Сети и системы связи

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.

Дана количественная оценка качества работы канала контроля ВОЛС при передаче конфиденциальной информации в соответствии с критерием Неймана-Пирсона. Получены выражения для определения порогового уровня, вероятности ложных срабатываний и вероятности обнаружения несанкционированного доступа. Показано, что в отличие от аналогичных задач в радиодиапазоне возможность обнаружения определяется не только отношением С/Ш, но и отношением дисперсии шумовых процессов в случае преобладания дробовых шумов фотоприемника. Полученные результаты справедливы для ВОЛС, в которых в канале контроля применяются фотоэмиссионные приборы, лавинные и pin-ФД.

Представлены результаты эксперим. передачи со скоростью 10 Гбит/с на 1,55 мкм длине волны сигнала с прямой модуляцией по 100 км линии, состоящей из одного волокна. При передаче не использовалась какая-либо компенсация дисперсии. В линии использовалось оптическое волокно с ненулевым сдвигом дисперсии при отрицат. ее значении. Характеристики передачи волокна имеют высокую толерантность к изменениям дисперсии. В линии используется волокно, оптимизированное для работы с лазерами, имеющими прямую модуляцию.

Предложена новая точная аналитическая модель, предназначенная для анализа передачи с дисперсией в микроволновой ВОЛС с использованием внешнего модулятора Маха-Цендера с двойным управлением. Модель очень общая и м. б. применена почти ко всем условиям работы модулятора, типа разные точки смещения, уровни управления, фазовые сдвиги и коэф. модуляции между приводами модулятора. Модель была реализована в простых выражениях в закрытой форме для спектра выходной мощности, позволяя точно и быстро исследовать такие линии. Приведены уравнения для 2-х специальных случаев: модуляция 2-х и одной боковой полосы. Исследовано замирание мощности основной и второй гармоники.

Методом моделирования осуществлена оптимизация формата модуляции (с возвратом к нулю при подавленной несущей при соответствующей фильтрации спектра) в 42,7 Гбит/с магистральной системе с плотным спектральным мультиплексированием и эффективным использованием спектра. Установлено, что при заданной ширине полосы сигнала в формате с возвратом к нулю при подавленной несущей при сокращении спектра применение фильтрации спектра позволит осуществлять передачу при 50 ГГц разнесении каналов.

С целью устранения генерации значительного стимулированного бриллюэновского рассеяния в дуплексной системе передачи с одним пролетом и рамановской накачкой исследован порог стимулированного рамановского рассеяния в системах в формате с возвратом к нулю, как с амплитудной манипуляцией, так и с дифференциальной фазовой манипуляцией. Показано, что порог стимулированного бриллюэновского рассеяния во 2-й системе на 10 дБ больше, чем в первой. Отражение стимулированного бриллюэновского рассеяния преобладает при параллельной накачке, в то время как накачка в обратном направлении оказывает миним. воздействие. Продемонстрирована 8-канальная передача без ошибок по 310-км станд. одномодовому волокну в формате с возвратом к нулю с дифференциальной фазовой манипуляцией без использования прямого исправления ошибок и дистанционной накачки.

Одним из каналов передачи информации на ж.-д. транспорте являются волоконно-оптические кабели, протяженность которых на сети железных дорог России 50 тыс. км, подвешенных на опорах контактной сети, причем более половины из них проложены на участках перем. однофазного тока 27,5 кВ. Проведенный долговременный анализ работы кабелей на различных участках показал, что длительная адаптация ВОЛС к сложным и достаточно агрессивным внешним условиям, без отрицат. последствий, практически невозможна. Планируется дальнейшее проведение исследований, по результатам которых будут выработаны мероприятия для минимизации воздействия этих отрицат. внешних факторов и обеспечения безотказной длительной работы оптических кабелей.

Волоконно-оптические решения играют все более заметную роль в области структурированных кабельных систем, поскольку оптические линии обеспечивают большую дальность передачи и поддержку скоростей до 10 10 Гбит/с. Оптимизация же оптической подсистемы позволяет заметно повысить эффективность использования и экономическую отдачу не только структурированной проводки как сложного техн. объекта, но и информационно-вычислительной системы в целом. Приведены техн. характеристики модульно-кассетных решений некоторых производителей.

