Развитие теории кусочно-регулярных волоконно-оптических линий передачи и ее приложения на сетях связи

• Автор: Бурдин, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 403 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Таблица используемых сокращений

Введение
Г лава 1. Анализ особенностей волоконно-оптических линий передачи и эволюции требований к линиям передачи сетей связи в условиях внедрения полностью оптических сетей

1.1. Общие тенденции эволюции современных сетей связи

1.2. Основные принципы построения оптических сетей и проблемы их внедрения

1.3. Основные компоненты оптических сетей связи и их характеристики

1.4. Классификация оптических волокон

1.5. Задачи и методы управления дисперсией. Контроль на оптических сетях связи

1.6. Задачи и методы моделирования кусочно-регулярных волоконно-оптических линий передачи
1.6.1. Линии передачи. Термины и определения
1.6.2. Общий анализ проблемы
1.6.3. Моделирование волоконно-оптических линий передачи сетей связи
1.7. Выводы
Глава 2. Параметры регулярных волоконно-оптических линий передачи и их соединений
2.1. Методы расчета параметров оптических линий
2.2. Развитие метода приближения Гаусса для одномодовых волокон с произвольным профилем показателя преломления..
2.2.1. Основы метода приближения Гаусса

2.2.2. Решения для частных случаев профиля показателя преломления
2.2.3. Модифицированный метод приближения Гаусса для одномодовых волокон с произвольным осесимметричным профилем показателя преломления
2.2.4. Исследование модернизированного метода приближения Гаусса для одномодовых волокон с произвольным осесимметричным профилем показателя преломления
2.3. Обобщенная оценка дисперсии оптической линии передачи
2.4. Методика расчета параметров соединений регулярных оптических волокон
2.5. Выводы
Глава 3. Моделирование процессов распространения импульсов в кусочно-регулярной волоконно-оптической линии передачи
3.1. Моделирование процессов распространения электромагнитных волн в линиях передачи во временной области
3.2. Преобразование Лагерра и его применение в задачах моделирования электромагнитных сигналов и решения волновых уравнений
3.3. Модель квазирегулярной оптической линии передачи на основе элементарного резонатора Лагерра
3.4. Моделирование протяженных кусочно-регулярных волоконно-оптических линий передачи сетей связи
3.4.1. Модель регулярной линии с нормальной дисперсией
3.4.2. Модель регулярной линии с аномальной дисперсией

3.4.3. Модель оптической линии передачи со слабой нелинейностью
3.4.4. Модель кусочно-регулярной линии передачи
3.5. У чет поляризационных характеристик
3.6. Выводы
Глава 4. Исследование внутренних и стыковых нерегулярностей волоконно-оптических линий передачи
4.1. Исследование статистических характеристик нерегулярностей волоконно-оптических линий передачи
4.1.1. Описание эксперимента
4.1.2. Результаты обследований соединений оптических волокон в муфтах оптических кабелей
4.1.2.1. Оценки потерь в соединениях оптических волокон
4.1.2.2. Оценки отражений сварных соединений оптических волокон
4.2. Исследование особенностей характеристик обратного рассеяния оптических волокон
4.2.1. Методика измерений внутренних нерегулярностей оптических волокон
4.2.2. Модель характеристики обратного рассеяния оптического волокна
4.2.3. Исследование модельных характеристик обратного рассеяния оптических волокон
4.2.4. Исследование внутренних нерегулярностей оптических волокон по данным входного контроля оптических кабелей связи
4.2.4.1. Статистические характеристики внутренних нерегулярностей оптических волокон

1.3. Основные компоненты оптических сетей связи и их характеристики
Реализация полностью оптических сетей стала возможна благодаря бурному развитию фотоники, достижениям в этой области науки и техники, в области разработки оптических устройств и промышленных технологий их изготовления. Современные технологии позволяют разрабатывать и производить для коммерческих целей оптические устройства практически любой заданной структуры и конфигурации.
Базовыми элементами, «кирпичиками», при конструировании оптических устройств сетей связи служат оптические волокна. Брэгговские дифракционные решетки , интерферометры Маха-Цандера, оптические усилители, миниатюрные электро-механические переключатели (MEMS - Micro-Electro-Mechanical Switch), и т.п. [1 -1,22- 30, 80 - 136].
В качестве направляющей системы для передачи оптических сигналов на оптической сети используется оптическое волокно. Все оптические устройства, участвующие в передаче сигналов и являющиеся элементами оптического линейного тракта, должны быть согласованы с оптическими волокнами, в которые они включаются. В целях достижения согласования элементов оптического линейного тракта на оптической сети применяются устройства или на базе слабо зависящих от апертуры макро-оптических элементов с применением тонкопленочных технологий (bulk - type), или волноводного типа: волоконные (fiber - type), планарные (planar- waveguide- type), которые строятся на принципах интегральной оптики, используя планарные оптические цепи - PLC (Planar- Ligthwave- Circuit).
Конструкция оптического волокна представляет собой двухслойную, как правило, круглую цилиндрическую структуру в виде заключенной в оболочку сердцевины. Показатель преломления сердцевины несколько превышает показатель преломления оболочки. В кабелях связи применяются слабоапертурные волокна, у которых разница показателей преломления отлича-