Исследование и разработка современной методики определения влияния хроматической и поляризационной модовой дисперсий на передачу сигналов и методов их компенсации при высоких скоростях передачи

• Автор: Григорьян, Артем Каренович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 222 с. : ил.

Содержание:
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Основные положения для разработки методики определения хроматической дисперсии при передаче сигналов но оптическим волокнам С-652 и С-655 МСЭ-Т
1.1 Постановка задачи
1.2 Уточнение исходных данных, связанных с определением хроматической дисперсии в одномодовом оптическом волокне с учетом современных форматов модуляции
1.3 Двулучепреломление и поляризационная модовая дисперсия. Влияние поляризационной модовой дисперсии на передачу сигнала
1.4 Решения, полученные ранее и нормы на поляризационную модовую дисперсию
1.4а Решения, рекомендованные Фриманом
1.46 Решения по Убайдуллаеву
1.4в Решения по Каминову
1.4г Решения, полученные Агравалом
1.4д Действующие стандарты по поляризационной модовой дисперсии
Выводы по первой главе:
Глава 2. Основы распространения сигналов в форме гауссовского импульса по оптическому волокну с учетом ПМД и современных форматов модуляции
2.1 Основы распространения сигналов в форме гауссовского импульса по ОВ с учетом формата модуляции
2.2 Связь между хроматической дисперсией и поляризационной модовой дисперсией (новый подход) и подтверждение полученных решений
2.3 Ускоренное решение по определению вероятности ошибки
в волоконно-оптической линии передачи
Выводы по второй главе:
Глава 3. Методика расчета компенсации хроматической
и поляризационной дисперсии
3.1. Упреждающая коррекция ошибки при скоростях передачи 10-100 Гбит/с при форматах модуляции N117, В7 и СЯ
3.2 Выбор оптимальной длины усилительного участка по затуханию в ОВ с учетом хроматической и поляризационной модовой дисперсии
3.3 Методика расчета компенсации хроматической и поляризационной модовой дисперсий
3.3.1 Методика расчета компенсации ХД с помощью компенсирующих ОВ
3.3.2 Другие методы компенсации ХД
Выводы по третьей главе:
Глава 4. Алгоритмическая методика определения хроматической н поляризационной модовой дисперсии и методика экспериментального подтверждения
4.1. Алгоритм решения по выбору длины усилительного участка с учетом хроматической и поляризационной модовой дисперсий, методов модуляции, предварительной коррекции ошибок и методов кодирования
4.2 Расчетные и измерительные методы сравнения полученных результатов.
Выводы по четвертой главе:
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложения:
1) акты внедрения;
2) 3 патента на изобретения конструкций волоконно-оптических кабелей;

ВВЕДЕНИЕ
Диссертационная работа посвящена разработке современной методики определения влияния хроматической и поляризационной дисперсий на передачу сигналов и методов их компенсации при высоких скоростях передачи (40-100 Гбит/с), при спектральном уплотнении ВОСП-СР на одномодовых оптических кварцевых волокнах, корректировке допустимых длин регенерационных и усилительных участков, в зависимости от типа оптических волокон (ОВ), числа оптических усилителей и видов модуляции.
Широкое внедрение на транспортной (магистральной и внутризоновой) сети Российской Федерации (РФ) волоконно-оптических линий связи требует оптимальных решений по выбору ОВ, например G-655 (А.В.С) МСЭ-Т и новых современных конструкций волоконно-оптических кабелей (ВОК). Однако, уже созданная транспортная сеть была ориентирована на дешевые ОВ по рекомендации Международного союза электросвязи (МСЭ-Т) G-652 (A,B,C,D). Этот тип ОВ в самом широко используемом окне прозрачности имеет достаточно большое значение хроматической (16-18 пс/нм-км) и поляризационной дисперсий (0,2-0,5псЛ/км ) при высоких скоростях передачи (выше 10 Гбит/с).
В известных работах Дж. Гауэра [6], Г. Агравала [5,11], И. Каминова [98], А. Жирара [61], А.Б. Иванова [22], P.P. Убайдуллаева [24, 29 ,61], В.Н. Листвина и др. [1-30] рассматриваются физические процессы, протекающие при распространении сигналов по оптическому волокну (ОВ). Фундаментальные основы оптических волноводов исследованы в монографиях Д. Маркузе [75], Х.Г. Унгера, Г. Агравала, А. Снайдера и Дж. Лав, Дж. Гауэра и др. [1-30]. В приложении к технике оптической связи теория получила развитие в работах Е.М. Дианова, Н.А., И.И. Гроднева [1], А.С. Беланова, Т.А. Черенкова и др. [1-100].
За последние 15 лет исследований было написано более 400 работ по поляризационной модовой дисперсии. Наиболее известные авторы по этому направлению: И.Р. Каминов [98], М. Карлссон [96], К. Миньяк [97], А.
Гальтаросса [97], А. Бьярклев, М. Накасава, X. Вебер, С. Сомеда и другие.

I = 0,75 • Ьа = 3,7 км (1.18)
При скоростях 40Гбит/с ОВ 0-6520 при:
Ьа =100км требуется р2= 0,59 пс2/км Ьа=60км требуется [32= 0,98 пс2/км При скоростях 100 Гбит/с при Ьа=100км требуется р2=0,1пс2/км Ьа=60км требуются р2=0,156 пс2/км
Остановившись на одном из этих значений, мы получаем отношение сигнал/шум на выходе фильтра на решающем устройстве при приеме 1 и 0. Эти значения равны 144 и 36, что соответствует 21,6 дБ и 15,6 дБ на выходе электрического преобразователя. Полученные результаты соответствуют формату модуляции N112.
Дисперсионная Ьд и нелинейная Ьнл длины характеризуют длины, на
которых дисперсионные и нелинейные эффекты оказывают существенное влияние на распространение импульса по оптическому волокну (ОВ):
Т^ 1 т
Ьл =ггт, км и ьнл = — ,км, также = — ■ О • ДАпри ДА = 0,025 нм
|Д>! уРо
В этих выражениях:

Т0 - полуширина гауссовского импульса по уровню интенсивности - от

максимальной его амплитуды, пс;
Р2 - дисперсия групповых скоростей, пс/^м , которая принимает
отрицательные значения в диапазоне длин волн от 1,28мкм до 1,7 мкм; и положительные значения в диапазоне длин волн 0,8 - 1,28 мкм;