Сети и системы связи

Предложена новая схема компенсации дисперсии и сдвига фаз бит, использующая волоконные дифракционные решетки для волоконно-оптических систем связи с уплотнением каналов по длине волны при пропускной способности 10 Гбит/с на канал. В системе 2 бита передаются параллельно по станд. одномодовому оптическому волокну длиной 100 км. Сочетание направленной дисперсии и дополнительной задержки в волокне оказалось достаточно для полной компенсации. Рассмотрены: конфигурация волоконной дифракционной решетки и структурная схема эксперим. установки.

Совершенствуются методы контроля функционирования систем волоконно-оптической связи с мультиплексированием по длинам волн. Ставится цель своевременно получать информацию о разрывах в какой-либо из линий в системах дуплексной связи или появлении др. нарушений. Предлагается в промежуточных оптических ретрансляторах ответвлять часть мощности из линии, используемой для передачи сигналов от 1-го клиента ко 2-му, в линию, используемую для передачи сигналов в обратном направлении; также наоборот, возвращать часть сигнала от 2-го клиента через смежную линию ему самому. Система связи с данным непрерывным контролем позволяет каждому из клиентов отслеживать качество прохождения сигналов в обоих направлениях и своевременно принимать меры при его ухудшении. 5 ил.

Исследованы характеристики дуобинарных оптических сигналов с т. зрения перспективы осуществления передачи при высокой вводимой в волокно мощности. Особое внимание уделяется оптим. выравниванию остаточной дисперсии. Теоретически и экспериментально подтверждено, что установка общей дисперсии линии на нулевом значении позволяет вводить высокую мощность в волокно (-18 дБм) и иметь большие допустимые отклонения дисперсии (350 пс/нм) при скорости передачи ЭКВИВ10 Гбит/с.

Рассмотрены 3 основных задачи: определение требований к системам управления, в том числе и для неоднородных сетей указанного вида; выбор компонент управляющий подсистемы; определение стратегии управления связями в сети. Разработана 2-слойная архитектура для управления, в которой 1-й слой осуществляет общее управление, а 2-й – управление отдельными блоками. Подробно описана реализация управления в режиме реального времени. Для реализации интерфейсов в системе использованы CORBA и GUI на основе Java. Представлены результаты проведенного тестирования новой архитектуры с разными видами оптических сетей с автоматическим переключением.

Для повышения использования ресурсов в сети Интернет по волоконно-оптическим линиям с разделением каналов по длинам волн (IP/WDM) разработан подход, названный HCLEA (заглавные буквы 5-ти последних слов названия оригинала статьи, означающих “подход к установлению оптических путей с ограничением числа участков″). Метод HCLEA предотвращает образование низкоэффективных путей, содержащих длинные оптические пути. Приводятся результаты имитационного моделирования.

Исследована возможность разработки Ethernet протокола, основанного на существующих в наст. время локальных сетях связи, в технологии для будущих архитектур сетей, который способен удовлетворять требованиям динамического трафика с гарантией интенсивного обслуживания, используя каналы с высокими скоростями передачи данных (80-100 Гбит/с). Проблема состоит в объединении высокоскоростной оптической передачи и физ. интерфейсов с протоколом управления доступом к среде с целью гарантии качества обслуживания в будущих городских сетях связи. Предложено расширение протокола управления доступом к среде на городские сети.

Приведены рекомендации МСЭ-Т по оптическим транспортным сетям. Отмечены особенности трафика различных служб. Рассмотрены проблемы, возникшие в связи с развитием сетей SDH. Предложены пути решения этих проблем, к которым можно отнести: передачу поверх SDH; модернизацию оборудования и коммутируемый доступ к станд. потокам или управление скоростью передачи. Приведены характеристики нового поколения аппаратуры NG SDH. Рассмотрено современное состояние рынка оборудования оптической сети и SDH. Дается прогноз развития волоконно-оптических транспортных сетей.

Построен прототип модуля устройства замены оптической метки, путем интеграции оптоэлектронной ИС с InP оптически синхронизированными транзисторами с комплементарной метал-окисел-полупроводниковой электроникой. Способность оптоэлектронной ИС осуществлять 2 преобразования (последовательно-параллельного и параллельно-последовательного) позволяет реализовать компактное маломощное устройство замены метки. С использованием разработанного прототипа продемонстрирована замена оптических меток без заголовков для 10-Гбис/с 16-битовых асинхронных пачек.

