Сети и системы связи

Отмечается быстрое расширение областей применения оптических волокон, изготовленных из пластиковых материалов.Основными тенденциями является уменьшение диаметров волокон и расширение полосы. В связи с этим весьма актуальной ставится проблема выбора параметров разъемов для соединения пластиковых волокон. Основными критериями в данном случае являются величина эксцентриситета волокна в разъеме и величина вносимых потерь. Предложена методика оптимизации параметров разъемов, основанная на моделировании с применением метода Монте-Карло. Приведены практические примеры предложенного принципа. Показано, что в результате его использования удалось понизить величину потерь. обусловленных эксцентриситетом волокон с 3,8 до 0,13 дБ.

Предложен и исследован новый подстраиваемый оптический узкополосный фильтр, использующий ЛД с распределенной ОС, управляемым сдвигом фазы и связанным усилением. Уравнение связанных мод решено при использовании метода переходной матрицы. Предложенный фильтр обеспечивает стабильный одномодовый выход при заданной полосе пропускания похожий на выход, который получается с помощью структур со связанными показателями преломления и сдвинутой фазой. Исследования показали, что разработанные структуры для ЛД обеспечивают более широкий диапазон подстройки по сравнению с ранее использовавшимися структурами. Предложенное устройство м. б. использовано в системах с плотным спектральным пультиплексированием.

Акустооптический подстраиваемый фильтр используется в оптической системе для получения независимо подстраиваемого и реконфигурируемого радиочастотного трансверсального фильтра, а в качестве дисперсионной среды применяется одномодовое оптическое волокно. Манипулируя только управляющим сигналом, акустооптический подстраиваемый фильтр модифицирует передаточную функцию фильтра. Представлены результаты эксперим. исследования варианта фильтра с 2-мя подключениями. Рассмотрена возможность увеличения числа подключений фильтра к волоконно-оптической линии.

Описаны конструкция и результаты предварительных испытаний новых перем. оптических аттенюаторов с микрооптоэл.-мех. системами (MOEMS), управление которыми осуществляется с помощью пары V-образных эл.-термических приводов. Аттенюатор использует пару зеркал, наклоненных под углом 45° по отношению к 2-м коаксиально юстированным волокнам, заканчивающимся линзами, формируя планарный оптический путь с обратным отражением для ослабления. Начальные вносимые потери составляют 0,7 дБ на 1550 нм длине волны, а макс. динамический диапазон ослабления 50 дБ, соответственно. Измеренные поляризационно зависимые потери составили 0,15 дБ при 20-дБ ослаблении.

Предложен широкополосный оптический разветвитель емкостью 3*3, основанный на принципе связи полей в бесконечно малой области между 3-мя параллельными идентичными длиннопериодными волоконными дифракционными решетками. В частности, продемонстрирована экспериментально ситуация, при которой оптической излучение вводится в 1 волокно и отводится одинаково в 2 др. волокна. Исследовано влияние различных факторов на передаточные характеристики разветвителя.

Предложено устройство для связи оптического волновода с оптическим передатчиком или приемником, а также передатчика или приемника с подобным устройством связи. Опытный образец устройства связи состоит из непроводящего материала. Оптические передатчик и приемник устанавливаются непосредственно на выдающийся вперед участок ступенчатой формы или монтируются на прилегающей контактной поверхности. Для контактирования с передатчиком и приемником выдающийся вперед участок ступенчатой формы детализируется и от него отходят контактные проводники.

Предложена новая структура фильтра с высоким коэф. экстинкции, основанная на интерферометре Маха-Цендера и станд. петлевом зеркале из одномодового оптического волокна. Результаты численного моделирования и эксперим. исследований показали, что коэф. экстинкции м. б. значительно улучшен по сравнению со станд. интерферометром Маха-Цендера при одних и тех же параметрах. Представлен одноканальный оптический переключатель, в котором вместо станд. петлевого зеркала из одномодовом оптическом волокне используется волоконная решетка Брэгга. Получен динамический диапазон >37,5 дБ на селективном по длине волны выходе.

Существенную экономию времени дает применение LWL-штеккера LighCrimpPlus при соединении 125 мкм – кварцевого волокна. Монтаж этого штеккера не требует использования клея, нагрева или УФ-обработки. Соединение обеспечивается за счет навинчивания концов оптического волокна и размещения его полированных торцов в керамическую гильзу с затуханием ЭКВИВ0,3 дБ. Разработаны комбинированные соединители для оптического волокна диаметром 50/125 мкм и 62,5/125 мкм. Разъем соответствует основным нормам T1A/EIA, IEC/CECC и EN.

