Сети и системы связи

2,5-Гбит/с неохлаждаемые лазеры с прямой модуляцией использовались для демонстрации передачи с разреженным спектральным мультиплексированием (CWDM) с пропускной способностью ЭКВИВ160 Гбит/с. Все 16 CWDM каналов, модулированных при 10 Гбит/с, одновременно передавались по оптическому волокну с ненулевой дисперсией и низким водным максимумом длиной 40 км без компенсации дисперсии. Экспериментально показана работа системы передачи с коэф. ошибки .

Рассмотрены последние достижения в области проектирования и структуры волоконно-оптических систем многостанционного доступа с кодовым разделением каналов. Исследованы расширяющиеся последовательности, используемые при волоконном оптическом многостанционном доступе с кодовым разделением. Приведены схемы, применяющиеся для уменьшения интерференции, вызванной многостанционным доступом. Представлено несколько новых структур приемников. Рассмотрены основные технологии, используемые в таких системах связи.

Установлено, что ширина полосы оптического дуобинарного сигнала составляет половину ширины полосы станд. бинарного АМ сигнала. Расстояние, на которое м. б. передан оптический дуобинарный сигнал из-за ограничений, накладываемых хроматической дисперсией почти в 2 раза больше, чем у бинарного АМ сигнала. Предложены результаты моделирования оптической системы передачи с дуобинарным кодирование, устойчивой к отклонениям дисперсии. В разработанной системе передачи использован станд. бинарный АМ приемник прямого детектирования. Показано, что 10 Гбит/с оптический дуобинарный сигнал м. б. передан на 160 км по станд. одномодовому оптическому волокну (G.652) и только на 30 км по волокну с ненулевым сдвигом дисперсии (G.655) для 40 Гбит/с сигналов.

Показана возможность широкого применения волоконно-оптических систем с малой протяженностью тракта, использующих приемопередающие модули на полупроводниковых лазерах, излучающих с поверхности. В наст. время эти модули используются в диапазонах 850 и 1310 нм. Рассмотрены проблемы совместимости модулей. Использование упомянутых модулей приводит к значительному расширению рынка для волоконно-оптических систем связи для крупных городов.

Оптические мультиплексоры ввода/вывода могут значительно снизить стоимость городских оптических кольцевых сетей связи с уплотнением каналов по длине волны, позволяя трафику обходить промежуточные узлы без дорогого опто-эл-оптического преобразования. Некоторые традиционные мультиплексоры, названные фиксированными, могут вводить/выводить нагрузку на определенной длине волны. Разработаны реконфигурируемые оптические мультиплексоры ввода/вывода, которые могут вводить/выводить нагрузку на различных длинах волн в различное время. Для снижения стоимости таких мультиплексоров используется архитектура, которая непрерывно подстраивает характеристики устройства.

Предлагается новая схема пассивной оптической сети Ethernet для удовлетворения требований увеличения скорости передачи и снижения стоимости предоставления услуг. Предлагаемая схема содержит, кроме обычных средств доступа, распределить емкостью N*N, облегчающий разделение услуг. Схема повышает использование исходящего канала при умеренной задержке и обеспечивает значительную экономию входящей пропускной способности.

Задача маршрутизации и назначения длин волн в полностью оптических сетях, как правило, разбивается на задачу маршрутизации и задачу назначения длин волн. Предлагается решение подзадачи маршрутизации в случае, когда множество запросов на установление соединений известно заранее. Необходимо установить все запрашиваемые соединения минимизируя при этом загрузку сети, определяемую как макс. число маршрутов, проходящих по общему звену сети.

Представлены результаты моделирования методом конечных разностей во временных представлениях, а также эксперим. исследований распространения света через прямые оптич. волноводы на одиночных линейных дефектах, сформированных в пластинках 2-мерных фотонных кристаллов в структурах типа кремний на диэлектрике. Оценки минимальных оптич. потерь распространения света обоих поляризаций через такие волноводы дали величины ЭКВИВ11 дБ/мм. Библ. 23. Т. А. Ш..

