CC BY
65
Исследование возможностей применения чирпированного оптического сигнала при построении скоростных сетей связи городского масштаба
Рассматриваются телекоммуникационные задачи, для решения которых может быть использован эффект чирпирования оптических импульсов. Предложено аналитическое выражение, описывающее генерируемый полупроводниковым лазером импульс с чирпированными фронтами. Показано, что с привлечением нелинейных оптических эффектов фазовой модуляции может быть реализовано функциональное преобразование вида "форма сигнала — функция чирпа". Приведены примеры некоторых таких схем. Предложена концепция построения пассивной оптической сети, предназначенной для обслуживания удаленных (100-150 км) абонентских сегментов. Показано также, что такая схема позволяет в значительной мере снизить расходы по наращиванию длин сегментов по сравнению с традиционной технологией в данной области.
Ключевые слова: оптическая система передачи, чирпирование, хроматическая дисперсия, фазовая самомодуляция, преобразование
оптического сигнала.
Султанов АХ, дт.н., профессор, заведующий кафедрой 'Телекоммуникационные системы" (ТС) Уфимского государственного авиационного технического университета (УГАТУ), [email protected]
Виноградова ИЛ., дт.н., профессор кафедры ТС, УГАТУ
Кашбиев АА, технический специалист, ОАО "ACTIVE TELECOM", [email protected]
Введение
В развитии телекоммуникационных систем важную роль играет повышение битовой скорости передачи В и внедрение «интеллектуальной базы» на нижних сетевых уровнях (примером может служить MPLS, позволившая ускорить быстродействие сети за счет снижения уровня, на котором выполняется маршрутизация [1]), в том числе - на уровне волоконно-оптической линии передачи (ВОЛИ), что означает управление информационным сигналом посредством использования оптических устройств ВОЛП. Последнее особенно актуально при построении высокопроизводительных разветвлённых сетей связи, к которым можно отнести сети городского масштаба или Metropolitan Area Networks (MAN). Причём для MAN повышение общего быстродействия «из конца в конец», т.е. того, что отражается на QoS для пользователя, основано не столько на роете й, сколько на ускорении процессов управления сигналами [2], что повышает актуальность интеллектуализации ВОЛП и, соответственно, оправдывает поиск новых средств для 'этого. А именно - определение дополнительных «независимых координат», задействование которых обеспечит наращивание ресурса управления, а значит, позволяет расширить функциональные возможности сети. Примером может служить фактически уже свершившийся переход на многоволновой характер управления сетью по отношению к одноволновому. li данном случае речь идёт ire об уплотнении каналов по длине волны, а о создании подсетей VPN WDM.
По, во-первых, таких «независимых координат» не так уж много — они вытекают из физической природы передаваемых сигналов, следовательно, не могут наращиваться неограниченно. Во-вторых, в основном они уже изучены и успешно используются в телекоммуникациях. Поэтому даже небольшое продвижение в данном направлении представляет существенный технический интерес и является актуальным. В частности, применение DQPSK модуляции к оптическому сигналу позволило достичь значительного повышения
битовой скорости передачи в результате Задействования ортогональных поляризационных составляющих1 электрической напряжённости поля Е световой волны [3-5], т.е. такого параметра, использование которого ранее не представлялось эффективным ввиду его нестабильности и, соответственно, невозможности его контроля и управления при распространении волны, С этой точки зрения исследование возможностей применения такого параметра, как чирп оптического сигнала, при построении высокоскоростных сетей, к которым относятся современные и перспективные MAN, представляется актуальной технической задачей.
Функции мирна и её преобразование средствами ВОЛП
Хорошо известно, что оптический импульс, генерируемый в результате амплитудной модуляции тока накачки полупроводникового лазера, содержит чирпированные фронты, на протяжении которых и происходит изменение амплитуды, а значит - смещение центральной длины волны: X = ?Ч1 + ДА [см., например, 6], и мгновенной частоты излучения соч1П1. Если X увеличивается, то чирпирование считается положительным [7, 8], а при уменьшении А. — отрицательным, рис. 1, чго схематически представлено гоном: светлый соответствует «красным», т.е. длинным, и тёмный - «синим», т.е. коротким длинам волн.
