Сети и системы связи

Рассматриваются вопросы построения волоконно-оптических линий передачи и синхронных систем телекоммуникаций на их основе. Представлен ряд инженерно-технических задач, появлявшихся перед специалистами фирмы ЗАО “Энергоспецналадка”, проводившими реальное строительство и сдачу в эксплуатацию одномодового синхронного оборудования на сетях предприятий топливно-энергетического комплекса (ТЭК) республики Башкортостан. Показано, что существенным фактором в обеспечении требуемого качества и надежности передачи информации в синхронной системе является высокое качество сигналов синхронизации. Исследуются возможные причины появления неточностей используемого синхросигнала. Показано, что вариант подключения сети синхронизации модернизированных волоконно-оптических телекоммуникационных систем ведомств ОАО “Башкирэнерго” и АНК “Башнефть” к базовой сети тактовой сетевой синхронизации ОАО “Ростелеком” через плазиохронный сегмент, возможно сыграл существенную роль в несанкционированном автоматическом изменении статуса синхросигнала, а так же в появлении значительной девиации временного интервала на ряде узловых объектов сети. Падение статуса синхросигнала приводило к эффекту установления взаимного синхронизма ряда тактовых генераторов и, соответственно, к отклонению частоты парциальных колебаний от ее нормируемого значения. В завершении делается вывод о необходимости разработки концепции построения волоконно-оптических корпоративных сетей применительно к предприятиям ТЭК и выработки критериев их надежности.

Предложен метод для оптимизации отношения несущая/шум в узкополосных линиях передачи радио-по-волокну с оптическим усилением, который использует модулятор Маха-Цендера. Оптимизация достигается за счет управления смещением модулятора, чтобы подавить оптическую несущую. Экспериментально подтверждено то, что этот метод подавления несущей может одновременно улучшать детектированную РЧ мощность в линии и подавлять стимулированное бриллюэновское рассеяние, которое является важным источником шума. Наблюдалось улучшение отношение несущей/шум на ЭКВИВ20 дБ по отношению к случаю, когда не подавлялась несущая.

Исследованы нелинейные оптические эффекты, приводящие к формированию солитонов, позволяющих увеличить дальность и пропускную способность волоконных линий связи. Кратко обсуждаются динамика амплитуды и фазы гауссового импульса с начальной модуляцией частоты в оптическом волокне и показано, что при компрессии модулированного импульса из него может сформироваться светлый либо темный вихревой солитон. Проведен анализ математических моделей оптических солитонов в нелинейной оптике, а именно солитоны нелинейного уравнения Шредингера и фемтосекундные солитоны. Рассмотрено применение прямого численного решения нелинейных уравнений Максвелла и установление количественной оценки предела применимости модели НУШ по так называемому числу заполнения.

Представлены результаты эксперим. и численных исследований переделов характеристик линий связи на одномодовых волокнах, использующих электронные корректоры с прямой связью и решающей ОС. Продемонстрирована 10-Гбит/с передача по станд. одномодовому оптическому волокну длиной 140 км с 22,7-дБ чувствительностью к оптическому отношению С/Ш и вероятностью возникновения однобитовой ошибки ЭКВИВ10{-9}, что позволяет осуществлять однопролетную передачу в 4-дБ границах. Результаты моделирования были экспериментально проведены. Приведена структурная схема эксперим. установки.

Исследована возможность использования принципиально новых для ж.-д. транспорта высоконадежных и энергетически эффективных источников оптического излучения – полупроводниковых лазеров или лазерных диодов. Рассмотрены области применения данных устройств, в частности в системах управления и системах связи. Обмен данными может осуществляться как по ВОЛС, так и по беспроводным каналам. Лазерные технологии м. б. использованы при создании лазерных светосигнальных приборов и лазерных систем автоматики.

