Разработка метода увеличения широкополосности волоконно-оптических линий передачи на регенерационных участках с использованием компенсирующих волокон

• Автор: Андреев, Роман Владимирович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 237 с. : ил.

• ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИСПЕРСИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОДНОМОДОВЫХ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН С КОАКСИАЛЬНЫМ ПРОФИЛЕМ ПОКАЗАТЕЛЯ
ПРЕЛОМЛЕНИЯ

1.1. Параметры дисперсионных характеристик оптических волокон кабелей

связи
1.2. Методы решения прямой задачи анализа параметров передачи оптических диэлектрических волноводов
1.3. Моделирование спектральной характеристики материальной дисперсии оптических волокон из кварцевого стекла
1.4. Аналитическое решение задачи о хроматической дисперсии круглых одномодовых ступенчатых оптических волокон
1.5. Решение задачи о хроматической дисперсии круглого многослойного одномодового оптического волокна

1.6. Исследование погрешностей расчета дисперсии круглых одномодовых

ф оптических волокон на основе аналитических методов

1.7. Выводы
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И АЛГОРИТМА ' ПРИБЛИЖЕННОГО РАССЧЕТА СПЕКТРАЛЬНОЙ ЗАВИСИМОСТИ
ДИСПЕРСИИ ОДНОМОДОВОГО ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА с ПРОИЗВОЛЬНЫМ КОАКСИАЛЬНЫМ ПРОФИЛЕМ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ
2.1. Приближенные методы анализа хроматической дисперсии диэлектрических волноводов оптического диапазона
2.2. Профили показателя преломления равного объема
2.3. Приближение для малых значений нормированной частоты
2.4. Модифицированный метод приближения Гаусса
2.5. Методика и алгоритм приближенного расчета спектральных характеристик хроматической дисперсии одномодовых оптических
ф волокон с произвольным коаксиальным профилем показателя преломления
2.6. Исследование спектральных характеристик хроматической дисперсии одномодовых оптических волокон в зависимости от параметров
профиля показателя преломления
2.7. Исследование приближенного решения задачи о хроматической дисперсии круглых одномодовых оптических волокон на модельных
профилях показателя преломления
2.8. Выводы
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И АЛГОРИТМА СИНТЕЗА
ПРОФИЛЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА С ЗАДАННОЙ СПЕКТРАЛЬНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ
3.1. Методы синтеза оптических волокон. Оптимизация профиля показателя преломления оптических волокон кабелей связи
3.2. К выбору профиля показателя преломления оптических волокон
ф кабелей связи

3.3. Постановка задачи и метод синтеза профиля показателя преломления
оптического волокна по заданной спектральной зависимости дисперсии
3.4. Методики выбора целевой функции
_ 3.5. Алгоритм синтеза коаксиального профиля показателя преломления
^ оптического волокна
3.6. Анализ потенциальных возможностей алгоритма поиска коаксиального профиля показателя преломления оптического волокна с заданной дисперсионной характеристикой
3.7. Выводы
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЯ ИССКАЖЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ
ИМПУЛЬСОВ НА РЕГЕНЕРАЦИОННЫХ УЧАСТКАХ ВОЛП С КОМПЕНСАЦИЕЙ ХРОМАТИЧЕСКОЙ ДИСПЕРСИИ
4.1. Требование к хроматической дисперсии на РУ ВОЛП
4.2. Основы компенсации хроматической дисперсии на РУ ВОЛП
4.3. Режим передачи оптических импульсов с длительностью, «управляемой потерями»
4.4. Режим передачи оптических импульсов с длительностью, «управляемой дисперсией»
4.5. Оптические волокна с уменьшающейся по длине дисперсией
4.6. Выбор модели и метода исследования искажений оптических импульсов на
® РУ ВОЛП с управлением дисперсией
4.7. Принципы построения схемы распределения дисперсии
4.8. Остаточная дисперсия на РУ с компенсирующими ОВ
4.9. Исследование искажений оптических импульсов на РУ с модулями компенсации дисперсии
4.10. Исследование искажений оптических импульсов на РУ с модулями компенсации дисперсии на длине участка
4.11. Рекомендации по контролю состояния ОВ па РУ кусочно-регулярной ВОЛП
4.12. Рекомендации по увеличению широкополостности на РУ ВОЛП с компенсирующими ОВ
4.13. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ
• ПРИЛОЖЕНИЕ. Документы, подтверждающие внедрение
результатов диссертационной работы

Диссертация посвящена разработке метода увеличения широкополосности волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП) на регенерационных участках (РУ) сетей связи с использованием оптических волокон (ОВ).
Актуальность темы и состояние вопроса.
Непрерывно возрастающая роль инфокоммуникационных технологий в жизни современного общества, задачи построения сетей нового поколения, все более широкое внедрение мультисервисных широкополосных услуг ведут к постоянному росту потребности в увеличении пропускной способности телекоммуникационных сетей. В промышленной эксплуатации находятся системы передачи со скоростью 10 Гбит/с, 40 Гбит/с и выше. Разработаны системы со скоростью передачи 80 Гбит/с, 160 Гбит/с. В этих условиях задача увеличения широкополосности ВОЛП при ослаблении ограничений на протяженность регенерационных и усилительных участков (УУ) стала крайне актуальной. При этом, учитывая перспективы использования спектрального уплотнения, важной особенностью стала необходимость выравнивания характеристик передачи в рабочем спектральном диапазоне. Причем уже сегодня практический интерес представляет передача информации по ОВ не только в диапазоне С, но и в прилегающих к нему диапазонах Б, Ь, и.
Для увеличения полосы пропускания на РУ ВОЛП используются различные методы компенсации дисперсии и, в первую очередь, широкополосные методы, базирующиеся на включении компенсирующих ОВ. Однако, неравномерность спектральных характеристик, параметров и длин компенсирующих ОВ требуют подстройки компенсации на РУ, применения адаптивной компенсации. Из-за особенностей конструкции компенсирующие ОВ отличаются повышенной поляризационной модовой

уссова, степенного) позволяет находить аналитические решения вариационного уравнения относительно эквивалентного радиуса моды.
Погрешность вычислений при использовании указанных методов достаточно невелика и вполне приемлема для практических расчетов. Затраты машинного времени, требуемый объем оперативной памяти пренебрежимо малы по сравнению с используемыми при расчетах численными методами. Основным недостатком их применения является необходимость вывода вариационного уравнения относительно эквивалентного радиуса моды отдельно для каждого частного случая профиля показателя преломления. Здесь предлагается модернизация метода приближения Гаусса, которая является его обобщением на случай произвольного осесимметричного профиля показателя преломления оптического волокна и свободна от указанного недостатка [160-161].
2.2. Профили показателя преломления равного объема
В работе [18] было введено понятие объема профиля показателя преломления, где его определяют следующим образом.
Профиль показателя преломления принято описывать формулой:
/г2(К) = п201-2-Л-/], (2.1)
А — П° ~ Пс'
2'Щ

где /(Л) - функция, задающая профиль показателя преломления,
V - нормированная частота;
А - высота профиля;
п0 - значение показателя преломления на оси волокна,
Я=г/а - нормированный расстояние от центра волокна.
Для ОВ с постоянным показателем преломления оболочки с учетом определения высоты профиля (2.1) можно переписать в виде: