Сети и системы связи

Исследовано влияние хроматической дисперсии на ОС сигнал о степени поляризации в процессе компенсации поляризационной дисперсии мод. Сигнал, на который воздействуют поляризационная дисперсия мод и хроматическая дисперсия демонстрирует более высокую степень поляризации, чем такой же сигнал, но в случае только поляризационной дисперсии мод. Показано, что хроматическая дисперсия д. б. компенсирована до поляризационной дисперсии мод, когда они присутствуют в системе одновременно. Это позволит существенно улучшить характеристики системы передачи.

Предложена новая оптическая петлевая конфигурация, основанная на LiNbO[3] волноводах с квазисогласованной фазой для преобразования длины волны и генерации множества несущих на оптической частотной сетке. Схема имеет быстрое время переключения длины волны и поддерживает преобразование многоканальных оптических сигналов. Экспериментально продемонстрирован принцип работы схемы при общей ширине полосы ЭКВИВ20 нм на сторонах с более длинными и более короткими длинами волн. Приведена структурная схема эксперим. установки.

Продемонстрировано преобразование длины волны без ошибок и вне зависимости от характера последовательности на скорости 160 Гбит/с. В схему преобразователя входят: полупроводниковый оптический усилитель со временем восстановления >90 пс и оптический полосовой фильтр, размещенный на выходе усилителя. Показано, что применение такого фильтра с центр. длиной волны, сдвинутой в сторону синего относительно цент. длины волны конвертируемого сигнала, уменьшает время восстановления преобразователя длины волны до 3 пс. Преобразователь выполнен с использованием коммерчески доступных компонентов с волоконными выводами. Устройство имеет простую конфигурацию и м. б. легко интегрировано.

Продемонстрировано компактное устройство для восстановления оптического синхроимпульса. В устройстве используется отфильтрованный и усиленный фототок в эл.-абсорбционном модуляторе бегущей волны. 40 Гбит/с оптический синхроимпульс был восстановлен из 40 Гбит/с оптического спектрально мультиплексированного сигнала и преобразован на др. длины волны. Восстановленный синхроимпульс имел 500 фс временное дрожание и 8 пс ширину импульса. Приведена архитектура 3R регенерации, использующей восстановление оптического синхроимпульса.

Экспериментально продемонстрировано выделение 40 ГГц синхроимпульса из общего 40 Гбит/с сигнала в формате без возврата к нулю. Сначала для выделения синхроимпульса использовался нелинейный оптический препроцессор, а затем полупроводниковый фильтр Фабри-Перо. Подтверждены хорошие характеристики и стабильность восстановленного сигнала с 40 ГГц синхроимпульсом при измерении коэф. ошибки в 40 Гбит/с сквозной передаче. Приведена структурная схема эксперим. установки.

Описана конструкция интегрированного акустооптического фильтра на ti:LiNbO[3], нагруженном пленкой SiO[2]. Предложена конфигурация, в которой вводится угловая компенсация между акустическим и оптическим волноводами, что обеспечивает хорошие характеристики подавления боковых лепестков. Определены характеристики акустооптического преобразования мод. Рассмотрен компромисс между подавлением боковых лепестков и шириной полосы фильтрации.

Предложена новая конструкция полностью оптического формирователя импульсов, основанного на нелинейном оптическом петлевом зеркале. Управляющий импульс вводится в формирователь импульсов с помощью мультиплексора по длине волны. Нелинейный сдвиг фазы сигнального лазера создается с помощью управляющего импульса благодаря перекрестной ФМ. Сигнальный лазер вводит излучение в волоконный ответвитель, затем сформированный сигнальный импульс передается от выходного порта этого формирователя. Форма сигнального импульса определяется профилем нелинейного фазового сдвига. Теоретически исследованы выходные характеристики формирователя импульсов.

Описан оригинальный оптический преобразователь длины волны для прозрачных сетей связи и высокоскоростной передачи. Основанный на эл.-абсорбционной модуляции в конфигурации перекрестной модуляции поглощения фильтрация с центр. длиной волны, сдвинутой в красную область, преобразованного сигнала уменьшает влияние ограниченного времени срабатывания эл.-абсорбционного модулятора. Это оригинальное и простое устройство демонстрирует преобразование длины волны на скорости ЭКВИВ40 Гбит/с. Новая схема позволяет уменьшить потери в коэф. ошибок на 27 дБ по сравнению со случаем, когда используется центрированная фильтрация.

