Регистрация / Вход
Прислать материал

14.578.21.0029

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.578.21.0029
Тематическое направление
Информационно-телекоммуникационные системы
Исполнитель проекта
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет"
Название доклада
Технология суперканалов в волоконных линиях связи
Докладчик
Скидин Антон Сергеевич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
- Создание научно-технических решений в области численного моделирования многотерабитных (50-100 Тбит/с в одном волокне) суперканальных волоконно-оптических линий связи (ВОЛС).
- Разработка широкополосных методов усиления оптического сигнала с низким шумом для суперканальных ВОЛС.
- Разработка методов увеличения пропускной способности многотерабитных ВОЛС за счёт применения улучшенных схем усиления и специальных методов формирования и обработки суперканального сигнала.
Актуальность и новизна исследования
Постоянно возрастающие объёмы потребление трафика в мире предъявляют всё большие требования к пропускной способности волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), которые являются наиболее востребованным способом быстрой передачи информации в мире. Проект посвящён исследованиям в области методов обработки суперканального сигнала и в области волоконных усилителей, поскольку обе данные технологии тесно связаны с основной целью усовершенствования ВОЛС - максимизировать дистанцию передачи и минимизировать искажение сигнала.
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.
Описание исследования

Объектом исследования являются волоконные системы передачи информации и системы усиления сигнала, а объектом разработки - технологические решения для применения в современных суперканальных волоконных линиях связи, к которым относятся методы распределённого усиления (без регенерации) оптического сигнала, лазерные источники накачки для усиления, а также программное обеспечение по комплексному моделированию волоконно-оптических устройств. Основной метод исследования объекта в данном проекте - математическое моделирование, при этом ряд экспериментов в области усиления оптического сигнала в рамках проекта проводится при поддержке индустриального партнёра. Для численного моделирования усиления оптического сигнала в волоконных световодах используется модель, основанная на обобщённом нелинейном уравнении Шрёдингера для комплексной огибающей амплитуды электромагнитного поля, описывающем распространение сигнала. Разработка методов обработки оптического сигнала велась с использованием математического аппарата из области дискретной математики и теории кодирования.

 

 

 

Результаты исследования

- Программно-технические решения в области моделирования ВОЛС, волоконных лазеров и связанных с ними устройств: система моделирования волоконно-оптических систем, объединяющая коды по моделированию волоконно-оптических систем в единую программную платформу, позволяющую проводить вычислительные эксперименты для различных конфигураций волоконно-оптических линий связи.
- Методы обработки оптического сигнала в терабитных суперканалах: данные методы основаны на зависимости вероятности искажений оптического сигнала от мощности отдельных символов, что позволило разработать подход, основанный на намеренном изменении распределения символов в передаваемых данных в соответствии с наблюдаемым характером искажений; данный подход также был теоретически оптимизирован для достижения минимально возможной частоты ошибок при заданной энтропии выходного сигнала. Помимо этого в проекте исследовалось использование солитонных оптических импульсов, которое показало хорошую стойкость сигнала, сформированного с использованием солитонов, к шумам.
- Методы усиления суперканального оптического сигнала в широкой спектральной области: были разработаны методы гибридного усиления, связывающие два типа усилителей - рамановские и параметрические, которые обладают большей пригодностью к распределённому усилению сигнала, что позволяет получить высокий коэффициент усиления в широком диапазоне длин волн с хорошей плоскостностью спектра усиления.

Практическая значимость исследования
- Области применения результатов - область телекоммуникаций, а также научное применение результатов для исследований в смежных областях, включая лазерную физику и обработку сигналов.
- 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.
- Результаты по улучшенному усилению оптического сигнала могут быть востребованы при модернизации волоконно-оптических линий связи для передачи по ним широкополосного сигнала; наиболее перспективными кандидатами на роль оптических усилителей для широкополосных WDM-систем связи нового поколения являются волоконно-оптические параметрические усилители и
рамановские усилители, обладающими высоким коэффициентом усиления в широком диапазоне длин волн с незначительными колебаниями кривой усиления внутри данного диапазона, а также улучшенные шумовые характеристики по сравнению с эрбиевыми усилителями.
- 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.