Рассмотрен один из методов, который м. б. использован при проектировании малошумящих преобразователей для систем, в которых в качестве передающей среды используются волоконно-оптические линии. Разработана схема приемника для многомодовой линии со скоростью передачи данных ЭКВИВ125-140 Мбит/с на 1,3 мкм длине волны. Проведенные испытания ИС приемника показали, что его параметры хорошо согласуются с результатами моделирования. В схеме приемника используются биполярные транзисторы и p-i-n ФД.

Представлены результаты исследования усиления 80-Гбит/с сигналов на 6-ти длинах волн, разнесенных на 400 ГГц, с помощью полупроводниковых линейных оптических усилителей. Межканальные перекрестные искажения, вызванные четырехволновым смешением, составили 3 дБ. Осуществлена передача оптических сигналов на расстояние >100 км в одномодовом и компенсирующем дисперсию волокне с помощью соединенных последовательно линейных оптических усилителей, используемых в качестве оптических повторителей.

Существующее в наст. время 3-е поколение (3G) беспроводной технологии может поддерживать ориентированные на передачу данных применения. Однако, скорость передачи данных ограничена вблизи 2 Мбит/с при ограниченной мобильности. Интеграция 3G сотовой системы и беспроводной локальной сети связи (WLAN) может повысить скорость передачи. Предложена архитектура использующая волокно и беспроводную передачу, которая одновременно поддерживает широкополосную систему многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (WCDMA) и WLAN стандарта IEEE 802.116. При этом используется мультиплексирование по поднесущей и передача радиосигналов по оптическому волокну.

Представлены результаты эксперим. исследования оптической системы дуобинарной передачи, использующей фазовый модулятор и узкополосный оптический фильтр. По сравнению со станд. дуобинарным сигналом, генерируемым НЧ-фильтром, исследуемый дуобинарный сигнал 1) обеспечивает повышенную чувствительность приемника; 2) преодолевает трудности, связанные с длинами слов; 3) существенно ослабляет чувствительность характеристик к характеристикам драйвера и модулятора, в то время как сохраняется суженный спектр и высокие допустимые значения дисперсии.

Описаны результаты передачи в полевых условиях с пропускной способностью Nx170 Гбит/с по линиям на станд. одномодовом оптическом волокне с высокими потерями с использованием распределенного рамановского усиления 3-го порядка в коммерчески используемой сети Deutsche Telekom. Приведен обзор ключевых технологий, применявшихся для реализации 8*170 Гбит/с (1.28 Тбит/с) системы с плотным спектральным мультиплексированием. Суммированы результаты экспериментов по сверхпротяженной передаче с пропускной способностью ЭКВИВТбит/с через европейскую волоконную инфраструктуру. Применение такого усиления позволяет обеспечить передачу в полевых условиях с пропускной способностью 1*170 Гбит/с и 8*170 Гбит/с на 185 и 140 км, соответственно.

Предложена теор. модель для АЧХ аналоговых оптических линий, использующих ретрансляторы на полупроводниковых оптических усилителях и дисперсионные и нелинейные одномодовые оптические волокна. Полученные выражения учитывают влияние линейной ЧМ полупроводникового оптического усилителя в процессе распространения сигнала по оптическому волокну. Результаты эксперим. исследований показали, что эффект подавления несущей, вызванный дисперсией, м. б. значительно улучшен путем корректировки входной мощности усилителя и некоторых параметров устройства.

Предложены метод и устройство, которые позволяют измерять поляризационную дисперсию мод в передающих ВОЛС без прерывания трафика данных. Векторная информация о поляризационной дисперсии мод извлекается из широкополосного оптического спектра сигнала данных. Экспериментально проведена проверка метода путем измерения поляризационной дисперсии мод 1-го порядка. Представлена схема эксперим. измерительной установки. Данный метод м. б. использован для измерений в полевых условиях на пущенных в эксплуатацию линиях.

Предлагается метод выделения тактовых последовательностей в приемнике системы передачи данных по волоконно-оптическому каналу, работающему при скорости передачи ЭКВИВ40 Гбит/с при частоте следования битов ЭКВИВ40 ГГц. Схема приемника содержит оптический усилитель и 2 канала, снабженные устройствами компенсации хроматической дисперсии оптического волокна, ФД, преобразующими бинарные оптические сигналы, имеющие сгибающую в формате без возврата к нулю, в последовательности эл. импульсов. Канал выделения тактовых последовательностей включает автогенератор, управляемый по частоте напряжением, фазовый компаратор и полосовой фильтр в цепи ОС. Тактовая последовательность с формирователя импульсов, включенного на выходе полосового фильтра, поступает на канал выделения последовательностей данных.