Продемонстрировано регенеративное преобразование длины волны пс коротких импульсов с частотой следования ЭКВИВ10 ГГц, использующее интерферометр, основанный на полупроводниковом оптическом усилителе. Преобразование частоты как с повышением, так и с понижением, м. б. реализовано в диапазоне длин волн от 1535 до 1555 нм. Продемонстрирована на искаженных шумами, временным дрожанием и дисперсией оптических сигналах регенеративная способность предложенного преобразователя длины волны. Разработанное устройство может найти применение в будущих высокоскоростных оптических сетях связи.

Осуществлена полностью оптическая регенерация сигналов в формате относит. фазовой манипуляции с помощью схемы фазочувствительного усиления. В схеме используется высокоэффективное четырехволновое смешение в волокнах. Результаты аналитических и численных исследований показали, что происходит не только почти идеальная регенерация фазы, но и улучшенное подавление амплитудного шума в режиме обеднения накачки.

Представлены результаты исследования динамических эффектов в компенсаторах поляризационной дисперсии мод. Типичный компенсатор может фактически работать в 2-х различных рабочих режимах. Для динамической оценки входного сигнала может потребоваться непрерывное переключение между этими режимами, что приводит к значительному ухудшению характеристик. Предложена численная процедура для моделирования динамических эффектов, которая подтверждает возникновение критических конфигураций. Проведенные исследования м. б. использованы при проектировании компенсатора дисперсии, который позволит устранить ограничения, накладываемые поляризационной дисперсией мод на характеристики волоконно-оптических систем передачи.

Предложена конструкция устройства, использованного для компенсации дисперсии множества оптических сигналов, проходивших через оптическую передающую линию. Устройство включает фоточувствительное оптическое волокно с решеткой Брэгга с линейной ЧМ большой длины, обеспечивающей компенсацию дисперсии в пределах большой ширины полосы оптических сигналов. Ширина полосы отражения решетки Брэгга с линейной ЧМ большой длины >25 нм, вследствие чего она имеет уменьшенные искажения при коэф. ошибок ЭКВИВ10{-9}. Уменьшенные искажения приводят к потерям мощности менее, чем 3 дБ при ступенчатых изменениях длины волны .

Предложена и экспериментально исследована конструкция преобразователя множества длин волн с усилением, основанного на оптическом параметрическом усилителе с импульсной накачкой волокна. Устройство генерирует множество копий сигнала, так же как и спектрально инвертированных версий. Преобразователь смоделирован с помощью уравнений усиления оптического параметрического усилителя в квазиустановившемся состоянии и метода Фурье с расщепленным шагом. Предсказанные коэф. усиления преобразования .

Исследована пригодность использования 1-м длины разработанного нелинейного оптического волокна на основе окиси висмута с превосходными дисперсионными и нелинейными характеристиками для реализации 2R регенератора, основанного на расширении спектра, вызванного самомодуляцией фазы, за которым следует спектральная фильтрация. Проведена оценка характеристик регенерации как экспериментально, так и теоретически. С применением разработанного регенератора получено улучшение Q-фактора 10-Гбит/с сигнала в формате с возвратом к нулю с шумом на 1,2 дБ. Рассмотрена структурная схема эксперим. установки.

На основе планарной оптической ИС разработан компактный полностью оптический последовательно-параллельный преобразователь. На напряженной In-GaAs/InAlAs квантово-размерной структуре, дополнительно легированной Ве и выращенной при низкой температуре реализован полностью оптический коммутатор, основанный на вращении плоскости поляризации. Осуществлено распознавание 16-битовых меток для 40 Гбит/с оптических пакетов с помощью разработанного преобразователя. Предложена структурная схема распознавания меток, выполненная по CMOS технологии.

Теоретически исследовано преобразование длины волны, основанное на перекрестной модуляции поляризации в полупроводниковом оптическом усилителе. Показано, что преобразование длины волны м. б. реализовано, при этом экспериментально получены инвертированные и не инвертированные преобразования длины волны 10-Гбит/с оптического сигнала в формате с возвратом к нулю с выходным коэф. экстинкции 8,1 6,9 дБ, соответственно. Приведена структурная схема преобразователя, в которой применяется подстраиваемый лазер с синхронизацией мод и делитель по состоянию поляризации.