1
■ехр
Л(0,Г)»Л0 ехр
Т Vi ( ( т V - J -expi^-j-J
(1)
где А,) и - пиковая амплитуда и параметр, определяющий длительность импульса Г„; сю - параметр чирпирования [7],
определяющий величину и направление смещения частоты, рис. 1, Т— время в системе отсчёта, связанной с импульсом [7], С — целочисленный параметр, характеризующий крутизну фронта, и ю„ - круговая частота излучения, на которой передаётся центральная часть импульса.
DQPSK «опирается» не только на две ортогонально поляризованные «моды», но и на небольшое (практически в пределах одночас-тотпой передачи) разнесение по частоте этих модулируемых составляющих [4, 5|.
" Речь идёт о «продольной» (вдоль направления распространения г) составляющей полной напряжённости Е [7]. Предполагается, что «поперечную» составляющую допускается не рассматривать для систем связи с одномодовыми ОВ, работающим с прямым фотодетектированием и амплитудно-пороговым решающим устройством
У
к \А л (
сй>0 ■ К! 1 Са < 0
1,4 .
-2 Т 1 ~ 'о 'г0 1 2 Т0 ~Т
записать;
сЛР
1 Р^
2
А*
■ т •
тогда
" а, +
Учитывая (2), получаем: £
<0.
Пне. 1. Модель оптического импульса-меандра |9] в виде супергауссовой формы (1), содержащего чирпированые фронты: 1 - с линейным изменением тчи|, соответствующим свойствам реальной физической системы модуляции с полупроводниковым лазером, описанной выше; 2 - со слабым нелинейным изменением со,,,,,, вытекающим из (1)
Кроме параметра чирпирования сш в ряде случаев следует рассматривать функцию чирпа [10], позволяющую определить, например, наибольшее изменение3 частоты юмгн (или А(1,„) на протяжении Тп\
<2>
где Дт<») - знак дифференциала от функции но переменной
Г; л, _ ¿/Т(г,Т)^ у-) _ фаза в представлении огибаю-с!Т
щей оптической мощности Р(г,Т)= Р(>-Мос1{г,Т)-е^:-т\ где
Р(, - пиковая мощность импульса. Знак минус используется вследствие того, что направление отсчёта с!Т физической системы будет противоположно принятому в математике приращению аргумента.
В настоящее время эффект вносимого положительного чирпирования используют на сетях связи для компенсации действия хроматической дисперсии (ХД) [11, 12], вносящей отрицательное чирпирование на протяжённых магистралях {100 км и более). Действительно, традиционно эксплуатируемые в России ВОЛП, построенные на оптических волокнах (ОВ) 5МР-28, обладают отрицательным характеристическим дисперсионным параметром Р:,кмг ~ - 22 пс/км {соответственно дисперсионным коэффициентом д ^ _ ^ и для
8МР-28: = 17 пс/нм-км [13]) в области длин волн
магистральной передачи /ч, = =1550 им. И если положить, что
изменение А(Т) описывается уравнением4 ¡—-1..п .' А.
* & 2 дТ1
[7], где / - мнимая единица, то с учетом начального условия (1) пусть с С- 1 и даже начальным са = 0 но методике [7] можно
Введение чирпирования (г)3—(С^ (г| позволяет
снизить приобретаемый под действием ХД отрицательный чирп, приводящий к взаимному разбеганию «синих» и «красных» спектральных составляющих импульса в пределах ДА,, а с этим - и вносимое ХД уширсние импульса во временной области. Если в (1) с,,, Ф 0, то С, щ(г) приобретает более сложный вид, зависящий отст.
