Сети и системы связи

Экспериментально продемонстрированы улучшенные статические и динамические характеристики полностью оптического 2R регенератора, основанного на интерферометре Маха-Цендера с полупроводниковыми усилителями с фиксированным усилением. Установлено, что характеристики оптического разрешения с регулируемым порогом разрешения имеют практически цифровой вид. Сильное подавление шума при логическом “0″ и значительное улучшение коэф. экстинкции получены даже для очень плохого входного сигнала с низким коэф. экстинкции при скорости передачи бита ЭКВИВ2488 Гбит/с.

Предложена конструкция широко перестраиваемого передатчика, основанная на лазере с распределенным брэгговским отражателем, монолитно интегрированным с полупроводниковым оптическим усилителем и эл.-абсорбционным модулятором. Приведены характеристики передатчика. Экспериментально осуществлена передача с помощью разработанного передатчика РЧ сигналов по станд. одномодовому оптическому волокну со скоростью 2,5 Гбит/с на расстояние ЭКВИВ350 км. Введение в модуль передатчика контроль за длиной волны, мощностью и режимом работы гарантирует его долговременное функционирование.

Описаны результаты эксперим. исследования усиления последовательности 1 пс импульсов в усилителе на легированном эрбием волокне, основанном на оксиде висмута, длиной 22,7 см. Продемонстрирована 80 нм ширина полосы усиления (с 1520 до 1600 нм). Благодаря короткой длине волокна усиление пс импульсов достигается без расширения импульсов в широком диапазоне длин волн. Приведена структурная схема эксперим. установки для усиления последовательности пс оптических импульсов в легированном эрбием и висмутом волокне длиной 22,7 см. Исследование характеристик усилителей показали, что они м. б. использованы в 160 Гбит/с волоконно-оптических системах с уплотнением каналов по длине волны, покрывая C- и L-диапазоны.

Предлагается подложку устройства оптической связи изготавливать из керамики или стеклокерамики с отрицат. коэф. термического расширения в диап. от -10 до -20*10{-7} °C в температурном диапазоне от -40 до 100°C. Подложка д. б. обработана раствором, содержащим, по крайней мере, одно соединение органического кремния из группы, состоящей из силоксановых и силазановых соединений. Предложено оптические компоненты устройства оптической связи с положит. коэф. термического расширения монтировать на разработанной подложке. Подобный монтаж позволяет устранить влияние температуры на характеристики устройства при его использовании внутри помещений. 3 ил.

Предложен метод измерения без паразитных помех с помощью внеполосной оптической модуляции, который м. б. использован для измерения динамического отклика полупроводникового оптического усилителя. Показано, что схема распространения в обратном направлении м. б. с успехом использована при измерении времени жизни носителей, а отклик, полученный с помощью схемы параллельного распространения включает и передаточную функцию полупроводникового усилителя. Приведена структурная схема измерения динамик. Полупроводниковые оптические усилители могут использоваться в оптических системах связи для усиления, в качестве логических элементов, для преобразования длины волны и в полностью оптических коммутаторах.

Измерены динамики усиления полупроводникового оптического усилителя на симметричной квантово-размерной структуре с большой шириной полосы усиления. Приведена структурная схема измерительной системы, основанной на методе пробной двухцветной накачки гетеродина. Короткие оптические импульсы генерируются с помощью оптических фильтров для выделения спектральных компонент из сжатых оптических импульсов непрерывного спектра. Чтобы сохранить длительность порядка 100 фс в пределах заданной ширины полосы усиления полупроводникового оптического усилителя, расширение импульсов, вызванное сдвигами частот, компенсируется волокнами с длинами, оптимизированными для соотв. длин волн.

Предложена для работы в режиме полностью оптического преобразования длины волны 2-каскадная конфигурация полупроводникового оптического усилителя в топологии распространения в противоположных направлениях. Отличительной особенностью предложенного метода является возможность получения преобразованного сигнала одновременно с помощью инвертированного и не инвертированного сигнала. Продемонстрирована возможность полностью оптического не инвертированного преобразования длины волны, обеспечивающего коэф. экстинкции >7 дБ в пределах широкого диапазона длин волн.

Предложен гетеродинный метод для генерации оптического сигнала диапазона мм-волн для сверхширокополосных систем связи. Исследованы характеристики полупроводниковых лазеров, синхронизированных с др. полупроводниковым лазером, модулированным радиочастотой, с множеством боковых полос. Ведущий лазер с РЧ-модуляцией м. б. представлен функцией Бесселя. Эта модель затем м. б. введена в уравнения скорости Ланга. Путем численного решения этих уравнений определены выходные характеристики синхронизированного лазера, а также РЧ спект сигналов биений. Рассмотрены области применений генерированного ВЧ сигнала.

