Сети и системы связи

Продемонстрирована 2 Тбит/с (22*10 Гбит/с) передача на трансокеанские расстояния ЭКВИВ9210 км с помощью только оптического усилителя на легированном эрбием волокне C-диапазона. Схема частичного подавления боковой полосы (VSB) адаптирована для реализации 0,15 нм разнесения каналов. Достигнута сверхвысокая эффективность использования спектра ЭКВИВ53%. Все каналы продемонстрировали добротность >9 дБ, что позволяет получить коэф. однобитовой ошибки .

Рассмотрен процесс внедрения технологии разреженного спектрального мультиплексирования (CWDM) в линии ГТС, который происходит в сочетании с современными типами оптических волокон с нулевым водяным пиком. CWDM позволяет увеличить пропускную способность в 16 раз. Исследовано взаимодействие внешних эл.-магн. полей с городскими и пригородными ВОЛС. Отмечено, что если грозодеятельность и длина линии велики, то суммарная поляризационная дисперсия мод м. б. существенна.

Предложена конструкция компенсирующего дисперсию оптического волокна, способного уменьшать дисперсию в диапазонах 1,5 и 1,3 мкм длин волн. Рассмотрена волоконно-оптическая система передачи с уплотнением каналов по длине волны, использующая такое волокно. Компенсирующее дисперсию волокно подсоединяется к одномодовому оптическому волокну. Величина дисперсии в подсоединенном волокне в диапазоне 1,5 мкм длин волн д. б. от -1 пс/нм/км до 1 пс/нм/км, а в диапазоне 1,3 мкм – от -5 пс/нм/км до 5 пс/нм/км.

Рассмотрены теор. и практические вопросы, связанные с использованием оптических кабелей и пассивных компонентов волоконно-оптических линий связи. Представлена классификация оптических кабелей связи (ОКС) и их основные конструктивные элементы. Рассмотрены оптические волокна (ОВ) – как применяемые на сети России, так и разрабатываемые для будущей реализации. Описаны основные передаточные характеристики ОВ и нелинейные эффекты, возникающие в ОВ при передаче сигналов по пассивным оптическим компонентам, куда по определению МСЭ-Т входят оптические соединители, разветвители, аттенюаторы, адаптеры, соединительные шнуры, коммутаторы, изоляторы, циркуляторы, фильтры, мультиплексоры и волновые конверторы, соединительные муфты различного назначения, кабельные вставки, компенсаторы дисперсии.

Рассмотрено применение акустоэлектронных устройств (АЭУ) на поверхностных акустических волнах (ПАВ) в различных системах и средствах связи: фильтров с малыми потерями на ПАВ и ППАВ в качестве дуплексоров, ПАВ фильтров ПЧ, ПАВ фильтров, ПАВ резонаторов и генераторов, управляемых напряжением, ЛЗ на ПАВ для аналоговых и цифровых абонентских станций подвижных систем связи в стандартах CDMA, TDMA, WDMA и др.; ЛЗ на ПАВ; ПАВ фильтров Найквиста для БС, РРЛ, РРС, ТВЧ, сотового и интерактивного ТВ; канальных фильтров на ПАВ с малыми потерями, ПАВ фильтров ПЧ; ПАВ модулей выделения тактового сигнала для ВОЛС в стандартах SDH, ATM, SONET; радиочастотных меток на ПАВ для идентификации транспортных средств и контейнеров.

Представлены результаты эксперим. 80*10 Гбит/с передачи спектрально мультиплексированных сигналов в формате без возврата к нулю по 4160 км симметрично конфигурированному оптическому волокну с управляемой дисперсией. В приведенной структурной схеме установки осуществлялось полностью распределенное рамановское усиление в 80 км пролетах с накачкой в обратном направлении. При передаче не осуществлялось прямое исправление ошибок. Измеренный коэф. однобитовых ошибок оказался .

Рассматриваются волоконно-оптические системы передачи (ВОСП), принципы их построения и основные характеристики ВОСП для местных, внутризоновых и магистральных сетей связи; основы теории передачи информации по ВОЛС, параметры передачи (затухание и дисперсия), основные положения волн. теории передачи; конструкции и характеристики оптических кабелей связи (ОКС), их классификация и маркировка, основные параметры и конструкции основных типов ОКС. Рассмотрены основные вопросы проектирования и методика инженерного расчета ВОЛС, основные методы и средства измерения на ВОЛС, основы строительства и техн. эксплуатации ВОЛС. В приложении приведены основные характеристики современных отечественных оптических кабелей связи.

Продемонстрирован криптографический метод, основанный на оптическом хаосе, который м. б. приложен к ВЧ сигналам. Станд. ТВ сигнал на частоте 2,4 ГГц передавался по ВОЛС. Выход хаотического лазера, добавленный к сигналу на стороне передатчика, сильно уменьшает его отношение С/Ш и предохраняет от незаконного получения сообщений путем простого отведения их из волокна с декодированием. На приемной стороне сигнал выделяется из хаоса с помощью схемы синхронизации по типу ведущий-ведомый. В предложенном методе требуется пара лазеров со строго согласованными параметрами. Приведена структурная схема передающей установки, в которой имеется криптографическая схема.