Но управление чирпированием может применяться и для реализации функций управления сигналами на разветвленных сетях. Так, например, использование таких эффектов, как фазовая само- (ФСМ) и кросс-модуляция (ФКМ) позволяет фактически выполнить преобразование вида: огибающая оптической мощности (т.е. форма сигнала) о функция чирпа при соответственном задании формы входного сигнала. Согласно [7], действие ФСМ на продольную сос тавляющую А(г, Т) описывается уравнением — - р^р^ .Ы2. 4 , где
Зг
у - коэффициент нелинейности. Полагая малое снижение амплитуды сигнала в компонентах преобразования, которые можно реализовать для выполнения функций управления (рис. 2), и используя, соответственно, решение для А(г, Т) в виде:
А(г,Т)= ф,Г)-езф(/;^|л(б;У]|2 ■ 2)] получаем, что Ч^ = уРи\А(0,тХ ■ г, а с этим с учётом (2): ¿¿4(0, Г)
Сш(г)=-2уР0
а) !Ц»,С*(Г)
(1Т
с!Т
с/Т2
\T-z-
6}
Г*(Г)
» * Г(Г>
>.)«,. СЧГ)
К),с, ъ.сх \
гХу.С
Рнс. 2, Схемы функционального преобразования «форма сигнала функция чирпа»: а - приобретение заданного чирпа С* и/или уровня мощности, зависимого от чирпа, возможно, совместно заданного чирпа и уровня мощности, зависимого от чирпа; б~ выбор длины волны из заданного набора, соответствующей /-ой функции чирпирования С/, в - преобразование в зависимости от С,\ г — функция «копирования чирпа», передаваемого всем лямбдам от управляющего сигнала (предполагается, что на входе присутствуют сигналы с произвольным чирпированием)
13 представлении Сы по (2) предполагается, что значения шмгя наиболее отклонены от мп на краях импульса, т.е. в точках с координатами Т= 0 и Т= Т„. 4 Бет учёта кнлометрического затухания, дБ/км.
Чтобы набрать требуемую длину г для получения заданной CJz") следует нелинейный элемент5, выполняющий
ФС'М и/или ФКМ преобразование поместить, например, в многопроходной интерферометр, роль которого может выполнять волоконно-оптическая петля с односторонним ответвлением [16] или многолучевой интерферометр типа Фабри—I lepo.
В общем случае такие схемы могут быть как реляционными (с применением дополнительного управляющего воздействия) [17], так и нереляционными с управлением, «заложенным» в свойствах передаваемого сигнала.
Следует особенно подчеркнуть, что использование рассматриваемого оптического параметра основано на оптических эффектах и оптико-оптических взаимодействиях, следовательно, является перспективным с точки зрения реализации концепции ЛИ Optical Networks 117].
Построение оптических сетей дли удаленных
абонентских сегментон
Применение чирпирования на сетях связи в настоящее время пока ограничиваешь как упоминалось выше, задачей компенсации действия ХД для магистральной передачи. По категория сетей MAN уже сегодня характеризуется высокими битовыми скоростями (от 10 Гбит/с) и, порою, протяженными ВОЛП (100...150 км), особенно если учитывать пригородную (вокруг мегаполисов) частную застройку. Это приводит к необходимости модернизировать схемы построения MAN, безусловно учитывая их характерные черты и особенности. Примером может служить развивающаяся тенденция модернизации классических PON (Passive Optical Networks), именуемая как «Radio and Fiber» [I8j, согласно которой по волокну передаются два л-канала на близких длинах волн, отличающихся как раз на ту радиочастоту, которая и выделяется в точке доступа средствами линии без привлечения традиционной аппаратуры преобразования сигналов и решающих схем. Указанный принцип позволяет упростить канальный тракт, чем и является привлекательным для операторов.
В нашем случае в отношении использования чирпа оптического сигнала рассмотрим возможность применения PON для удалённых абонентских сегментов с дистанцией в 100... 150 км фидерного ОВ в сравнении с традиционными PON, обслуживающими 10... i 5 километровые по диаметру сети 111 области. Обозначим для определенности такие сети как PON-long. Чтобы адаптировать PON, строящуюся по схеме, рис. За, для поставленной задачи, потребуется на протяжённом сегменте ВОЛП использовать регенерацион-ные пункты {РП), в лучшем случае - необслуживаемые (НРП), рис. 36.
С учётом применяемой в настоящее время битовой скорости В > 10 Гбит/с на сегментах MAN. а также дисперсионных свойств ОВ, находящихся в эксплуатации, пунктов регенерации на протяжённых участках может быть несколько.
Следует учитывать, что в большинстве случаев -эксплуатируются оптические кабели (ОК), проложенные — 10... 12 лет назад, вносящие существенные дисперсионные искажения включая поляризационно-модовую дисперсию, срок службы
которых ещё далёк до завершения. Использование новых типов ОВ в России, таких как не превышает 20...25%, а по
отдельным регионам может и вовсе не осуществляться [20, 21]. Известно также, что стоимость ввода в эксплуатацию нового ОК в последнее время существенно выросла, «львиную долю» в которой занимает неуклонно растущая стоимость работ по отводу земель ¡1 согласованиям. Последняя сегодня уже превышает стоимость самого ОК и строительно-монтажных работ, связанных с еш прокладкой и инсталляцией.
