Оптические солитоны и их использование в синхронных линейных трактах

На   современном  этапе   развития систем  передачи  и     сетей   связи   необходимы высокоскоростные СЛТ большой протяженности. Проведены испытания опытных образцов СЛТ со скоростями передач 5 и  10 Гбит/с при  протяженности трактов 15000 и  11000 км соответственно [39]. В результате было окончательно установлено, что одним  из основных  факторов,  ограничивающих  скорость  передачи оптических  ЦЛС  на  большие расстояния, является дисперсия ООВ. Разработаны способы ее снижения и соответствующая технология производства (вытяжки)   одномодовых  волокон.   Однако  достижение   малой  дисперсии 217

сопряжено  с  соблюдением  довольно  жестких требований к  стабильности   первичных параметров ООВ, что значительно усложняет процесс их производства.

В настоящее время лучшие образцы ООВ характеризуются коэффициентом  удельной дисперсии  порядка  0,1 пс/(нм • км) в  окрестности длины волны 1,55 мкм.  При высокой стабильности генерации и   узкой  спектральной  линии   излучения   современных лазеров, использовании систем передачи с  волновым  мультиплексированием  и  высокоскоростных когерентных методов приема, применение  ПОУ и  ВОУ, а также лучших образцов ООВ в диапазонах   длин   волн   1530…1565    и    1565…1675    нм,    повышение  коэффициента широкополосности  СЛТ вследствие  влияния дисперсии  в  ближайшее время, по-видимому, станет серьезной проблемой.

Как  известно (см.  подразд.  3.2.6),  в   линейном режиме распространения по   ООВ модулированных по   интенсивности   оптических ЦЛС  их   искажение в    общем   случае обусловлено внутримодовой  и   материальной дисперсиями.  Поскольку  они  могут  иметь различные  знаки,  то   путем   соответствующего подбора   параметров   ООВ   достигают существенного снижения суммарной  дисперсии    в   области длин   волн   с  минимальным значением  коэффициента затухания.  Однако   для   получения   весьма  малых   значений суммарной  дисперсии   необходима, как  уже  отмечалось   выше,  высокая  стабильность первичных параметров ООВ, которая на практике не всегда реализуема.

Представляет  интерес альтернативный способ передачи оптических сигналов по  ООВ практически без  искажений. Он  заключается  в   передаче  весьма коротких   оптических импульсов в  средах распространения с быстрым нелинейным  откликом.  При  этом отклике формируются оптические  импульсы заданной  формы, которые  при  распространении  по волокну   вызывают    эффект   самомодуляции    их    фазы,    приводящий к   компенсации отрицательной  дисперсии ООВ. Благодаря полученному при этом балансу дисперсии форма импульсов практически не изменяется при распространении  их по ООВ на расстояние Lmax, превышающее некоторое значение l0  = сτ0  в 106… 107  раз, где с – скорость света  в вакууме; τ0 – половина длительности (ширины) оптического импульса.

Такие импульсы называются оптическими солитонами [25]. В результате  появилась принципиальная  возможность передачи оптических  сигналов  на  большие  расстояния без искажений. Но эту возможность еще нужно реализовать практически.

Задача построения высокоскоростных СЛТ с использованием  солитонов  в  основном сводится к созданию солитонного лазера и оптимальному выбору параметров ООВ.

Первая  особенность  передачи оптических солитонов заключается  в   том,  что   их параметры тесно взаимосвязаны с первичными параметрами  ООВ. Действительно, мощность оптического  излучения, при  которой   реализуется  солитон,  называемая   критической,

определяется выражением:

Рис. 3.75

В настоящее время технология вытяжки  ООВ с различными  заданными  значениями коэффициентов  дисперсии  отработана,  что  позволяет осуществить  необходимый подбор ООВ при построении солитонного  СЛТ заданной протяженности.

Таким образом, современный уровень развития элементной базы волоконно-оптических телекоммуникаций   и        все     более     ощутимая      необходимость      транспортирования высокоскоростного трафика на  большие  расстояния создают  реальные  предпосылки для построения синхронных линейных трактов протяженностью в несколько тысяч километров с использованием оптических солитонов без промежуточных регенераторов.

Проведенный краткий анализ перспектив развития  волоконно-оптических  линейных трактов позволяет сделать вывод, что в настоящее время разработчики, представив на рынке системы передачи DWDM, ООВ типа TrueWave XL, SMF-28, AllWave, волоконно-оптические усилители  типа  EDFA   и     солитонные  способы    передачи  оптических    ЦЛС,   могут удовлетворить требования клиентов к магистралям связи по их протяженности и пропускной способности.   В  настоящее  время это   позволяет избежать проблем,  которые  создавали разработчикам потребители услуг   телекоммуникационных сетей  своими  требованиями.  Надолго ли?

Источник: Хмелёв К. Ф. Основы SDH: Монография. – К.: ІВЦ «Видавництво «Полігехніка»», 2003.-584 с.:ил.

Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100