Properties of Temporary Optical Solitons in Optical Fibers and the Possibility of their Use in Telecommunications. Part 4

In the fourth part of the paper, a theoretical study of the processes of propagation of pulses having the form of Gaussian functions and hyperbolic secant on a single-mode optical fibers with alternating signs of group velocity dispersions and taking into account losses was performed. Fundamental inaccuracies in widely used expressions to describe the processes of propagation of Gaussian pulses through optical fibers are revealed and refined analytical expressions are proposed. The paper contains a simulation of optical fiber communication systems at speeds of 10 and 40 Gbit/s using the OptiSystem and AltPhotonic Simulation Tool programs. The influence of the chirping value on the quality of communication is investigated. A comparison of fiber-optic communication systems using concentrated and distributed optical amplifiers is performed. Engineering formulas and recommendations for designing quasi-soliton optical fiber communication systems are proposed.

Q-фактор, optical soliton, temporary optical soliton, single-mode optical fiber, optical fiber communication system, group velocity dispersion, self-phase modulation, chirping, Q-factor, optical amplification, solitons with a controlled dispersion, simulation

1. Андреева Е.И., Былина М.С., Глаголев С.Ф., Чаймарданов П.А. Свойства временных оптических солитонов в оптических волокнах и возможность их использования в телекоммуникациях. Часть 1 // Труды учебных заведений связи. 2018. Т. 4. № 1. С. 5-12. DOI:10.31854/1813-324X-2018-1-5-12

2. Андреева Е.И., Былина М.С., Глаголев С.Ф., Чаймарданов П.А. Свойства временных оптических солитонов в оптических волокнах и возможность их использования в телекоммуникациях. Часть 2 // Труды учебных заведений связи. 2018. Т. 4. № 2. С. 26-35. DOI:10.31854/1813-324X-2018-2-26-35

3. Андреева Е.И., Былина М.С., Глаголев С.Ф., Доценко С.Э., Чаймарданов П.А. Свойства временных оптических солитонов в оптических волокнах и возможность их использования в телекоммуникациях. Часть 3 // Труды учебных заведений связи. 2018. Т. 4. № 3. С. 5-16. DOI:10.31854/1813-324X-2018-4-3-5-16

4. Агравал Г. Нелинейная волоконная оптика. М.: Мир, 1996. 323 с.

5. Кившарь Ю.С., Агравал Г.П. Оптические солитоны. От волоконных световодов до фотонных кристаллов. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. 648 с.

6. User’s Reference // Optical Communication System Design Software (OptiSystem). Optiwave. 2014.

7. Чаймарданов П.А. Разработка программного обеспечения для компьютерного моделирования волоконно-оптических систем передачи // VII Международная конференция по фотонике и информационной оптике (Москва, 24-26 января 2018) : сборник научных трудов. М.: НИЯУ МИФИ, 2018. С. 338-339.