Выполним оценку стоимости наращивания длины оптоволоконного сегмента, в определённой мере влияющей и на стоимость подключения абонентов.
KÍ '-режим
Рис. 3, Схемы волоконно-оптических сетей категории MAN: a PON, традиционно Обслуживающие городские сегменты; ó— PON для удалённых абонентских сегментов; и и - схема PON-long
На рис. 3 обозначено: OLT - оборудование линейного тракта; Y - Y-разветвитель типа IxN; Y" - устройство преобразования сигналов с функцией разветвителя, обеспечивающее в общем случае коррекцию функции чирпа оптического сигнала [см., например, 19]; ITj, ! I/ — устройства преобразования функции чирпа (см. далее) и КС-режим -квазисолитонОвый режим передачи [I1J, характерной особенностью которого является использование чирпнрования оптического излучения
Известно [9], что под действием ХД происходит ушпре-ние длительности импульса меандрового типа приблизительно на величину v = Dxa-AX-L, а для обеспечения допустимого уровня искажений, связанных с нарушением длительности тактового интервала, необходимо т < 0,1 -Т„. Учитывая, что получаем соотношение для граничной ~ Т
II
длины ВОЛП Lu, увеличение сегмента свыше которой потребует введение дополнительного РП:
(3)
BLa =
Dm - АЛ
В качестве указанного элемента возможно использовать микро-етруктурные волокна [14| со значениями у = 100 (м-В2)*1 и более, либо специализированные материалы с высокой степенью нелинейности. например, см. \ 15],
Представляет интерес рассмотрение не величины L отдельно, а произведения B L, чему и будем придерживаться далее.
При желании увеличить длину сегмента по традиционной технологии, рис. 3,6, необходимо установить на ВОЛП дополнительный регенерационный пункт, получив в конечном итоге общее их количество km па L, или L = knyLu. Учитывая, что стоимость линейных сооружений системы связи р пропорциональна ¿m, что означает: pi = ¿рп'ррп (в рамках настоящей оценки не учитывается стоимость непосредствен по оптического кабеля и его прокладки, т.к. это является одинаковой частью как для PON, так и для PON-long; учитывается только цепа одного РП: ррп), в соответствии с (3)
можно записать: /j откуда, выразив
выражено через BL, получаем:
pi = \0Dxji&XBLPvu + р(1а.(.|. (4)
Величина р,шЧ.( Определяется стоимостью типового узлового оборудования по схеме рис. За, без использования РП или НРП.
Построение сегмента по схеме рис. Зв, предполагает, что действие ХД, приводящее к появлению нежелательного отрицательного чирпа, а затем - и К уширению импульса (при дальнейшем уходе вперёд «синих» и отставании «красных» составляющих), будет скомпенсировано введением начал fa-no го положительного чирпирования, а также поддержания его на ВОЛИ. Так как традиционно генерируемый импульс обладает симметричным чир пом, рис. I, что связано с симметрично протекающими процессами при увеличении н снижении тока накачки полупроводникового лазера, требующийся положительный чирп необходимо формировать дополнительно. Для этого, например, можно использовать бустер на выходе оборудования OLT, а при необходимости дополнительно к нему - специализированное ОВ с высоким 7, обозначено НЛ на рис. 4.
Рис. 4, Схема построения сегмента для PON-long. Если одна из линии после Y-разветвителя до абонента является достаточно длинной, то это может оправдывать применение КС-режима и на абонентском подключении
На линии также необходимо использовать специализированные средства для поддержания положительного характера чирпирования, в качестве которых может быть использовано ОВ типа EDFA [9, 17] и ОВ НЛ (при необходимости). Размещение указанных типов волокон целесообразно производить внутри линейных муфт, рис. 4, в виде врезок в магистральное ОВ SMF-28. Причём для того, чтобы обеспечить полностью оптический режим передачи без использования электронных и электрических средств в зоне расположения ВОЛП, накачку EDFA в линейных муфтах можно производить дистанционно, передавая излучение на длине волны 980 нм совместно с информационным излучением 1550 им. В [22] показано, ЧТО при ¿¡, Li ... < 10 км такая совместная передача допустима с точки зрения обеспечения правильности приёма в соответствии с действующими QoS-стандартами. Понятие пассивности для такой оптической сети связано с отсутствием активных (управляемых) переключающих устройств.
