDMA), который использует информацию о длине волны кодов для улучшения характеристик по сравнению с привычным приемником. Улучшение характеристик растет с увеличением числа длин волн. Макс. эффективность использования спектра удваивается основными кодами с перескоком несущей. Разработанный приемник предназначен для асинхронных сетей многостанционного доступа.

Теоретически разработана новая структура преобразователя размера пятна, предназначенная для того, чтобы обеспечить низкие потери и высокую устойчивость к разъюстировке между устройствами на одномодовым ребристом волноводе и волоконными дифракционными решетками. Преобразователь размера пятна состоит из расширенной ребристой центр. области и области со сдвоенным покрытием. Путем оптимизации параметров м. б. расширено поле моды Исследовано влияние показателя преломления и толщины внутренней оболочки на потери на соединении. Предложен простой способ изготовления преобразователя размера пятна с расширенным ребром.

Предложен новый подход к системе демодуляции с волоконной дифракционной решеткой, основанный на принципе интерференции поляризованного света. Интерферометр поляризованного света является разновидностью несбалансированного интерферометра, который может преобразовывать сдвига брэгговской длины волны в фазовые сдвиги интерферометра. Разница между несбалансированным интерферометром и предложенным поляризационным интерферометром скорее основана на неодинаковых показателях преломления, чем на несбалансированных путях. Для генерации интерференции поляризованного света используется YVO[4] кристалл.

Предложен простой алгоритм расчета неоднородной волоконной решетки Брэгга с характеристикой отражательной способности, имеющей резкий всплеск, и низкой дисперсией. Свойства изготовленных решеток хорошо согласуются с характеристиками, полученными в результате моделирования. Исследовано влияние различных конструктивных решений для фильтров, основанных на волоконных решетках Брэгга со сверх прямоугольной характеристикой на характеристики многоканальной волоконно-оптической системы передачи.

Разрабатывается устройство для автоматической связи массива оптических волокон с внешним оптическим устройством. К вариантам подобной связи отнесены: связь пар массивов волокон, связь массива с внешним излучателем и, наоборот, облучение излучением из волокон какого-либо объекта. Для управления подобной оптической связью объектов используется транспорант в виде пленки с окошками (на манер кадров в пленке фотоаппарата). Пленка с окошками может прокручиваться с одной катушки на другую. Расположением окошек, их размером и скоростью перемотки можно регулировать продолжительность оптической связи или защиту от нее.

Предложен полностью оптический препроцессор заголовка, содержащий решетку Брэгга и основанный на автомодуляции фазы в полупроводниковом оптическом усилителе. Рассмотрен принцип работы устройства. Продемонстрирована работа препроцессора с оптическими пакетами с заголовками в формате без возврата к нулю при скорости передачи ЭКВИВ2.5 Гбит/с и нагрузки, кодированной кодом Манчестера, при скорости 10 Гбит/с. Показано, что препроцессор заголовков улучшает характеристики полностью оптического процессора заголовка, основанного на корреляции 2-х импульсов, и имеющего оптическое петлевое зеркало.

Предлагается многоуровневый оптический амплитудный модулятор. Модулятор предназначен для связи персонального компьютера с рядом периферийных устройств (монитор, принтер, графопостроитель и пр.), удаленных на 2-150 м. Эл. сигналы преобразуются в оптические и обратно отдельными адаптерами. Периферийные устройства м. б. разбросаны по территории, оптические сигналы в волоконные линии передачи поступают от отдельных оптических излучателей, напр., массива поверхностно излучающих лазеров. Многоуровневость достигается с помощью оптических факторов. Указывается, что использование не цифровой, а аналоговой передачи сигналов позволяет снизить стоимость системы. 17 ил.

Предложен новый тип оптического дискриминатора частоты. Представлены результаты его численных исследований. Рассмотрена структурная схема дискриминатора, основанного на линейных изменениях показателя преломления оптической отражающей дифракционной решетки в зависимости от частоты. Предложенная дифракционная решетка с линейной ЧМ имеет пост. к или изменения показателя преломления. Интеграция дискриминатора с лазером с распределенной ОС и модуляцией частоты позволит построить эффективный оптический РЧ передатчик.

Рассмотрена роль оптических мультиплексоров ввода/вывода в оптической транспортной распределительной сети. Особое внимание уделено характеристикам использования оптического мультиплексора ввода/вывода, интегрированного с оптическим предусилителем на легированном эрбием волокне, в многоволновых оптических сетях передачи. Такая интеграция получила название подсистемы оптического мультиплексора ввода/вывода. Рассчитана чувствительность приемника, встроенного в подсистему оптического мультиплексора ввода/вывода с предусилителем. Теоретически исследованы факторы, влияющие на чувствительность приемника.

Продемонстрировано соотношение между временем задержки и величиной вносимых потерь в оптической структуре, замедляющей волны, где используемый материал имеет конечное поглощение. Рассчитаны задерживающие свойства как функция от длины волны для одного резонатора Фабри-Перо и ЛЗ, состоящей из множества связанных резонаторов. Во всех 3-х ЛЗ, если время задержки увеличивается, вносимые потери увеличиваются таким же образом.

Установлено, что продольный сдвиг волноводных соединений может более эффективно осуществлять ввод излучения от внешних волноводов из диоксида кремния в волноводы из фотонного кристалла, не требуя конусообразных структур из волноводов на основе фотонного кристалла. Благодаря период. распределению поля в волноводах из фотонного кристалла вдоль направления распространения возникает макс. и миним. эффективность связи, когда волноводные соединения размещены вблизи максимумов и минимумов продольного профиля моды. Эффективность связи зависит от локализации модового поля в волноводах из фотонного кристалла и групповых скоростей собственных мод.

Рассмотрен способ изготовления решетки полусферических микролинз для планарного разделенного на части стеклянного волновода. С помощью уравнений распространения луча в интегральной форме исследованы оптические свойства решетки полусферических микролинз. Приведены уравнение для расчета траектории луча и фокусное расстояние такой решетки. Проведенное сравнение теор. результатов и эксперим. данных показало их хорошее совпадение. Исследуемая решетка микролинз м. б. использована при проектировании волоконно-оптических соединителей.