tuzsutТруды учебных заведений связиProceedings of Telecommunication Universities1813-324X2712-8830СПбГУТtuzsut-221Research ArticleСтатьиМетод расчета параметров схемы прецизионного пространственного позиционирования каналов системы MDM на торце сердцевины волоконного световода линии передачиMethod for Computing of Precision Positioning Scheme Parameters for MDM Channels Placement on Optical Fiber Core EndАндреевВ. А.AndreevV.

АНДРЕЕВ Владимир Александрович, доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель наукиРоссийской Федерации, Президент Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики

Самара, 443010, Российская Федерация 

andreev@psati.ruБурдинА. В.BourdineA.

БУРДИН Антон Владимирович, доктор технических наук, доцент, помощник ректора по инновациям,профессор кафедры линий связи и измерений в технике связиПоволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики

bourdine@yandex.ruБурдинВ. А.BurdinV.

БУРДИН Владимир Александрович, доктор технических наук, профессор, проректор по науке и инновациям Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики

burdin@psati.ruПоволжский государственный университет телекоммуникаций и информатикиРоссияPovolzhskiy State University of Telecommunication & InformaticsRussian Federation20172009201733511Copyright © Андреев В.А., Бурдин А.В., Бурдин В.А., 20172017Андреев В.А., Бурдин А.В., Бурдин В.А.Andreev V., Bourdine A., Burdin V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tuzs.sut.ru/jour/article/view/221

 В работе представлен метод расчета параметров схемы пространственного прецизионного позиционирования каналов мультиплексора, реализующего технологию модового уплотнения (MDM – Mode Division Multiplexing), на торце возбуждаемого маломодового оптического волокна (ОВ) линии передачи. Предлагаемое решение базируется на совместном использовании известного метода интеграла перекрытия полей и ранее разработанной модификации приближения Гаусса, обобщенной на случай анализа кварцевых слабонаправляющих ОВ с одной внешней сплошной оболочкой и произвольным осесимметричным профилем показателя преломления. С помощью предложенного метода проведен расчет параметров ввода 5 мод системы MDM в торец маломодового ОВ с диаметром сердцевины 42 мкм и уменьшенной дифференциальной модовой задержкой. Показано, что при соответствующем сочетании значений радиуса пятна моды канала MDM и радиального рассогласования на вводе удается добиться передачи практически всей мощности вводимой моды MDM отдельной направляемой моде ОВ этого же азимутального порядка.

This work presents method for computing of precision spatial positioning scheme parameters for mode division multiplexing (MDM) system channels placement on excited optical fiber core end. We demonstrate results of calculations performed for 5-channel MDM system launching into few-mode optical fiber core end with reduced differential mode delay and core diameter 42 μm. It is noted that particular combination of injected mode field radius and precision offset provides transferring of the almost total lunched mode power to only one excited desiredguided fiber mode with the same azimuth order.