Если в рамках выполняемой стоимостной оценки допустить справедливость применения соотношения (3) для КС-режима'' и учесть, что наращивание параметра BL производится эффективным снижением дисперсионного коэффициента £>Хд линии на величину D, зависящую от количества ки (см. обозначения на рис. Зв) и состава указанных выше специализированных муфт, л о:
В L - °J , (5)
где [i - ценовая характеристика, связанная с составом муфт. Так вариация D может достигаться изменением и/или ц, и в первом приближении можно допустить, что D' и к,, ft ■
Пусть р'п — усреднённый стоимостной показатель устройства П на ВОЛП (рис. Зв) с учётом некоторого среднего его состава, тогда общая стоимость в рассматриваемом случае может быть представлена как рг=кп-ц-р'п или р2 Щр'„ учитывая (5), получаем:
В области актуальных значений BL характер зависимости P7(BL) принимает асимптотический вид. стремящийся к величине рг = р'п ■ От, + р,„п1> рис, 5. Это говорит о лучшей с
принципиальной точки зрения технико-экономической эффективности применения сетей PON-long для рассматриваемой задачи по отношению к классической методике построения протяжённых ВОЛП. и основанных не ней PON.
В соотношениях (4-6) предполагается, что Д/. одинакова для обоих случаев. Это является справедливым, т.к. чирпи-рование приводит не к уширению спектра излучения, а к перераспределению спектральных компонентов на протяжении длительности Г„. Хотя следует признать, что развитие систем связи с КС-режимом потребует, возможно, начального чирпирования, задаваемого лазером, что неизбежно приведёт к усложнению, а значит - удорожанию с вето излучающе га аппаратного блока.
Рис. 5. Иллюстрация ценового показателя, характеризующего стоимость увеличения битовой скорости в сети и протяжённости сегментов: кривые 1-3 построены для р| и 4- 6 - для I и 4 - лля Охд " 23 ис/нм-км; 2 и 5 - для = 18 пс/нмкм и 3 и 6 - для Охл = 15 пс/нм'км; ДА везде составляла 0,02 нм
б ^
Строю юворя, динамика чирпированного оптического импульса описывается более сложными соотношениями, чем (3) [7). Более того, в [23] показано, что для выполнения инструментального контроля д для битовых скоростей свыше 10 Гбит/с недостаточно традиционной экспериментальной базы, например, анализатора КШ-5800, а требуется использование пересчитывающих алгоритмов, учитывающие статистические свойства сигнала. Тем не менее, для выполняемой оценки чтобы качественно выполнить сравнение рассматриваемых сетей, будем считать применение (3) допустимым.
Сравнение характера изменения величин pi и по (4) и (6) соответственно показывает, что протяжённые оптоволоконные сегменты, работающие со скоростями 10 Гбит/с и выше целесообразно строить на основе КС-режима передачи. Хотя для классической технологии построения протяжённых ВОЛИ стартовая цена несколько ниже, но с увеличением BL растёт линейно из-за способа наращивания длины — за счёт добавления участка PI 1 и участка L» за ним. В PON-long наращивание BL обеспечивается как путём добавления новых муфт, так и изменением их состава и/или режима обслуживания - уровня мощности накачки HDFA Po.edfa» рис. 4, т.е. можно сказать - за счёт взаимосвязанного подавления действия ХД. К тому же, муфты являются заведомо необслуживаемыми «регенерациоииыми пунктами», следовательно, дешевле классического PI1.
В определённой степени неприятным с экономической точки зрения моментом является вопрос подключения удалённого абонента за Y-разветвителем, рис. 36. Очевидно, что размещение РП ради одного подключения вряд ли окажется экономически приемлемым. Кроме того, зависимости 1-3 на рис. 5 демонстрируют больший разбег по стоимости для различных дисперсионных свойств BOJIII, т.к. определяются в конечном итоге количеством P1Í. Хотя следует отметить, что с увеличением количества приобретаемого оборудования неизбежно снижается их отпускная цена, что и обозначено на рис. 5 отклоняющимися от 1 - 3 пунктирными линиями.
