Маломодовые волоконно-оптические линии передачи компактных многопортовых инфокоммуникационных сетей

• Автор: Бурдин, Антон Владимирович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 607 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Таблица используемых сокращений
Введение
Глава 1. Маломодовый режим передачи оптических сигналов по многомодовым волокнам: приложения в современных инфокоммуникациях
1.1. Общие положения
1.2. Состояние и перспективы применения многомодовых оптических волокон для линий передачи отечественных ин-фокоммуникационных сетей
1.3. Понятие маломодового режима передачи оптических сигналов
1.4. Маломодовые приложения на мультигигабитных сетях ЕйюгпеТ спецификации стандартов ШЕЕ 802.
1.5. Высокоскоростная передача данных по многомодовым оптическим волокнам в маломодовом режиме: технологии и приложения в современных инфокоммуникациях
1.6. Выводы
Глава 2. Разработка приближенного метода анализа слабонаправляющих оптических волокон с произвольным осесимметричным профилем показателя преломления
2.1. Общие положения
2.2. Строгие решения: численные и численно-аналитические методы расчета волоконных световодов
2.3. Приближенные методы анализа волоконных световодов
2.4. Разработка обобщения модификации приближения Гаусса для анализа слабонаправляющих оптических волокон с

произвольным осесимметричным профилем показателя преломления
2.5. Оценка погрешности ОМПГ: сопоставление с точными решениями скалярного волнового уравнения
2.6. Приложение ОМПГ для расчета значений дисперсионных параметров модового состава слабонаправляющих оптических волокон с произвольным осесимметричным профилем показателя преломления
2.7. Оценка погрешности ОМПГ при расчете дисперсионных параметров модового состава промышленных образцов градиентных многомодовых оптических волокон: сопоставление с результатами, полученными на основе численного метода МСКЭ
2.8. Методика расчета параметров передачи направляемых мод высших порядков на основе комбинации ОМПГ и МСКЭ
2.9. Приложение ОМПГ для расчета поляризационной поправки к скалярной постоянной распространения направляемых мод высших порядков
2.10. Выводы
Глава 3. Математическое описание возбуждения градиентных
многомодовых оптических волокон
3.1. Общие положения
3.2. Связь мод на стыках оптических волокон неодинаковой конструкции
3.3. Коэффициенты связи мод на стыке без эксцентриситета
3.4. Коэффициенты связи мод на стыке, выполненном с угловым рассогласованием

3.5. Коэффициенты связи мод на стыке, выполненном с осевым рассогласованием
3.6. Связь мод на стыке стандартного одномодового и градиентного многомодового оптических волокон
3.7. Связь мод на стыке одномодового световода с увеличенным диаметром пятна моды и градиентного многомодового оптического волокна
3.8. Моделирование ввода оптического сигнала с выхода VCSEL в многомодовое оптическое волокно
3.9. Выводы
Глава 4. Моделирование распространения маломодовых оптических сигналов в кусочно-регулярных многомодовых ВОЛП
4.1. Общие положения
4.2. Обзор методов анализа распространения оптических сигналов в нерегулярных волоконных световодах
4.3. Модель кусочно-регулярной многомодовой ВОЛП
4.4. Измерение DMD промышленных образцов кварцевых многомодовых оптических волокон разных поколений
4.5. Экспериментальная апробация упрощенной модели ВОЛП с регулярными многомодовыми оптическими волокнами в маломодовом режиме передачи оптического сигнала
4.6. Экспериментальная апробация модели кусочнорегулярной многомодовой ВОЛП в маломодовом режиме передачи оптического сигнала
4.7. Расчет динамики маломодового оптического импульса ВОСП 10G в многомодовых оптических волокнах разных поколений
4.8. Выводы

Как известно, активное оборудование мультигигабитных сетей передачи данных вынуждено использовать в оптических модулях когерентные источники излучения - одномодовые ЛД или менее дорогостоящие, по сравнению с первыми, лазеры УСЗЕЬ. Данный факт объясняется тем, что подавляющее большинство коммерческих многомодовых светоизлучающих диодов, в отличие от лазеров, не поддерживает требуемую частоту модуляции. Оптическое излучение, поступающее с выхода УС8ЕЬ в линейный тракт многомодовой ВОЛП, содержит не более 5-6 модовых компонент до 3-го азимутального и 2-го радиального порядков включительно [148, 149], в то время как сигнал с выхода лазерного диода - формально, только одну основную моду. Очевидно, что основная часть мощности излучения будет переноситься по многомодовым ОВ ограниченным модовым составом, азимутальный порядок компонентов которого, согласно теории связи мод, совпадает с азимутальным порядком мод поступающего на вход ВОЛП сигнала.
Таким образом, в многомодовых ОВ при возбуждении когерентными источниками имеет место маломодовый режим распространения оптического излучения. Поэтому, по аналогии с [39], здесь и далее под маломодовым режимом передачи оптического сигнала понимается такой режим, при котором сигнал переносится по ОВ ограниченным набором модовых составляющих, число которых, согласно результатам проведенных, в рамках данной работы, теоретических и экспериментальных исследований, составляет более 2 и не превышает 50.
Обзор и анализ основных факторов искажений оптических сигналов при распространении по многомодовым ОВ в маломодовом режиме [2 - 5, 29, 39 -41, 50, 51, 55 - 57, 59, 61 - 64, 68-71, 74, 75, 78, 82, 84 - 88, 96 - 101, 107 - 109, 111 - 124, 132 - 134, 150- 176] представлен в Приложении В.
Методы измерения параметров широкополосности многомодовых ОВ многомодовом и в маломодовых режимах [177 - 189], регламентированные соответствующими нормативными документами [179 - 183], а также классифика-