модовое мультиплексированиемаломодовые оптические волокнамаломодовый режим передачи оптического сигналапространственное позиционирование поля модыдифференциальная модовая задержкапрецизионное радиальное рассогласованиедиаметр пятна модыкоэффициенты связи мод: mode division multiplexingfew-mode optical fibersfew-mode regime of optical signal transmissionmode field spatial positioningdifferential mode delayprecision offsetmode field diametermode coupling coefficientsРабота подготовлена при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 16-37-6001515 мол_а_дкReferencesRichardson D.J., Fini J.M., Nelson L.E. Space-Division Multiplexing in Optical Fibers // Nature Photonics. 2013. Vol. 7. No 5. PP. 354–362.Richardson D.J., Fini J.M., Nelson L.E. Space-Division Multiplexing in Optical Fibers // Nature Photonics. 2013. Vol. 7. No 5. PP. 354–362.Mizuno T., Takara H., Sano A., Miyamoto Yu. Dense Space-Division Multiplexed Transmission Systems Using Multi-Core and Multi-Mode Fiber // IEEE Journal of Lightwave Technologies. 2016. Vol. 34(2). PP. 582–592.Mizuno T., Takara H., Sano A., Miyamoto Yu. Dense Space-Division Multiplexed Transmission Systems Using Multi-Core and Multi-Mode Fiber // IEEE Journal of Lightwave Technologies. 2016. Vol. 34(2). PP. 582–592.Sillard P., Molin D., Bigot-Astruc M., Amezcua-Correa A., de Jongh K., Achten F. 50 μm Multimode Fibers for Mode Division Multiplexing // IEEE Journal of Lightwave Technologies. 2016. Vol. 34(8). PP. 1672–1677.Sillard P., Molin D., Bigot-Astruc M., Amezcua-Correa A., de Jongh K., Achten F. 50 μm Multimode Fibers for Mode Division Multiplexing // IEEE Journal of Lightwave Technologies. 2016. Vol. 34(8). PP. 1672–1677.Bottacchi S. Multi-Gigabit Transmission over Multimode Optical Fibre. Theory and Design Methods for 10gbe Systems. West Sussex: John Wiley & Sons Ltd. 2006.Bottacchi S. Multi-Gigabit Transmission over Multimode Optical Fibre. Theory and Design Methods for 10gbe Systems. West Sussex: John Wiley & Sons Ltd. 2006.Bunge C.-A., Choi S., Oh K. Analysis of Ring Launching Scheme Using Hollow Optical Fibre Mode Converter for 10 Gps Multimode Fibre Communication // Optical Fiber Technology. 2006. Vol. 12. PP. 48–58.Bunge C.-A., Choi S., Oh K. Analysis of Ring Launching Scheme Using Hollow Optical Fibre Mode Converter for 10 Gps Multimode Fibre Communication // Optical Fiber Technology. 2006. Vol. 12. PP. 48–58.Sim D.H., Takushima Y., Chung Y.C. High-Speed Multimode Fiber Transmission by Using Mode-Field Matched CenterLaunching Technique // IEEE Journal of Lightwave Technology. 2009. Vol. 27(8). PP. 1018–1026.Sim D.H., Takushima Y., Chung Y.C. High-Speed Multimode Fiber Transmission by Using Mode-Field Matched CenterLaunching Technique // IEEE Journal of Lightwave Technology. 2009. Vol. 27(8). PP. 1018–1026.Снайдер А., Лав Дж. Теория оптических волноводов: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1987. 656 с.Снайдер А., Лав Дж. Теория оптических волноводов: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1987. 656 с.Bourdine A. Modeling and Simulation of Piecewise Regular Multimode Fiber Links Operating in a Few-Mode Regime // Advances in Optical Technologies. 2013. Vol. 2013. PP. 469389-1–469389-18.Bourdine A. Modeling and Simulation of Piecewise Regular Multimode Fiber Links Operating in a Few-Mode Regime // Advances in Optical Technologies. 2013. Vol. 2013. PP. 469389-1–469389-18.Adams M.J. An Introduction to Optical Waveguides. New York: John Wiley and Sons. 1981.Adams M.J. An Introduction to Optical Waveguides. New York: John Wiley and Sons. 1981.Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы интегралов. М.: Физматгиз, 1962. 1100 с.Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы интегралов. М.: Физматгиз, 1962. 1100 с.Bourdine A.V., Zhukov A.E. Fast Approximate Method for VCSEL-MMF Transverse Mode Coupling Analysis // Telecommunications and Radio Engineering. 2016. Vol. 7(11). PP. 979–999.Bourdine A.V., Zhukov A.E. Fast Approximate Method for VCSEL-MMF Transverse Mode Coupling Analysis // Telecommunications and Radio Engineering. 2016. Vol. 7(11). PP. 979–999.Бурдин А.В. Моделирование маломодовых оптических волокон с уменьшенной дифференциальной модовой задержкой в «С»-диапазоне длин волн // Труды учебных заведений связи. 2016. Т. 2. № 1. С. 32–37.Бурдин А.В. Моделирование маломодовых оптических волокон с уменьшенной дифференциальной модовой задержкой в «С»-диапазоне длин волн // Труды учебных заведений связи. 2016. Т. 2. № 1. С. 32–37.Андреев В.А., Бурдин А.В., Бурдин В.А., Дмитриев Е.В., Евтушенко А.С., Севрук Н.Л., Халиков Р.Х. Моделирование градиентного профиля показателя преломления кварцевых оптических волокон с диаметром сердцевины 42 мкм и уменьшенной дифференциальной модовой задержкой // Инфокоммуникационные технологии. 2016. № 3. С. 235–246.Андреев В.А., Бурдин А.В., Бурдин В.А., Дмитриев Е.В., Евтушенко А.С., Севрук Н.Л., Халиков Р.Х. Моделирование градиентного профиля показателя преломления кварцевых оптических волокон с диаметром сердцевины 42 мкм и уменьшенной дифференциальной модовой задержкой // Инфокоммуникационные технологии. 2016. № 3. С. 235–246.Andreev V.A., Bourdine A.V., Burdin V.A., Evtushenko A.S., Halikov R.H. Design of Low DMD Few-Mode Optical Fibers with Extremely Enlarged Core Diameter Providing Nonlinearity Suppression for Operating Over “C”-Band Central Region // Proceedings of SPIE. 2016. Vol. 10342. PP. 1034207-1–1034207-8.Andreev V.A., Bourdine A.V., Burdin V.A., Evtushenko A.S., Halikov R.H. Design of Low DMD Few-Mode Optical Fibers with Extremely Enlarged Core Diameter Providing Nonlinearity Suppression for Operating Over “C”-Band Central Region // Proceedings of SPIE. 2016. Vol. 10342. PP. 1034207-1–1034207-8.Dubois F., Emplit Ph., Hugon O. Selective Mode Excitation in Graded-Index Multimode Fiber by a Computer-Generated Optical Mask // Optics Letters. 1994. Vol. 19(7). PP. 433–435.Dubois F., Emplit Ph., Hugon O. Selective Mode Excitation in Graded-Index Multimode Fiber by a Computer-Generated Optical Mask // Optics Letters. 1994. Vol. 19(7). PP. 433–435.Karpeev S.V., Pavelyev V.S., Soifer V.A., Doskolovich L.L., Duparre M., Luedge B. Mode Multiplexing by Diffractive Optical Elements in Optical Telecommunication // Proceedings of SPIE. 2004. Vol. 5480. PP. 153–165.Karpeev S.V., Pavelyev V.S., Soifer V.A., Doskolovich L.L., Duparre M., Luedge B. Mode Multiplexing by Diffractive Optical Elements in Optical Telecommunication // Proceedings of SPIE. 2004. Vol. 5480. PP. 153–165.Leon-Saval S.G., Argyros A., Bland-Hawthorn J. Photonic Lanterns: A Study of Light Propagation in Multimode to Single-Mode Converters // Optics Express. 2010. Vol. 18(8). PP. 8430–8439.Leon-Saval S.G., Argyros A., Bland-Hawthorn J. Photonic Lanterns: A Study of Light Propagation in Multimode to Single-Mode Converters // Optics Express. 2010. Vol. 18(8). PP. 8430–8439.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.