Предложено использовать модулятор Маха-Цендера в качестве эл.-оптического детектора фазы для синхронизации гетеродина с 10 ГГц базовой частотой 80 Гбит/с потока данных, мультиплексированных во временной области. Управление модулятором осуществляется с помощью гармоники гетеродина. Временное дрожание составило 341 фс. Экспериментально подтверждена устойчивая работа схемы восстановления тактового импульса и показано что такая схема м. б. масштабирована для более высоких скоростей передачи данных.

Совершенствуются оптические волокна, предназначенные для приложений, в которых необходима фоточувствительность волокон. К таким приложением, в частности, относятся различные устройства на волокнах, сердцевина которых легирована германием и в ней УФ-излучением записывается брэгговская решетка. Указывается, что для устройств с записанными волоконными решетками имеют место повышенные потери излучения с длинами волн вне полосы брэгговского отражения. Дополнительные потери связаны с повышенным выходом моды во внешнюю оболочку волокна и поглощением в ней. Предлагается сердцевину волокна дополнительно легировать материалом (напр., фосфором), не являющимся для волокна фоточувствительным, но вызывающим некоторое увеличение показателя преломления. Оболочку волокна предлагается легировать материалом (напр., фтором), также не вызывающим фоточувствительность, но понижающим показатель преломления. В совокупности мода волокна будет меньше заходить в оболочку и испытывать меньшие потери на поглощение. Приводятся результаты эксперим. сопоставления излишних потерь в волокнах без и с дополнительным легированием. Потери были снижены с 8 до 2 дБ. 3 ил.

Предлагается применить аппаратуру временного уплотнения импульсных сигналов в волоконно-оптической системе связи с плотным спектральным мультиплексированием. Принцип действия устройства временного уплотнения импульсных сигналов исследован с помощью пластины из двулучепреломляющего кристалла и интерференции поляризованных лучей. Отмечается, что гибридная структура из устройства временного уплотнения импульсных сигналов, построенного на двулучепреломляющем кристалле, и пленочного фильтра м. б. использована в волоконной системе с плотным спектральным мультиплексированием.

Представленные результаты эксперим. исследований показали, что при передаче РЧ поднесущих с квадратурной АМ в субактивном частотном диапазоне эл.-абсорбционный модулятор, интегрированный с передатчиком на лазере с распределенной ОС, м. б. модулирован со значительно большим (в 2,5 раза) коэф. модуляции без каких-либо искажений сигнала внутри полосы по сравнению с непосредственно модулируемым или модулируемым внешним модулятором (использующим LiNbO[3] модулятор Маха-Цендера) лазером с распределенной ОС в 1,55 мкм диапазоне. Результаты приведены для сигналов с квадратурной АМ, но метод м. б. использован и для др. форматов цифровой модуляции РЧ поднесущих.

Представлены результаты теор. и эксперим. исследования мощности накачки и длины волны на динамики генерации непрерывного спектра в оптических волокнах со сдвинутой дисперсией. Показано, что непрерывный спектр, генерированный в таких волокнах, вызван совместно автомодуляцией фазы, четырехволновым смешением и перекрестной ФМ. Показано, что ширина полосы непрерывного спектра и его ровность зависят от разницы между длиной волны накачки и длиной волны нулевой дисперсии. Ровность спектра м. б. повышена более, чем на 8 дБ с помощью 2-х волоконных дифракционных решеток, соединенных последовательно.

Рассмотрена технологичность и надежность как самого 10 Гбит/с Ethernet ретранслятора, так и его оптической и эл. подсистем. Особое внимание уделено вопросам расчета характеристик оптических передатчиков, соответствующих стандарту IEEE 802.3ae. Приведены спецификации оптических передатчиков и приемников. Рассмотрена технология измерения характеристик приемопередатчиков. Представлен монитор XENPAK MSA 3.0, осуществляющий цифровой мониторинг в реальном времени.

Описаны результаты моделирования и эксперим. исследования нового вида полностью оптического 2R (усиление и восстановление формы волны) регенератора. Обыкновенное четырех-волновое смешение добавляется внутри оптического волокна с частично сдвинутой дисперсией. Это может создать копии входного сигнала 2-й параллельно распространяющейся вспомогательной несущей даже, если ее состояние поляризации ортогонально состоянию поляризации накачки. Результаты тестирования на уже развернутом оптическом кабеле показали улучшение 2R функции и возможности преобразования длины волны.

В соответствии с потребностью управлять усилением в системе с уплотнением каналов по длине волны, разработан усилитель на легированном эрбием волокне L-диапазона с фиксированным усилением. Усилитель использует 1 волоконную решетку Брэгга. Проведено численное моделирование усилителя. Исследовано влияние на характеристики фиксированного усиления конфигурации усилителя, длины волны накачки, длины волны Брэгга, отражательной способности решетки, мощности накачки и длины легированного эрбием волокна.