Сети и системы связи

Предложен способ установки оптического волокна в положение, в котором обеспечивается оптим. связь волокна с активным или пассивным оптическим элементом, установленным на подложке, выполненной из полупроводникового материала. В подложке имеется канавка с торцевой наклонной поверхностью. Оптическое волокно располагается в упомянутой канавке, над которой на подложке располагается активный или пассивный оптический элемент. На наклонную поверхность наносится отражающее покрытие, от которого отражается оптическое излучение, вводимое в упомянутый элемент по оптическому волокну или выводимое из данного элемента.

Компания Harting, специализирующаяся в области разработки волоконно-оптических каналов связи, завершила разработку двухконусного соединителя, соответствующего по параметрам Соглашению об использовании множественных источников сигнала. Прибор содержит 2 оптических модуля для передачи данных со скоростью 10 Гбит/с для каждого из модулей. Модули, снабженные эквилайзерами, изготавливаются по стандартной КМОП-технологии с толщиной слоя 90 нм. Приведены частотные характеристики модулей в диапазоне частот до 20 ГГц.

Предложена аналитическая модель для конусообразного соединителя большого размера. Модель была построена с помощью метода распространения луча. Детально исследовано влияние длины и угла конусообразной секции соединителя на вносимые потери и коэф. ответвления. По результатам моделирования для конусообразных соединителей разной длины и углов установлено, что амплитуда поля изменяется с изменением длины и угла, а центр поля отклоняется от плоскости. Рассчитаны: оптим. длина и угол.

Волоконно-оптический кабель представляет собой набор более, чем из 100 волокон, смонтированных штабелем (набором горизонтально расположенных волоконных лент). В каждой ленте расположено >10 волокон Штабель помещен во влагонепроницаемый прямоугольный кожух, окруженный массивными стенками, которые несут продольную нагрузку. Такой сложный штабель помещен в продольную оболочку цилиндрической формы. Угловые нити помогают также настройке кабеля, причем все волокна подстраиваются друг к другу.

Предложен и эксперим. исследован формат передачи с возвратом к нулю, который упрощает конструкцию передатчиков и обеспечивает значительное улучшение глазковых диаграмм на приемнике по сравнению с др. форматами. Рассмотрен способ генерации последовательности импульсов в формате с возвратом к нулю, которые оказались стабильными и устойчивыми к дисперсии и нелинейным эффектам. С помощью компьютерного моделирования исследована одноканальная система со скоростью передачи 40 Гбит/с, в которой используется оптическое волокно со сдвинутой дисперсией.

Представлены результаты исследования влияния распределенного рамановского усиления на характеристики шума в волоконно-оптических системах с уплотнением каналов по длине волны. Выведено основное предельное значение для отношения мощность сигнала в усредненном пути к оптическому отношению С/Ш. Показано, что для фиксированного веса нелинейности оптическое отношение С/Ш максимизировано, если изменение мощности сигнала вдоль волокна минимально. Определены условия, при которых шумовые характеристики рамановского усиления м. б. улучшены с помощью оконечного усиления, использующего оптический усилитель на легированном эрбием волокне.

Представлена схема прямого исправления ошибок, основанная на кодах с низкой плотностью и проверкой паритетности. Исследованы характеристики данного семейства кодов. Показано, что такие коды обеспечивают значительное улучшение характеристик системы по сравнению с современными схемами прямого исправления ошибок. Предлагается использовать данные коды в сочетании с традиционными схемами алгебраического декодирования.

Отмечается, что после разработки метода уплотнения каналов по длине волны с малым разнесением каналов в течение 3-х л. пропускная способность волоконно-оптических систем связи с его использованием возросла в 50 раз. С учетом тенденции совместного использования волоконно-оптических систем связи и Интернета темпы развития и внедрения волоконно-оптических систем связи в ближайшем будущем резко увеличатся. В связи с этим чрезвычайно актуальной становится проблема создания технологии сверхширокополосной элементной базы для волоконно-оптических систем связи.

