Метод управления дисперсией для поддержания квазисолитонного режима распространения импульсов в высокоскоростной волоконно-оптической системе связи

Актуальность. С каждым годом возрастает необходимость в увеличении пропускной способности и дальности передачи данных в волоконно-оптических системах связи. Исследование методов управления дисперсией является актуальным и способствует поддержанию квазисолитонного режима, что важно для обеспечения высокоскоростной и надежной передачи данных в современных телекоммуникационных сетях. Проведенное моделирование и расчеты параметров волоконно-оптической системы связи делает исследование практическим и прикладным, что позволяет инженерам и исследователям точно прогнозировать поведение системы и оптимизировать ее характеристики до внедрения в реальных сетях.

Постановка задачи: исследование процессов поддержания квазисолитонного режима в волокнах с уменьшающейся хроматической дисперсией и при чередовании волокон с разными знаками дисперсии, как с начальным чирпингом, так и без него.

Цель работы: разработка и анализ методов управления дисперсией для поддержания квазисолитонного режима распространения импульсов в одномодовом оптическом волокне.

Используемые методы: исследование процессов поддержания квазисолитонного режима проходило с помощью методов математического и численного моделирования. Для апробации методов был проведен теоретический анализ и расчеты, а также разработаны схемы квазисолитонной волоконно-оптической системы связи и проведено имитационное моделирование. Анализ результатов показал эффективность предложенного метода, продемонстрировав работоспособность и устойчивость предложенных решений в условиях, близких к реальным.

Новизна: разработаны модели волоконно-оптических систем связи для поддержания квазисолитонного режима и методики их исследования, проведен анализ наиболее эффективных методов поддержания длительности и пиковой мощности квазисолитонных импульсов на больших расстояниях.

Практическая значимость: разработанные модели и методики их исследования могут быть использованы в учебном процессе факультета инфокоммуникационных сетей и систем СПбГУТ и при создании реальных волоконно-оптических систем связи.

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 2 // Труды учебных заведений связи. 2018. Т. 4. № 2. С. 26–35. DOI:10.31854/1813-324x-2018-2-26-35. EDN:XRVQCL

2. 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:10.31854/1813-324Х-2018-4-3-5-16. EDN:MAKQKL

3. Глаголев С.Ф., Лыков Г.Р. Исследование возможности практической реализации многопролетной квазисолитонной ВОСС с чередованием нескольких оптических волокон // Всероссийская научно-техническая и научно-методическая конференция магистрантов и их руководителей «Подготовка профессиональных кадров в магистратуре для цифровой экономики (ПКМ-2023)» (Санкт-Петербург, Российская Федерация, 05–07 декабря 2023). Сборник лучших докладов. СПб.: СПбГУТ, 2024. С. 283–287. EDN:TZOZEG

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

5. Agrawal G.P. Fiber-Optic Communication Systems. Wiley, 2010. 626 p.

6. Трещиков В.Н., Листвин В.Н. DWDM системы. М.: Техносфера, 2021. 420 с.

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

8. Листвин А.В., Листвин В.Н., Швырков Д.В. Оптические волокна для линий связи. М.: ЛЕСАРарт, 2003. 288 с.