Сети и системы связи

Представлены результаты теор. и эксперим. исследования генерации ультракоротких оптических импульсов, основанной на эл.-абсорбционном модуляторе с одиночной или сдвоенной конфигурацией. При этом учитывалась частотная характеристика эл.-абсорбционного модулятора. Полученные результаты м. б. использованы для исследования характеристик ультракоротких оптических импульсов. Эксперим. результаты хорошо совпадают с эксперим. данными. Генерированы импульсы с 12% и 8% коэф. наполнения.

Приведен краткий обзор последних разработок элементной базы для волоконно-оптических систем связи с временным уплотнением каналов и с уплотнением каналов по длине волны при скорости передачи информации до 40 Гбит/с на канал. Описаны результаты, полученные при разработках модуляторов на ниобате лития, усилителей на оптических волокнах, полупроводниковых усилителей, многоканальных решеток, коммутаторов, микроэл.-мех. устройств, поляризаторов, устройств компенсации дисперсии трактов.

Рассматриваются мульти/демультиплексоры, предназначенные для систем волоконно-оптической связи. Обсуждаются как системы, использующие мультиплексирование по длинам волн, так и системы, использующие временное мультиплексирование. В обоих случаях используются брэгговские волоконные решетки, но в одном случае решетки используются для пространственного разделения каналов с разными длинами волн, а в другом – решетки частично выполняют функции оптических ЛЗ. Проводится сравнение данных вариантов.

Рассмотрены вопросы измерения параметров ВОЛС. Для классификации и структуризации все измерения можно представить в виде единой структуры – пирамиды, в основании которой располагаются все измерения, проводимые при производстве компонентов, на след. уровне измерения при инсталляции линии и, на вершине, при эксплуатации линии. По мере сужения пирамиды к верху уменьшается количество проводимых измерений, а также уменьшается их точность. Приведен пример структуры системы пост. контроля ВОЛС.

Длиннопериодные волоконные дифракционные решетки были изготовлены путем записи в легированные азотом волокна с помощью эл. дугового разряда. Было исследовано влияние растягивающего усилия, а также внешней нагрузки, приложенной в течение воздействия дугового разряда, на прочность связи. Установлено, что влияние растягивающего усилия на прочность связи дифракционной решетки незначительно, в то время как прочность связи повышается существенно с внешней нагрузкой. Результаты измерения профилей мех. нагрузки с помощью томографа были записаны перед и послед. воздействия эл. дугового разряда. Установлено, что аксиальная модуляция мех. напряжения в области сердцевины дифракционной решетки .

Предложен полностью оптический коммутатор, способный обеспечить высокоскоростную коммутацию на выделенной длине волны. Коммутатор м. б. использован для маршрутизации оптических пакетов с IP протоколом и уплотнением каналов по длине волны. Устройство использует характеристики рамановских усилителей волноводного типа и 3-дБ ответвителей, также функционирует полностью оптически при скоростях порядка или быстрее нескольких десятков пс. Работа коммутатора исследована с помощью теории связанных мод, также численная проверена методом распространения луча. С помощью численного моделирования определен динамический диапазон устройства (>30 дБ).

Реализовано устройство связи оптического волокна с др. волокном или ЛД. Устройство использует пару линз, одна из которых коллимирует расходящийся пучок, а др. фокусирует его на торец выходного волокна. Линзы выполняются на стерженьках диам. 125 мкм из кремния или кварца. Все элементы располагаются в V-образной канавке, вытравленной на кремниевой подложке. Продольная и аксиальная точность расположения находится на уровне 0,5-3 мкм. Сопоставлялись характеристики устройства с кремниевыми и кварцевыми линзами. Получено, что 1-й вариант устройства вносил потери ЭКВИВ0,7 дБ, а 2-й – 1,4 дБ. Результаты сопоставлялись с теор. оценками.

Представлены результаты эксперим. исследования характеристик акустооптический настраиваемый фильтр, основанный на одномодовом оптическом волокне со стравленной оболочкой. Когда диаметр волокна стравливается до 30 мкм, акустооптическая эффективность связи LP[01] моды сердцевины и LP[11] моды оболочки увеличивается почти н первоначальную величину, а потребление РЧ мощности уменьшается в 2 раза от первоначальной величины. Приведены характеристики акустооптического настраиваемого фильтра длиной ЭКВИВ8 см, основанного на одномодовом волокне со стравленной оболочкой.

