Сети и системы связи

Разрабатывается оптическое волокно с отдельными спец. требованиями к его характеристикам. Так ставилась задача расширить рабочий диапазон длин волн используемого излучения, снизить оптические потери в этом диапазоне, уменьшить общую и поляризационную дисперсии, повысить защищенность характеристик волокна к его изгибам при эксплуатации. С этой целью рассчитывались предпочтительные профили показателя преломления в радиальном направлении. У рекомендуемых профилей ограниченная центр. область сердцевины имеет пониженный показатель преломления, далее к периферии располагаются 2 области с повышенным показателем преломления, разделенные промежутком с низким показателем преломления. Диаметр поля моды желателен в интервале 8-9 мкм. Указываются предпочтительные размеры слоев и их показатели преломления. У реализованного волокна нулевая дисперсии была в диам. 1575-1595 нм, потери 0,03 дБ обнаруживались при изгибах с радиусом 75 мм, при изгибах с радиусом 32 мм потери возрастали до 0,30 дБ. 1 ил.

Представлена новая технология передачи данных по ВОЛС, предложенная отечественными специалистами. Она ориентирована на протяженные магистральные участки и высокие (но не предельные) скорости передачи информации – то, что нужно для России, что необходимо для глобального транзита трафика. Приведена схема символьной передачи по ВОЛС. Отмечено, что каналообразующее оборудование для технологии символьной передачи конструктивно практически не отличается от существующей аппаратуры для систем с плотным спектральным мультиплексированием, что существенно экономит средства на разработку и построения ВОЛС на ее основе.

Представлена схема 1:N защиты, основанная на циклических свойствах дифракционной решетки на массиве волноводов и специфической модели соединения между узлами оптической сети связи с уплотнением каналов по длине волны. Предложенная схема требует половину числа длин волн представленных в литературе схем. Хотя, новая схема требует больше ВОЛС между узлами, чем ранее предложенные, требования к ресурсам сети существенно сокращаются, а характеристики защиты улучшаются. Подробно рассмотрен принцип функционирования схемы 1:N защиты.

Схема кодирования физ. уровня разработана с целью оптим. использования доступной физ. линии, обеспечивая более высокие функциональные возможности компонентов в сетевом стеке. Дано объяснение ошибкам, наблюдавшимся, когда в оптической линии, работающей по стандарту Гбит/с Ethernet, наблюдалось затухание. Показано, что некоторые символы данные имеют более высокую вероятность ошибки, чем другие. Этот эффект вызван взаимодействием между физ. уровнем и схемой 8В/10В блочного кодирования. Предложен способ восстановления однородности пакетных потерь. Рассмотрена перспектива применения разработанного способа для др. систем с блочным кодированием.

Детально исследовано влияние различных факторов на характеристики граничных маршрутизаторов. Результаты показали, что требования к задержке различных классов услуг м.. удовлетворены путем контроля относит. макс. задержки сборки. Большие изменения размеров пачки могут привести к несправедливости в назначений каналов. Установлено, что чем больше число граничных маршрутизаторов в сети с коммутацией оптических пачек, тем больше коэф. потерь пачек. Низкий коэф. потерь пачек и высокая эффективность м. б. достигнуты путем увеличения числа выходных каналов в то время как общая пропускная способность остается неизменной.

Описаны результаты полевых испытаний защиты 40 Гбит/с маршрута по длине волны, основанной на коммутации обобщенной многопротокольной метки, с помощью оптического кросс-коммутатора. При испытании автоматический компенсатор хроматической дисперсии применялся для сохранения качества сигнала после функционирования механизма защиты для компенсации остаточной хроматической дисперсии вдоль маршрута по длине волны. Проведенный анализ полученных результатов показал перспективность использования автоматических компенсаторов в будущих полностью оптических сетях с маршрутизацией по длине волны.

Предложена новая оптоэлектронная гибридная схема соревнования-разрешения для оптической сети с пакетной коммутацией. Эта схема использует как эл. ЗУ во входящих узлах, так и оптическое разрешение столкновений в центр. узлах. Схема значительно улучшает характеристики сети с простой архитектурой узла. При использовании самоподобной пакетной нагрузки с типичным распределением размеров IP пакетов показано, что частота потерь пакетов .

Отмечается, что по состоянию на середину 2000 г число абонентов сети Интернет в глобальном масштабе превысило 300 млн чел., причем 41% этого количества приходится на долю США и 25% на долю Японии. В связи с этим быстрое развитие сетей оптической связи представляется необходимым и должно сопровождаться увеличением скорости передачи информации до уровня Тбит/с. До 2010 г развитие оптических сетей связи будет происходить опережающими темпами с удвоением ширины полосы за каждые 6 месяцев. Удвоение производительности ЭВМ в течение того же периода будет происходить за 18 месяцев. Рассмотрены перспективы развития абонентских систем волоконно-оптической связи, прототипом которых является система Fiber to the Home. Рассмотрены перспективные разработки корпорации NHK (Япония), рассчитанные на реализацию до 2010 г..