Предложены новые регулируемые ЖК фильтры Фабри-Перо, которые м. б. использованы в волоконно-оптических системах связи. Фильтры имеют низкие вносимые потери, быстрый отклик, широкий диапазон перестройки для покрытия как C-диапазона или L-диапазона, так и обоих. Данные фильтры являются твердотельными без подвижных частей. При этом имеют низкие управляющие напряжения. Сочетание ЖК технологии и резонатора Фабри-Перо обеспечивает фильтрам высокое разрешение. Приведены результаты моделирования данных фильтров. Предложены примеры их применения.

Разработан и исследуется независимый от поляризации перестраиваемый спектральный фильтр. В схеме фильтра входной сигнал вначале дифрагировал на 1-й дифракционной решетке, далее на акустооптической решетке, отразившись от зеркала вновь проходит акустическую решетку, 2-м зеркалом направляется на 2-ю нарезную решетку и выходит из устройства. Нарезные решетки были эшелеттами, имели 600 штрихов на миллиметр. Акустооптическая решетка использовала модулятор на халькогенидном стекле с частотами в диапазоне 40-77 МГц. 3 дБ полоса итогового фильтра составила 1,1 нм, а диапазон перестройки – 16 нм. при помещении фильтра в лазерный резонатор ширина линии генерации составляла 0,05 нм.

Предложены конструкции устройств мультиплексирования и демультиплексирования мод, использующих многомодовые интерференционные ответвители. Способ мультиплексирования и демультиплексирования мод основан как на разделении мод, так и на их суперпозиции с помощью одного или множества самоотображений. Результаты моделирования, проведенного с помощью метода распространения луча и метода конечных разностей, подтвердили обоснованность предложенного метода синтеза. Предложено устройство для мультиплексирования и демультиплексирования 4-х мод.

Выведено уравнение распространения оптического поля, включающее поляризационную дисперсию мод. Построена численная модель микроволновой оптической коммутации, основанной на нелинейном оптическом петлевом зеркале. С помощью моделирования установлено, что процесс распространения оптической несущей с прямо модулированной микроволнами в нелинейном оптическом петлевом зеркале интенсивностью и влияние поляризационной дисперсии мод 1-го и 2-го порядков на оптическую волну и мощность являются функцией передачи нелинейного оптического петлевого зеркала.

Предлагается схема волоконной петли малого размера. При простой реализации петли путем расположения волокна вдоль дуги окружности имеются ограничения на миним. радиус кривизны дуги. Миним. радиус кривизны может составлять несколько сантиметров, что препятствует миниатюризации волоконно-оптического устройства. Дальнейшее же уменьшение радиуса будет приводить к значительным потерям излучения на рассеяние. Предлагается след. конструкция поворотного узла. Концы пары волокон тесно располагают в муфте так, чтобы их торцы были направлены в одну сторону. К торцам прижимается один из торцов градиентной линзы. Др. торец линзы покрывается отражающим слоем. Параметры и размеры линзы выбираются такими, чтобы выходящее из одного волокна расходящееся излучение проходило линзу, отражалось зеркальным слоем, проходило линзу в обратном направлении и попадало на торец 2-го волокна; размер линзы д. б. таким, чтобы вышедшее из 1-го волокна расходящееся излучение фокусировалось бы именно в точке достижения им торца 2-го волокна.

Приведены результаты исследования механизмов смещения оптических волокон во время пайки с использованием различных припоев при сборке оптических модулей. Отмечено, что миним. смещение происходит при использовании твердого припоя AuSn. Приведены результаты исследования смещений волокна при климатических испытаниях, проводившихся в циклическом режиме. Предложена методика уменьшения смещения оптических волокон.

С помощью теории связанных мод исследован оптический волноводный ответвитель, состоящий из 2-х параллельных идентичных волноводов, каждый из которых содержит однородную длиннопериодную дифракционную решетку. Показано, что оптическое излучение м. б. эффективно связано между 2-мя волноводами через дифракционные решетки на определенных длинах волн (резонансные длины волн), при отсутствии связи в бесконечно малом поле. На примерах продемонстрированы условия получения 100% эффективности связи.

Исследованы условия, при которых можно быть уверенным относительно добавления интенсивности таких устройств, как ЛЗ с отводами, используемых в цифровых некогерентных полностью оптических системах связи. Выведено обобщенное выражение для вызванного фазой шума интенсивности, которое м. б. применено ко всем типам полупроводниковых лазеров. Результаты показали, что для получения минимального шума интенсивности, наведенного фазой, в большинстве цифровых оптических некогерентных систем, необходимо большое оптическое отношение С/Ш (ЭКВИВ20 дБ). Показано, что существует макс. скорость обработки в типичной некогерентной оптической системе.