Успешно продемонстрирована сверхпротяженная 16*10 Гбит/с передача сигналов с уплотнением каналов по длине волны на 500 км без ретрансляторов внутри узкоспециализированного оптического волокна, предназначенного для дистанционной накачки. В процессе передачи использовались: относит. фазовая манипуляция и формат с возвратом к нулю, рамановское усиление с прямой накачкой и рамановское усиление с накачкой второго порядка в обратном направлении в сочетании с одномодовым станд. волокном, имеющим большую эффективную площадь, и станд. одномодовым волокном. Приведена структурная схема эксперим. установки.

Предлагается использовать оптическое согласование по фазы в середине пролета для компенсации дисперсии при передаче сигнала по оптическому волокну. данный метод был использован при передаче оптического сигнала, мультиплексированного во временной области по станд. одномодовому оптическому волокну. Устройства согласования обладают простой конфигурацией, но имеют проблемы со сдвигом длины волны с средней точке передающего пролета. Разработано устройство сопряжения по фазе в середине пролета без сдвига длины волны, которое позволяет устранить многие проблемы. С его помощью осуществлена передача ОС-192 сигнала в формате с возвратом к нулю по 100 км станд. одномодовому волокну.

Изобретение относится к способам обнаружения попыток съема информации с волоконно-оптических линий передачи и м. б. использовано в качестве способа пост. контроля волоконно-оптической системы передачи информации с ограниченным доступом, использующим методом квантового зашумления. Техн. результат заключается в повышении вероятности обнаружения попытки съема информации с волоконно-оптической линии передачи и снижении вероятности ложных срабатываний. Сущность изобретения состоит в том, что формируют оптический сигнал передачи, состоящий из пост. оптического излучения и информационного сигнала, передают оптический сигнал по волоконно-оптической линии, принимают, детектируют, усиливают, разделяют информационный сигнал и пост. уровень, контролируют изменения внесенных потерь. До передачи в оптический сигнал вводят контрольный сигнал, после приема и детектирования выделяют его, сравнивают амплитуду контрольного сигнала с пороговым уровнем, который предварительно определяют по приведенной формуле. При снижении амплитуды контрольного сигнала относительно порогового уровня определяют попытку съема информации с волоконно-оптической линии передачи. 2 ил.

Проанализированы в основном те средства измерений электросвязи (СИЭ), которые сертифицированы Минсвязи России, а также (в том случае, если СИЭ используются в сфере государственного контроля и надзора в соответствии с РД 45.002-96), внесены в Госреестр средств измерения России для ВОЛС. Вместе с тем рассматриваются и несертифицированные приборы, если они являются перспективными и представляют интерес с техн. точки зрения (при наличии достаточно подробной информации), или же если их сертификационные испытания заканчиваются. Приведены основные параметры измерителей оптической мощности, источников излучения, аттенюаторов, мини-рефлекторов и анализаторов спектра.

Экспериментально в полевых условиях на установленных оптических кабелях на волокнах с управляемой дисперсией осуществлена сверхпротяженная 40*40 Гбит/с передача на 2160 км. Пульсация дисперсии составила ±27 пс/нм в пределах С-диапазона. Установлено, что при такой передаче не требуется компенсация дисперсии по каналам. Для станд. 7% передела прямого исправления ошибок запас мощности по коэф. добротности составил 1,4 дБ.

Использование волоконно-оптических линий для передачи РЧ (аналоговых) сигналов в последние годы находит все большее применение. Рассмотрены вопросы измерения РЧ характеристик оптических линий, используя те же самые параметры, которые используются для того, чтобы охарактеризовать РЧ компоненты: усиление, ширина полосы, коэф. шума и свободный динамический диапазон. Исследованы пределы на РЧ характеристиках аналоговых оптических линий. Представлен обзор последних достижений в области разработки устройств, позволяющих приблизиться вплотную к этим пределам. Рассмотрены лазеры, модуляторы и приемники.

Представлена единая информационная сеть связи АО “Мосэнерго”, составной частью которой являются цифровые вторичные сети связи. Рассмотрены структуры этих сетей. Отмечено, что важнейшими особенностями построения единой информационной сети связи АО “Мосэнерго” является цифровизация сетей и широкое применение ВОЛС, включая их подвеску на высоковольтные ЛЭП на базе существующей инфраструктуры электроэнергетики и внедрение новых технологий.