Стартовая цена PON-long является несколько больше за счёт использования таких элементов, как дополнительные OB EDFA, лазеры накачки для них; оптоволокна с высокой степенью нелинейности и, возможно, специализированное устройство Y". Но для различных £>хд разбег в цене получается меньшим, т.к. для компенсации большей дисперсии можно просто увеличить величину /Vhdfaj или применить другой тип/длину НЛ ОВ, что в незначительной мере окажет влияние на стоимость. Принципиальным в случае применения PON-long является то, что модернизируется линейная (оптическая) часть сети, а узловое оборудование OLT не затрагивается.
Выводы
Статья посвящена исследованию возможностей расширения функциональности волоконно-оптических сетей связи категории MAN с применением полностью оптических решений - за счёт использования эффекта чирпирования передаваемых импульсов. Из-за того, что функция чирпа может быть определена формой импульса - иод действием эффектов фазовой само- и/или кросс-модуляции, возможна реализация устройств, выполняющих преобразование вида «форма сигнала - функция чирпа». Приведены примеры некоторых таких схем, представляющих интерес при построении «интеллектуальных BOJII 1», участвующих в управлении процессами приёма-передачи рассматриваемой категории сетей.
Предложена концепция построения пассивной оптической сети, предназначенной дзя обслуживания удалённых ( 100.,.150 км) абонентских сегментов. На основании выполненной сравнительной оценки стоимости наращивания битовой скорости и протяжённости сегментов дтя BOJ ILL, строящихся по традиционной технологии, и линий с квазисолитоновым режимом передачи показано, что предлагаемая схема представляется эффективнее уже дня B L s 3000 Гбит/e хкм, а для значения того же параметра свыше 5000 Гбит/с х км применение
36
квазисолитонового режима оказывается эффективнее в 1,2-5-1,5 раза. Ьолее того, в области значений B-L к 3500 i бит/с х км (в зависимости от дисперсионного коэффициента линии) наращивание исследуемого ресурса сети практически может быть реализовано без существенных дополнительных затрат, что безусловно представляет интерес дня подключения удалённых абонентов.
Литература
1. Гольдпггейн A.B., Гольдштейн B.C. Технология и протоколы MPLS. - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург. 2005. - 304 с.
2. Перспективы развития сети Интернет. http://infopud.ucoz.ru/publ/5-rft-38 (дата обращения; 29.08.2012).
3. Меккель A.M. Коммутация в оптических транспортных сетях // Фотон-экспресс, 2010. - № 7, - С. 28-33.
4. Can lOOGb/s wavelengths be deployed using 10üb/s engineering rules? / Ross Saunders, Gary Nieholl, Kevin Wollenweber and Ted Schmidt, http://www.oclaro.com/ (дата обращения: 29.08.2012).
5. Nortel: Solving the lOOGbps transmission challenge. http://www.exf0.cam/en/Experti5eHub/MultimeiiEa View.aspx?ld=B l&Vid=14 (дата обращения: 29.08.2012).
6. Тауэр Дж. Оптические системы связи: Мер. с англ. - М.: Радио и связь. 1989. - 504 с.
7. Agrawal G.P, Nonlinear fiber optics. - Boston: Academic Press. 2001.-P. 466.
8. KiiBiuapi, Ю.С., Агравал Г.П. Оптические солитоны. От волоконных световодов до фотонных кристаллов / Пер. с англ. иод ред. Н. 11. Розанова. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005.-648 с.
9. Гордненкп В.Л. Многоканальные телекоммуникационные системы / В.П. Гордиенко, М.С. Тверецкнй. - М.: Горячая лнння-Телеком, 2007. - 416 с.
10. Виноградова ИЛ. Задача определения параметров оптимального оптического импульса для линии передачи с интерференционными свойствами Н Компьютерная оптика, 2009. - Т. 33, №2,-С. 147-155.
11. Бурлим В.А., Дашков М.В., Bojikoii К.А. Влияние параметров схемы компенсации хроматической дисперсии на paöoiy волоконно-оптической линии передачи // Оптический журнал, 2011,-№2.-С. 80-81.
12. Волков К.А. Реконструкция ВОЛИ с включением компенсирующих волокон в муфтах оптического кабеля // Инфокоммуяи-кационные технологии, 2010. - Т. 8, №1. - С. 58-61.
