vk_logo twitter_logo facebook_logo googleplus_logo youtube_logo telegram_logo telegram_logo

Учёные открыли способ, который поможет повысить скорость передачи данных в оптоволокне

Дата публикации: 02.06.2016
Количество просмотров: 1519
Автор:

Открытие обратного четырёхволнового смешения сделано в  Институте вычислительных технологий СО РАН и Новосибирского госуниверситета, и названо одним из самых значительных достижений сибирских учёных в 2015 году.

Они исследовали четырёхволновое смешение, чтобы выяснить, почему эффект, который обычно приводит к помехам в оптических сетях, при определённых условиях концентрирует сигнал. Открытый в результате исследований эффект был назван "ключом к дальнейшему улучшению ВОЛС".

В опубликованном на сайте института докладе, сказано: "в волоконной оптике хорошо известно, что различные нелинейные эффекты, такие как четырёхволновое смешение и фазовая самомодуляция, приводят к расширению спектра мощной световой волны, распространяющейся в оптическом волноводе. Расширение спектра непрерывного сигнала, как правило, приводит к уменьшению эффективности лазерной генерации, и этот эффект считается нежелательным. С другой стороны, эффект спектрального расширения имеет множество практических применений, например, лежит в основе генерации суперконтинуума — специального оптического сигнала сверхширокого спектра".

Но не всегда четырёхволновое смешение уменьшает эффективность лазерной генерации. В ходе лабораторных экспериментов одной из канадских телекоммуникационных компаний, было обнаружено и обратное явление - сужение спектра непрерывного сигнала. Для того, чтобы найти объяснение этому явлению, представитель канадского оператора кабельного телевидения обратился в лабораторию вычислительных технологий Института вычислительных технологий СО РАН в Новосибирске.

В результате анализа нескольких математических моделей, была сформулирована теория обнаруженного нелинейного эффекта — обратного четырехволнового смешения, которая, как сказано в отчёте, "качественно объясняет перераспределение энергии с краев спектра в его центр с последующим сужением. Также на основе результатов численного моделирования были установлены условия для возникновения этого эффекта и оценена степень сужения спектра. Более того, во взаимодействии с канадскими коллегами, учёным удалось выяснить, что после нелинейного сужения, оптический сигнал устойчиво распространяется в световоде без изменения формы, что даёт принципиально новые возможности по повышению пропускной способности волоконно-оптических линий связи".

Научный результат "Обратное четырехволновое смешение в волоконном световоде", полученный коллективом авторов в составе д.ф.-м.н. Федорука М.П., к.ф.-м.н. Турицына С.К. и к.ф.-м.н. Бедняковой А.Е., был утвержден Ученым советом Института как один из важнейших результатов за 2015 год.

Не менее важно и то, что вновь открытый эффект может вывести ВОЛС на качественно новый уровень, на несколько порядков повысить пропускную способность оптических линий и качество передачи сигнала.

Для  справки: Четырехволновое смешение заключается в том, что при наличии двух попутных волн с частотами f1 и f2 (f1 < f2) возникают еще две волны, с частотами 2f1 - f2 и 2f2 - f1, распространяющиеся в том же направлении и усиливающиеся за счет исходных. Аналогичные процессы происходят и в том случае, когда имеются три (или больше) падающие волны. При этом должно быть обеспечено согласование значений частот и волновых векторов всех волн.

Этот вид нелинейности теснее других связан с параметрами системы: на него влияют не только длина волокна и площадь поперечного сечения сердцевины, но и расстояние между соседними каналами и дисперсия. Из всех рассмотренных явлений четырехволновое смешение имеет наибольшее значение для современных DWDM-систем.

В обычном одномодовом волокне со ступенчатым профилем показателя преломления четырехволновое смешение между каналами f1 и f2 отсутствует, если f2 - f1 > 20 ГГц. Максимально допустимая мощность канала в данном случае практически не зависит от числа мультиплексируемых каналов. Для обычного волокна при WDM с расстоянием между каналами 10 ГГц она равна нескольким милливаттам.

От редакции: если у вас есть чем поделиться с коллегами по отрасли, приглашаем к сотрудничеству
Ссылка на материал, для размещения на сторонних ресурсах
/news/newsline/29338/uch-nyie-otkryili-sposob-kotoryiy-pomojet-povyisit-skorost-peredachi-dannyih-v-optovolokne.html

Обсудить на форуме

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи

Зарегистрироваться