Предлагается конструкция устройства для соединения лент оптических волокон путем их сплавления. Основное внимание уделено подготовке концов лент к процессу сплавления. Детально представлены узлы для крепления лент в устройстве, удаления пластиковых оболочек с концов лент, режимам термического воздействия на оболочки, сколам концов волокон. В устройстве предусмотрена система контроля температуры в узле теплового воздействия на пластиковые оболочки лент. Считается, что предлагаемая конструкция устройства позволит лучше подготовить волоконно-оптические ленты в стыковке. 9 ил.

Продемонстрированы бензоциклобутановые ребристые оптические волноводы с нулевым двулучепреломлением, а также волноводы с низким двулучепреломлением в широком диапазоне температур. Эксперим. результаты хорошо согласуются с теор. расчетами, которые принимали в расчет двулучепреломление вызванное мех. напряжением. Приведены результаты измерения показателей преломления для бензоциклобутановых пленок различной толщины.

На основе станд. метода связанных волн (МСВ) разработана мат. модель рассеяния света при его распространении по планарному волноводу с шероховатыми поверхностями. Исследована связь волноводных мод планарного оптического волновода с модами излучения. Установлено, что в рамках МСВ взаимодействие указанных мод описывается системой 2-х уравнений в частных производных. Получено общее решение данных уравнений.

С помощью метода конечных разностей во временной области (FDTD) смоделированы характеристики распространения полей в планарном волноводе, синхронных волноводах и волноводе с S-образным изгибом. Получены распределенные графики интенсивностей поля для моделируемых волноводов. Из этих графиков получены длины областей связи. Проведено сравнение полученных результатов с данными моделирования с применением метода распространения луча. Установлено, что точность FDTD метода выше. Как для простых, так и для сложных волноводных структур.

Представлены результаты эксперим. оптической передачи с высокой скоростью в кристал. оптических волокнах, сохраняющих состояние поляризации при сверхнизких потерях. Потери в волокне и модальное двулучепреломление на 1550 нм длине волны составили 1,3 дБ/км и 1,4*10{-3}, соответственно. По оптическому волокну длиной 1,5 км успешно передан в обоих направлениях оптический сигнал со скоростью 10 Гбит/с. Приведены. структурная схема эксперим. установки и характеристики системы передачи.

Системы SDH в наст. время используются в качестве мультисервисной платформы и удовлетворяют растущим требованиям операторов и пользователей. Тенденции развития оборудования SDH рассматриваются применительно к аппаратуре фирм Alcatel, ECI, Marconi Communcations GmbH, Marconi Communications SpA, NEC, Siemens, сертифицированной для применения на сети общего пользования РФ на последние три года. Рассматриваются характерные особенности, позволяющие использовать аппаратуру SDH в качестве мультисервисной платформы в волоконно-оптических системах передачи.

Исследована возможность достижения 0,8 бит/с/Гц эффективности использования спектра при скорости 160 Гбит/с. Фазокоррелированные сигналы в формате с возвратом к нулю генерировались при использовании эффекта оптического затвора Керра в оптическом волокне с высокой нелинейностью. Затем 160 Гбит/с сигнал в формате с возвратом к нулю фильтровался с помощью фильтра с 200 ГГц шириной полосы. Получена работа без ошибок при соотв. сдвиге центр. длины волны фильтра. Исследованы характеристики фильтрации фазокоррелированных сигналов, генерированных станд. оптическими средствами с уплотнением каналов по длине волны.

Пограничные маршрутизаторы являются ключевыми элементами в сетях связи с оптической коммутацией пакетов. Пакеты собираются в пачки, а затем разбираются после коммутации через сеть. В сетях связи с оптической коммутацией пачек, ограниченных пролетом, латентность пограничного маршрутизатора определяет задержку при распространении через сеть. Проведено исследование латентн ости пограничного маршрутизатора в различных условиях входного трафика и для различных параметров пограничного маршрутизатора для получения оптим. характеристик сети. Разработаны принципы проектирования для пограничного маршрутизатора.