13. Рекомендация отрасли ITU-T G.709/Y.1331. Оптические интерфейсы транспортной сети OTN. Интернациональное телекоммуникационное общество, 2009, - 15 с.
14. Broeng J.A., Bjaiklcv A.S. Photonic crystal fibers. - Kluwcr: Academic Publishers, 2003. - P. 266.
15. Исследование нелинейного режима преломления для нано-структурного ситалла / А.Х. Султанов, И.Л. Виноградова, А.И. Са-лихов// Нелинейный мир, 2009. - М> 5. - С. 360-369.
16. Виноградова ИЛ., Конюхова В.М. Задача нахождения конструктивных параметров синхронизатора, обеспечивающих его функционирование в цифровой системе передачи. // Проблемы техники и технологии телекоммуникации: Сб. докл. Десятой международной научн.-техн. конф.—Самара, ПГУТИ, 2009.-С. 54-57.
17. Mukherjec И, Optical С от mil 11 ¡cat ionN et works, - Mc.Graw-Hill, 2005.-576 p.
18. Морозов I .A., Морозов О.Г., Садссв Т.О., Айбатов Д.Л. Подход к реализации модуляционного метода при обеспечении коэффициентов оптического фильтра сигналов радио диапазона // T-Comm - Телекоммуникации и транспорт, 2011, - № 8. - С. 68-73.
19. A.c. СССР № 1697035, МКИч G 02 В 6/28. Волоконно-оптический разветвитель / P.A. Тухватуллнн, Л.Ei. Виноградова, С.П. Ржевский. И.Л. Виноградова// Опубл. БИ № 45, 1991.
20. Янышев Ш.В., Галеев И.Х., Султанов А.Х., Гарифи-нов А.И., Виноградова ИЛ., Салило в А.И. Подход к комплексному анализу работоспособности первичной сети на физическом уровне // Проблемы техники н технологии телекоммуникаций:
T-Comm #3-2013
Сб. докл. Одиннадцатой международной научи,-техн. конференции - Уфа. УГАТУ, 2010. - С. 24-30.
21. Султанов Л.Х., Виноградова И.Л., Янышев Ш.Б. Опыт апробации и ввода в эксплуатацию канал ообразующего оборудования со скоростью передачи 10 Гбит/с на эксплуатирующихся линиях ОАО «Вашинформсвязь» II Проблемы техники и технологии телекоммуникаций: Сб. докладов Восьмой международной научн.-техн. Конференции. - Уфа: УГАТУ, 2007. - С. 106-111.
22. Султанов А.Х,, Виноградова И.Л., Салихов А,И, Стыковка разнотипных волокон при дистанционной доставке сигнала накачки ЕРЬ'А-усилителя П Инфокоммуникационные технолог ии, 2006. -№2. -С. 38^2.
23. Султанов А. X., Виноградова И. Л., Янышев III. Б. Влияние хроматической дисперсии световодов на сигналы и связанные с этим ошибки считывания И Электросвязь, 2012. — № 1. - С. 59-62,
"Исследование выполнено при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, соглашение 14.837.21.1878."
RESEARCH OF AN OPTICAL CHIRPED SIGNAL APPLICATION FOR HIGH-SPEED METRAPOLITAN AREA NETWORKS
Albeit H. Sultanov, Irina L. Vinogradov«:, Ufa State Aviation Technical University; 12 Karl Marx. Str, Ufa, Russia, [email protected]
Aydar A. Kashbiev, JSC "ACTIVE TELECOM"
Abstract
In the article the telecommunication tasks are considered, for which decision the chirp effect of optical pulses can be used. The analytical expression describing a pulse, generated by the semiconductor laser, with chirped fronts is offered. It is shown, that with attraction of nonlinear optical effects of phase modulation the functional transforma-tion of a kind "the form of a signal — chirp function" can be realized. The examples of some such circuits are given. The concept of a passive optical network intended for service long (is offered 100...150 kms) user's segments. It is shown also, that such circuit allows largely to lower the charges on escalating lengths of segments in comparison with traditional technology in the given area.
Keywords: optical transfer systems, chirp of signal radiation, chromatic dispersion, self-phase modulation, transformation of an optical signal.