Сравнительный анализ различных систем мониторинга RFTS показывает, что для практического применения лучшими в функциональном и техническом плане являются системы FiberVisor (EXFO), Orion (GN Nettest) и Atlas (Wawetek Wandel&Goltermann). С учетом требований расширяемости и масштабируемости предпочтение следует отдать системам FiberVisor (EXFO) и Atlas Wawetek Wandel&Goltermann), а с учетом возможности интеграции с различными ГИС – системе FiberVisor (EXFO). Окончательный выбор той или иной системы должен производиться с учетом стоимости конкретной системы мониторинга оптических кабелей для всей планируемой сети и с учетом ее дальнейшего развития.

Рассмотрена модель оптоволоконного тракта линии передачи в виде композиции многолучевых интерферометров Фабри-Перо, являющихся источниками мультипликативных помех. Для случая стационарного состояния линии связи проведена оценка среднестатистического значения амплитуды отраженной волны, которая возникает в результате действия паразитной многолучевой интерференции на распространяющийся импульсный сигнал.

Продемонстрирована 1250000-км 10-Гбит/с передача в формате с возвратом к нулю через 10000 ступеней встроенной полностью оптической 3R регенерации (с переусилением, восстановлением формы и восстановлением синхроимпульса), повторяющейся через каждые 125 км. Полностью оптический 3R регенератор состоит из 1–ГГц полностью оптического модуля восстановления синхроимпульса, включающего фильтр Фабри-Перо и полупроводниковый оптический усилитель в каскадной конфигурации для получения быстрого и стабильного отклика. Приведены результаты измерения характеристик передачи псевдопроизвольной последовательности бит 2{23}-1.

Примеры современного применения иллюстрируют, как общие технологии могут улучшить характеристики как наземных, так и подводных магистральных волоконно-оптических систем передачи с плотным спектральным мультиплексированием. Рассмотрены современные подводные системы и сети связи с плотным спектральным оборудованием. Представлено оборудование, разработанное и выпускаемое компанией Alcatel для таких сетей связи. Отмечено, что использование общих технологий в наземных и подводных волоконно-оптических системах связи позволяет осуществлять глобальную оптическую связь, т. е. интегрировать обе системы в единую глобальную сеть.

Экспериментально продемонстрирована передача 10-Гбит/с потока данных практически на неограниченное расстояние в системе на станд. одномодовом оптическом волокне. Приведена структурная схема эксперим. установки, в которой оптические петлевые зеркала используются в качестве встроенных 2R регенераторов. Достигнуто распространение без ошибок на расстояние >1000000 км с наземным разнесением усилителей. Применение 2R регенерации, как менее сложной по сравнению позволяет 3R регенерацией, существенно удешевит будущие магистральные волоконно-оптические системы передачи.

Восстановление линии в высокоскоростной сети на 4-х оптических волокнах м. б. достигнуто с помощью динамического перебора, перекрытия колец и обобщенной ОС. Предложен способ восстановления линии для всех линий в сети без их использования для поддержания передачи нагрузки. Способ расширяет обобщенную ОС на подграф полного графа с резервным управлением. Резервная пропускная способность на таких линиях м. б. затем использована для передачи незащищенной нагрузки, напр., нагрузки, которая не восстанавливалась в случае повреждения. Исследовано соотношение между пропускной способностью и эксплуатационной надежностью для случая повреждения 2-х волокон в нескольких типах волоконно-оптических сетей связи.

Описан эксперимент по передачи оптических сигналов, кодированных с возвратом к нулю, со скоростью 160 Гбит/с по станд. оптическому волокну G/652, установленному в полевых условиях. Передача осуществлялась с помощью оптического демультиплексирования со 160 до 40 Гбит/с и последующей эл. обработки сигнала. Проведено сравнение результатов с данными, полученными в экспериментах с оптическим демультиплексированием сигналов, мультиплексированных во временной области со 160 до 10 Гбит/с.

Экспериментально осуществлена 1-Тбит/с (100*12,4 Гбит/с) передача каналов со сверхплотным мультиплексированием, разнесенных на 12,5 ГГц, по станд. одномодовому оптическому волокну длиной 1200 км. Приведена структурная схема эксперим. установки. Каналы подстраивались в пределах ±100 МГц ошибки, используя их сигналы частоты биений с подстраиваемым источником излучения. Каналы со сверхплотным мультиплексированием модулировались в формате без возврата к нулю и усиливались с помощью оптического усилителя на легированном эрбием волокне с целью показать возможность модернизации существующих спектрально мультиплксированных сетей связи.