Проведен глубокий анализ протокола оптического канала Интернет (iFCP). Рассмотрены техн. подробности протокола iFCP. Указаны преимущества iFCP, как шлюзового протокола сетей SAN, в частности, отображение транспортных услуг Fiber Channel на TCP. Приведено обоснование использования iFCP для потребителей, которые используют широкий диапазон устройств Fiber Channel и нуждаются в возможности гибкого соединения этих устройств с использованием сети IP. Рассмотрена техн. возможность использования сети IP для хранения данных. Предложена сетевая модель iFCP и модель ее реализации. Выполнен сравнительный анализ протоколов Fiber Channel и iFCP, рассмотрено отображение протоколов друг на друга. Показано, что новый протокол обладает рядом значительных преимуществ, по сравнению с основным. Изложены такие опции протокола iFCP, как включение службы имен хранилищ (iSNS), адресация и маршрутизация, режим прозрачной адресации, локальный режим Шлюзового Региона, настройка соединений ТСР. Проведен обзор расширенных служб соединений, и возможности протокола iFCP обработки этих служб. Главным результатом проведенного аналитического обзора является то, что в свете повсеместного развития Интернет, построения новых пакетных сетей связи, предлагаемый производителями протокол iFCP является новым этапом развития систем и сетей хранения данных. Внедрение рассмотренного протокола на пакетных сетях связи позволит значительно увеличить эффективность хранения данных и скорость доступа к ним.

Отмечено, что наиболее перспективной технологией, которая позволяет создавать гибкие разветвленные волоконно-оптические сети связи с практически неограниченными возможностями роста полосы пропускания, является технология уплотнения каналов по длине волны (WDM). Особенностью технологии является то, что излучение на различных длинах волн передается практически без интерференции. Представлена структурная схема системы передачи с плотным спектральным мультиплексированием.

Описано несколько разработанных алгоритмов компоновки для оптической сети связи с коммутацией пачек. Исследованы их возможности. Предложен механизм компоновки с флуктуацией времени компоновки, где временной порог произвольно колеблется с целью уменьшения непрерывной скорости блокирования. При моделировании сети проведено сравнение основных характеристик этих схем компоновки. Проведенный анализ полученных результатов показал, что коэф. потерь пачек и время задержки сборки у предложенного механизма с флуктуацией времени компоновки лучше, чем у существующих механизмов компоновки.

Анализируются принципы построения и основная элементная база оптической системы с плотным спектральным мультиплексированием (DWDM) в магистральных и локальных волоконно-оптических сетях различного назначения. Отмечаются преимущества технологии DWDM, заключающиеся в том, что абонентам отводятся определенные длины волн, или “цвета”, которые смешиваются (мультиплексируются) на передающем конце, распространяются в общем потоке по одному волокну и разделяются (демультиплексируются) на приемном конце, благодаря чему новой группе абонентов просто выделяются дополнительные волны без необходимости увеличения числа волокон либо скорости передачи информации. Первоначально нашедшая применение в магистральных сетях, технология DWDM на сегодня обладает надежной элементной базой, позволяющей ее использование в приложениях с обработкой в реальном времени. В качестве задачи, решаемой с помощью DWDM, описываются результаты исследования возможности применения в системах сбора данных для будущих физ. экспериментов в высокоэнергетических установках, где требуется работа в условиях облучения при скоростях передачи несколько Гбит/с.

Infocom это термин, используемый для описания слияния информационных технологий и систем связи. Он используется для того, чтобы показать изменения в существующей в наст. время нагрузке в сети. Исследованы тенденции в разработке оптических сетей связи и сформулированы концепции интеллектуальных оптических сетей связи. Показано, что оптические сети с автоматической коммутацией м. б. решением этих проблем. Приведены примеры внедрения интеллектуальных услуг в оптические сети.

Предложен метод численного интегрирования локального показателя преломления, позволяющий эффективно моделировать распространение светового пучка и проводить анализ мод в световоде. В отличие от обычной техники, метод дает возможность исследовать прохождение пучка через неоднородный волновод с любым распределением показателя преломления, включая случаи разрывов любого вида. Подход позволяет решать названную задачу с пониженными требованиями к памяти и к машинному времени. Приводятся примеры применения метода.

Проведен численный анализ зависимости от средней частоты матрицы Джонса, описывающей дисперсию поляризационной моды с произвольной большой групповой задержкой. Рассчитана зависимость от частоты задержки по фазе в основных состояниях поляризации и перекрестная связь между состояниями поляризации. Также показана корреляция между вектором дисперсии поляризационной моды третьего порядка и вектором произведения дисперсии первого и второго порядка.

Разработана технология штатного мониторинга дисперсии, основанная на методе оптической ЧМ. Исследована возможность его применения для магистральных систем передачи с уплотнением каналов по длине волны. Этот метод нечувствителен к дрейфу групповой задержки, вызванному возмущениями окружающей среды, и может точно измерять величину дисперсии вместе с ее знаком (нормальную или аномальную) по принятому оптическому излучению сигнала. Такие возможности привлекательны для использования в сверхпротяженных системах передачи. Осуществлен штатный мониторинг дисперсии в 32*10,7 Гбит/с системе передачи с уплотнением каналов по длине волны длиной 5959 км.