References
1. A. B. Goldstein, B. S. Goldstein. Technology and Protocols MPLS. St. Petersburg.: BHV — St. Petersburg, 2005. 304 p.
2. Prospects for the development of the Internet. http://infopud.ucoz.ru/publ/5-1-0-38.
3. A M. Meckel. Switching in optical transport networks // Photon Express, 2010. No 7. Pp. 28-33.
4. Can 100Gb/s wavelengths be deployed using 10Gb/s engineer-ing rules?/Ross Saunders, Gary Nicholl, Kevin Wollenweber and Ted Schmidt. http://www.oclaro.com.
5. Nortel: Solving the 100Gbps transmission challenge. http://www.exfo.com/en/ExpertiseHub/Multimedia View.aspx? Id = B1 & Vid = 14.
6. Gower J. Optical Communication Systems. M.: Radio and Svyaz, 1989. 504 p.
7. G. P. Agrawal Nonlinear fiber optics. Boston: Academic Press, 2001. P 466.
8. Y. S. Kivshar, G. P Agrawal. Optical solitons. From fibers to photonic crystals. Moscow: FIZMATLIT, 2005. 648 p.
9. V. N. Gordienko. Multi-channel communication systems. Moscow: Hotline Telecom, 2007. 416 p.
10.1. L. Vinogradova. The problem of determining the parameters of the optimal optical pulse for a transmission line with the interference properties onnymi // Computer Optics,
2009. Vol. 33, No 2. Pp. 147-155.
11. V. A. Burdin, M. V. Dashkov, K. A Volkov. The influence of parameters of chromatic dispersion compensation schemes work of fiber-optic transmission // Optical Society, 2011. No 2. Pp. 80-81.
12. K. A. Volkov: Reconstruction of fiber optic lines to include compensating fiber optic couplers // Infokommuninication technologies, 2010. Vol. 8. No 1. Pp. 58-61.
13. Recommendation industry ITU-T G.709/Y. 1331. Optical transport network interfaces OTN. An international telecom company, in 2009. 15 p.
14. Broeng J. A., BjarklevA S. Photonic crystal fibers. Kluwer: Academic Publishers, 2003. P 266.
15. The study of the nonlinear regime of refraction for nano-structured glass-ceramic / AH. Sultanov, I.L. Vinogradov, A.I. SaLikhov // Nonlinear world, 2009. - No5. Pp. 360-369.
16. I. L. Vinogradov, V. M. Konyukhova. The problem of finding the design parameters synchronizer, ensuring its functioning in a digital transmission system // Problems of technology and telecommunications technology: Sat Reports. Tenth of the International nauchn.technical. Conf. Samara, PSUTI, 2009. Pp. 54-57.
17. Mukherjee B. Optical CommunicationNetworks. Mc.Graw-Hill, 2005. 576 p.
18. G. A Morozov, O. G. Morozov, T. S. Sadeev, D. L. Aibalov. Approach to the implementation of the modulation method for providing optical filter coefficients range radio signals // T-Comm — Telecommunications and Transport, 2011. No 8. Pp. 68-73.
19. AS USSR number 1697035, MKI5 G 02 B 6/28. Fiber Optic Splitter / RA Tuhvatullin, LE Vinogradova, SP E, IL Vinogradova // Publ. BI No 45, 1991.
20. Sh. B. Yanyshev, I. H. Galeev, A H. Sultanov, A N. Garifinov, I. L. Vinogradova, A I. Salihov. The approach to the analysis of complex Nome efficiency of the primary network at the physical layer // Problems of engineering and technology of telecommunications: Sat Reports. Eleventh International nauchn.-technical. Conference, Ufa, USATU,
2010. Pp. 24-30.
21. A. H. Sultanov, I. L. Vinogradova, Sh. B. Yanyshev. Experience in testing and commissioning of the channelization of the equipment with a rate of 10 Gbit / s lines operated byJSC "Bashinformsvyaz" // Problems of engineering and technology of telecommunications: Sat Report of the Eighth International nauchn.-technical. Conference. Ufa USATU, 2007. Pp. 106-111.
22. A H. Sultanov, I. L. Vinogradova, A I. Salihov. Joining different types of fibers in the remote delivery of signal pumping EDFA-amp // Infocommunication Technology, 2006. No 2. Pp. 38-42.
23. A H. Sultanov, I. L. Vinogradova, Sh. B. Yanyshev. Effect of chromatic dispersion of optical fibers on the signals and the associated error reading // Electrosvyaz, 2012. No 1. Pp. 59-62.