Представлена ИК беспроводная система связи внутри помещения, основанная на сети Ethernet, в которой используется код Манчестера. Отмечено, что скорость передачи данных в Ethernet составляет 10 Мбит/с, а после кодирования скорость передачи на физ. уровне достигает 20 Мбит/с. В предложенной системе в передатчике используется ЛД. Схема передатчика состоит из дифференциальной входной цепи и схемы драйвера ЛД. Приемник состоит из обрезанного сферического концентратора с покрытием, чей угол обзора составляет 40 градусов, Si PIN ФД большой площади, за которым следует усилитель напряжения, управляемый током, усилителя 2-й ступени, узкополосного фильтра, широкополосного фильтра, усилителя-ограничителя и дифференциальной выходной цепи. Эксперим. тестирование сети проводилось в комнате с размерами 5 м*5 м*3 м..

Продемонстрирован электрически подстраиваемый компенсатор градиента дисперсии, использующий волоконную решетку Брэгга с линейной ЧМ, подстраиваемую квадратичным распространением температуры. Для создания квадратичного градиента температуры вдоль дифракционной решетки использовался тонкий веерообразный метал. нагревательный канал. Путем управления температурой внутренних и внешних границ нагревательного канала был получен градиент дисперсии от -60,82 до -65,89 пс/нм{2} для 1,2-нм ширины полосы. С помощью моделирования продемонстрирована компенсация градиента дисперсии при 160-Гбит/с передаче в формате с возвратом к нулю.

Представлены результаты исследования влияния ширины полосы и крутизны торца как мультиплексирующего, так и демультиплексирующего фильтра в системах с плотным спектральным мультиплексированием (DWDM) (эффективность использования спектра 0,8 бит/с/Гц) при наличии когерентных перекрестных помех спектрального мультиплексирования. С использованием недавно разработанной технологии статистически надежного предсказания характеристик систем, искаженных когерентными перекрестными помехами спектрального мультиплексирования получены численные результаты для сигналов в формате без возврата к нулю (NRZ), с возвратом к нулю (RZ) при 33% коэф. заполнения и с возвратом к нулю с подавленной (CSRZ) несущей при 67% коэф. заполнения.

Разработан, теор. смоделирован с использованием метода конечных элементов во временной области и прошел проверку сверхкомпактный спектральный мультиплексор 2*2, предназначенный для работы в 1,5 мкм диапазоне с основанный на двухмодовой интерференцией при высокой дисперсии. Двухмодовый волновод в сочетании с дифракционной решеткой, имеющей характеристику дисперсии в форме зуба, обеспечивает полосу отражения, зависящую от моды, для центр. длины волны на 1,55 мкм. Для мультиплексирования по длине волны были выделены 1538 и 1572 нм длины волн, которые расположены на границах спектральной полосы, имеют наименьшие потери при отражении и относительно высокую дисперсию.

Рассмотрены характеристики оптической схемы перем. задержки, использующей волоконную петлю с параметрическими преобразователями длины волны на волокне с высокой нелинейностью. В предложенной оптической схеме задержки время задержки определяется числом циркуляций, которые контролируются первоначально выбранной длиной волны оптического сигнала. Рассмотрены факторы, которые ограничивают число циркуляций. Определены параметры, которые обеспечивают хороший уровень характеристик. Характеристик подтверждены с помощью моделирования. Результаты моделирования показали, что м. б. осуществлено 100 преобразований длины волны, и 100 различных времен задержки м. б. даны оптическим пакетам.

Исследован сдвиг в центр. длине волны волоконных решеток Брэгга в процессе отжига нагруженного водородом волокна, которое подвергалось воздействию УФ излучения лазера через фазовую маску. Показано, что сдвиг длины волны дифракционной решетки в процессе отжига определяется диффузией водородного газа из оптического волокна, что приводит к получению коротко- или длиннопериодных волоконных решеток Брэгга.

Представлен новый лазер с возможностью коммутации большого числа длин волн, основанный на полупроводниковом оптическом усилителе в волоконном кольцевом резонаторе с отобранной волоконной дифракционной решеткой с высоким двулучепреломлением. Экспериментально осуществлена генерация 4-х каналов с 0,8 нм разнесением при комнатной температуре. Проводилось переключение др. каналов с 0,4 нм сдвигом длины волны путем юстировки введенного поляризатора. Разработанный лазер м. б. использован в волоконно-оптических сетях связи с уплотнением каналов по длине волны и иерархическими перекрестными соединениями.

Предложено для полностью оптического преобразования длины волны без фильтра, использовать интерферометр Саньяка, интегрированный со структурой параллельного усилителя. Интерферометр Маха-Цендера с полупроводниковым усилителем в каждом плече монолитно интегрирован с интерферометром Саньяка. Приведены конструкция преобразователя и способ его изготовления. Представлены измеренные характеристики. Потери мощности устройства составили .