Представлен высокоскоростной оптический модулятор с соединенными последовательно электродами резонаторного типа. Для уменьшения управляющей мощности и коммутирующего напряжения V[пи] и для сохранения высокой эффективности модуляции электродные структуры с уменьшенной длиной резонаторов были соединены последовательно и интегрированы в LiNbO[3]. Ввода эл. мощности в резонаторы был реализован с помощью источника с одним выходом, за которым расположены делители эл. мощности и ЛЗ. Был изготовлен и исследован модулятор с 4-мя соединенными последовательно электродами резонаторного типа. Приведены характеристики устройства с общей длиной активных электродов .

Полностью оптическое функционирование ИЛИ продемонстрировано с помощью полупроводникового оптического усилителя и интерферометра с задержкой при скорости передачи данных 20 и 40 Гбит/с. Интерферометр с задержкой основан на петлевом зеркале из сохраняющего состояние поляризации оптического волокна. Методом численного моделирования исследован коэф. добротности. Результаты исследований показали, что скорость работы элемента ИЛИ ограничена временем жизни носителей и мощностью входного импульса. Разработанное устройство м. б. использовано при проведении логических операций в высокоскоростных оптических сетях связи.

Продемонстрирован мощный полупроводниковый усилитель, основанный концепции оптического волновода, связанного с плитой. Эта концепция позволяет реализовать полупроводниковые оптические усилители с большими основными оптическими модами, низкими потерями и малым коэф. оптической локализации. Это позволяет поддерживать высокую выходную мощность насыщения, большую длину для эффективного удаления тепла и прямое соединение встык с одномодовым оптическим волокном. Описан 1,5 мкм усилитель на квантово-размерной структуре длиной 1 см. Приведены его характеристики. Усилитель м. б. использован в оптических системах связи в свободном пространстве.

Описан новый подход к компенсации температурных воздействий для мультиплексоров на дифракционных решетках с массивом волноводов на основе диоксида кремния. Внешнее зеркало, вращающееся под воздействием температуры с пост. скоростью, в сочетании с отражающим мультиплексором использовались для компенсации вызванных изменениями температуры изменений показателя преломления, вызванных изменениями температуры, а следовательно сдвига длины волны отдельных каналов, что делает работу устройства термостабильной. Получен градиент длины волны, вызванный температурной чувствительностью .

Предложена конструкция устройства, интегрирующего множество функций для волоконно-оптических систем передачи. В устройстве имеется, по крайней мере, 1 входное оптическое волокно, оптически связанные с каждым из волокон линзы и оптически связанные с линзами на противоположной от волокон стороне дифракционные решетки. На др. стороне дифракционных решеток размещены подвижные стержни. Разработанное устройство способно одновременно выполнять такие функции, как мультиплексирование или демультиплексирование, перем. оптическое ослабление и/или оптическое декатирование множества оптических каналов, содержащих сложный спектрально мультиплексированный оптический сигнал.

Рассмотрено оборудование терминалов волоконно-оптических систем связи. Особое внимание уделено мультиплексирование оптических сигналов передатчиков и оптическим приемникам, демультиплексирующим сигналы, имеющих, в основном, одинаковую дисперсию. В предложенном устройстве каждой длине волны, принадлежащей своему каналу передачи информации, используется собственный модулятор и один оптический мультиплексор на все длины волн. Оптический передатчик или/и оптический приемник соединены с передающим волокном, имеющим нулевой градиент дисперсии.

Изготовлена схема многоканальной модуляции, в которой монолитно интегрированы: одна дифракционная решетка из массива волноводов с 25 ГГц разнесением каналов, как для мультиплексирования, так и для демультиплексирования, и 8 каналов полупроводникового оптического усилителя и эл.-оптического модулятора. Компактная схема может генерировать индивидуальные оптические сигналы для каждого из плотно мультиплексированных по длине волны каналов с высоким коэф. затухания >20 дБ и компенсацией потерь. Динамические характеристики схемы сохраняются и при скорости 2,5 Гбит/с.

Совершенствуется интегрально-оптический мульти/демультиплексор на базе решеточного массива полосковых волноводов. Ставится цель улучшить характеристики устройства в отношении нежелательных потерь излучения и в большей степени защитить каналы связи от различных флуктуаций, напр., длины волны излучения. К числу предлагаемых мер отнесены неравномерные пространственные расположения входных и выходных концов полосковых волноводов решеточного массива, неравномерные оптические пути волноводов, отличающиеся спектральные интервалы между разными смежными парами мультиплексированных каналов. 9 ил.