С помощью численного моделирования исследовано влияние шума накачки на характеристики высокоскоростных волоконно-оптических систем с уплотнением каналов по длине волны. Рассматриваются условия, когда накачка волоконных рамановских усилителей, у которых она осуществляется в противоположном направлении, модулируется по интенсивности. Результаты исследований показали, что влияние ВЧ шума накачки выше, чем влияние НЧ шума. На характеристики системы влияют флуктуации мощностей накачки.

Описан общий метод проектирования многоканальной волоконной решетки Брэгга, который вносит миним. изменения показателя преломления в сердцевину волокна. Т. обр. спроектированная дифракционная решетка может компенсировать большое число каналов с различной дисперсией и различным разнесением. ЭТот метод позволяет проектировать многоканальные оптические мультиплексоры ввода-вывода канала при одновременной компенсации дисперсии в каналах. Метод м. б. расширен на случай линеаризации группового времени задержки путем введения коэф. линейной ЧМ 3-го порядка для каждого канала. Рассмотрены допуски при производстве такой дифракционной решетки.

Продемонстрированы 1,60 мкм ЛД с ребристой структурой и эл.-абсорбционный модулятор, интегрированные с преобразователями размера пятна на 2-х длинах волн с утопленной ребристой структурой на входном и выходном портах для подсоединения с низкими потерями к расколотому одномодовому оптическому волокну с применением технологий селективного выращивания областей и асимметричных идентичных волноводов. Устройства излучают на одной поперечной и квазиодной продольной модах с коэф. подавления боковых мод ЭКВИВ 25,6 дБ. Эти устройства демонстрируют ширину полосы 3 дБ модуляции ЭКВИВ 15,0 ГГц и коэф. экстинкции модулятора ЭКВИВ 14,0 дБ по пост току.

Приведен обзор нелинейных волоконно-оптических устройств для обработки сигнала, использующих оптические эффекты Керра. Описаны требования к проектированию нелинейных волокон. Рассмотрены концепция проектирования. Примеры проектирования продемонстрировали соотношения между различными свойствами волокон, такими как эффективная область, дисперсия и затухание. Детально рассмотрены конструкции волокон с распределенным сдвигом бриллюэновской частоты для устранения эффекта стимулированного бриллюэновского рассеяния в нелинейных волокнах. Экспериментально продемонстрировано повышение на 7 дБ порога стимулированного бриллюэновского рассеяния по сравнению со станд. волокнами.

Предложена и экспериментально исследована новая конструкция полностью оптического усилителя на легированном эрбием волокна с двумя прохождениями излучения L-диапазона с фиксированным усилением. В конструкции входной порт и выходной порт нечетного канала перемежителя соединены с легированным эрбием волокном в конфигурации двойного прохождения через циркулятор для создания кольцевого резонатора лазера с целью фиксации коэф. усиления. А четный порт используется для выведения усиленных сигналов.

Описана модель процессов в модифицированном – снабженном дополнительным контуром ОС (КОС) – кольцевом интерферометре с керровской нелинейностью. В “точечном” приближении модели исследована зависимость типа динамики от времени запаздывания и потерь поля в КОС. Режим детерминированного хаоса (ДХ) в разработанной модели делает двухконтурный интерферометр перспективным в качестве основы шифратора криптосистемы.

Представлены результаты исследования распределенного волоконного рамановского усилителя с некогерентной накачкой. Проведено сравнение его характеристик с характеристиками усилителя со станд. когерентной накачкой. Показано, что увеличение ширины полосы спектра источника некогерентной накачки может значительно уменьшить пульсации рамановского усиления и немного ухудшить коэф. шума на коротких длинах волн по сравнению с когерентной накачкой. Чтобы получить туже равномерность усиления число накачек для широкополосных волоконных рамановских усилителей с некогерентной накачкой м. б. значительно уменьшено по сравнению с когерентной накачкой.

Предложена конструкция модулятора на ниобате лития с большой шириной полосы и обратной щелью. В конструкции используется широкий центр. электрод, обычно 50 мкм или шире, и относительно тонкие электроды. Расчеты показали, что м. б. реализован модулятор с 3-дБ шириной полосы ЭКВИВ34 ГГц и напряжением полуволны ЭКВИВ2,0 В для 50-Ом характеристического импеданса. Показано, что применение широкого центр. электрода увеличивает ширину полосы в 2,6 раза по сравнению со станд. конструкцией. Предлагаемые оптические модуляторы на ниобате лития м. б. широко использованы в высокоскоростных магистральных оптических системах связи.