Регистрация / Вход
Прислать материал

Технология суперканалов в волоконных линиях связи

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Ключевые слова:
волоконно-оптические линии связи, программное обеспечение, суперканалы, параметрические усилители, распределённое усиление, математическое моделирование, распределённые вычисления, обработка сигналов.

Цель проекта:
1. Создание научно-технических решений в области численного моделирования многотерабитных (50-100 Тбит/с в одном волокне) суперканальных волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). 2. Разработка широкополосных методов усиления оптического сигнала с низким шумом для суперканальных ВОЛС. 3. Разработка методов увеличения пропускной способности многотерабитных ВОЛС за счёт применения улучшенных схем усиления и специальных методов формирования и обработки суперканального сигнала.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Программно-технические решения в области моделирования ВОЛС, волоконных лазеров и связанных с ними устройств;
2. Методы обработки оптического сигнала в суперканалах со скоростью свыше 1 Тбит/с в одном суперканале;
3. Статистические методы для улучшенного детектирования оптического сигнала для фазовых и квадратурно-амплитудных форматов модуляции в ВОЛС с частотным разделением каналов и в суперканальных ВОЛС;
4. Методы формирования оптического сигнала с использованием ортогональной частотной модуляцией (OFDM), снижающие негативное влияние нелинейных эффектов;
5. Методы усиления суперканального оптического сигнала в широкой спектральной области (C- и L-диапазоны);
6. Схемы лазерной накачки для распределенного рамановского усиления оптического сигнала с подавленными шумами в суперканальных ВОЛС;
7. Схемы параметрических волоконных усилителей с низким уровнем шума (<1.5 дБ);

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
1. Конечный продукт - система моделирования волоконно-оптических систем, а также проект техзадания на разработку систем усиления оптического сигнала. Разработка системы моделирования волоконно-оптических систем имеет своей целью объединение кодов по моделированию волоконно-оптических систем в единую программную платформу, позволяющую проводить вычислительные эксперименты для различных конфигураций волоконно-оптических линий связи. Разработка систем усиления возможна за счёт проводимых в рамках проекта исследований по оптимизации размещения длины волны и мощности накачки, а также по минимизации шумов усилителя.
2. Научная новизна в области исследования волоконно-оптических линий связи заключается в исследовании эффективности комбинированных волоконно-оптических усилителей, связывающих два типа усилителей - рамановские и параметрические, которые обладают большей пригодностью к распределённому усилению сигнала. Также новизной является использование солитонных оптических импульсов, которое по предварительным оценкам показывает хорошую стойкость сигнала, сформированного с использованием солитонов, к шумам.
3. Результаты работ, полученных исполнителями, соответствуют мировому уровню, что подтверждается публикациями в таких журналах, как "Laser Physics Letters" и "Nature Photonics".
4. К рискам неполучения заявляемых в проекте результатов стоит отнести возможное получение более низких характеристик усилительных систем, чем те, которые могли бы быть коммерчески привлекательными. На данный момент, как показывают текущие результаты, данный риск достаточно невелик.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Области применения результатов - область телекоммуникаций, а также научное применение результатов для исследований в смежных областях, включая лазерную физику и обработку сигналов.
2. Практическое внедрение программного пакета по моделированию волоконно-оптических линий связи возможно в компаниях, занимающихся проектированием таких линий и смежными вопросами, а также в образовательных и научных учреждениях. Внедрение систем усиления возможно в производственных компаниях, реализующих устройства для инфраструктуры волоконно-оптических линий связи.
3. Общим итогом реализации данных направлений в перспективе является увеличение скорости оптоволоконных линий на территории РФ, а программный пакет позволит существенно повысить эффективность исследования таких линий.
4. На данный момент полученные результаты показывают, что они отчасти уже стали предметом международного сотрудничества, а также широко представлены на четырёх российских и зарубежных конференциях в 2015-м году.

Текущие результаты проекта:
1. Сформированы технические требования и предложения по разработке системы моделирования волоконно-оптических систем (СМВС).
2. Проведено исследование лазерных систем для использования в качестве источников накачки в суперканальных оптоволоконных линиях связи с распределённым усилением.
3. Разработаны прототипы программно-технических решений: проведено проектирование ядра системы моделирования волоконно-оптических систем, проведено проектирование пользовательского интерфейса взаимодействия с системой, проведено проектирование программного интерфейса системы (API).
4. Разработаны статистические методы для улучшенного детектирования оптического сигнала для фазовых и квадратурно-амплитудных форматов модуляции в WDM-системах.
5. Проведено исследование зависимости спектральной характеристики параметрического усилителя от длины высоконелинейного волокна, мощности накачки и отстройки длины волны накачки от длины волны нулевой дисперсии.
6. Проведено исследование и оптимизация схем параметрического усиления для работы с многотерабитным оптическим сигналом в широкой спектральной области.
7. Разработаны математические модели для численного моделирования распределённого усиления в волоконных световодах для использования в суперканальных линиях связи.
8. Предложены методы снижения пиковой мощности к средней в суперканалах, использующих OFDM-модуляцию.
9. Разработано руководство по программной реализации и документированию новых модулей системы моделирования волоконно-оптических систем (СМВС).