Способ уменьшения дифференциальной модовой задержки волоконно-оптической линии передачи

Авторы патента:

Бурдин Владимир Александрович (RU)

Бурдин Антон Владимирович (RU)

Прапорщиков Денис Евгеньевич (RU)

H04B10/2581 - Передающие системы, использующие потоки корпускулярного излучения или электромагнитные волны, кроме радиоволн, например световые, инфракрасные (оптические соединения, смешивание или разделение световых сигналов G02B; световоды G02B 6/00; коммутация, модуляция и демодуляция светового излучения G02B,G02F; приборы или устройства для управления световым излучением, например для модуляции, G02F 1/00; приборы или устройства для демодуляции, переноса модуляции или изменения частоты светового излучения G02F 2/00; оптические мультиплексные системы H04J 14/00)

Владельцы патента RU 2614535:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (ФГБОУ ВО ПГУТИ) (RU)

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для волоконно-оптической связи. Технический результат состоит в уменьшении дифференциальной модовой задержки многомодовой волоконно-оптической линии в маломодовом режиме передачи. Для этого последовательно многомодовому оптическому волокну линии передачи включают отрезок оптического волокна, разделяют на участки и на каждом участке изгибают оптическое волокно, при этом отрезок оптического волокна включают на дальнем конце волоконно-оптической линии передачи, а количество участков, количество изгибов или витков оптического волокна на каждом участке и радиусы изгибов оптического волокна на каждом участке подбираются из условия минимального значения дифференциальной модовой задержки на выходе волоконно-оптической линии передачи. 1 ил.

Изобретение относится к волоконно-оптической технике связи и может быть использовано для уменьшения дифференциальной модовой задержки многомодовой волоконно-оптической линии в маломодовом режиме передачи.

Известен способ компенсации дифференциальной модовой задержки [1-4], заключающийся в том, что последовательно многомодовому оптическому волокну линии передачи включают компенсирующее оптическое волокно. Данный способ позволяет обеспечить только грубую компенсацию дифференциальной модовой задержки. Кроме того, как правило, длина компенсирующего оптического волокна соизмерима с длиной оптического волокна линии передачи, что значительно увеличивает суммарное затухание и стоимость линии в целом.

Известны способы [5-10] уменьшения дифференциальной модовой задержки многомодовой волоконно-оптической линии в маломодовом режиме передачи, заключающийся в том, что одномодовый источник излучения (лазер) подключают к многомодовому оптическому волокну через модовый фильтр, ограничивающий число мод, вводимых многомодовое оптическое волокно. Преимущественное возбуждение мод одной группы в значительной мере подавляет эффект дифференциальной модовой задержки в начале линии. В протяженной кабельной линии имеют место изгибы волокон внутри конструкции кабеля (например, в модульных трубках), а также вследствие изгибов кабеля при его прокладке. Как известно [11], на изгибах оптического волокна постоянные распространения мод меняются в зависимости от радиуса изгиба. Причем эти изменения индивидуальны для каждой моды. Как следствие, на изгибах оптического волокна также в зависимости от радиуса изгиба изменяется дифференциальная модовая задержка. При этом из-за разности параметров мод на участках оптического волокна с разными радиусами изгибов имеет место связь мод. В результате из-за связи мод в многомодовом оптическом волокне на дальнем конце протяженной кабельной линии присутствуют и подавленные модовым фильтром на ближнем конце моды, что ограничивает область применения данных способов.

Известен способ [10], заключающийся в том, что модовый фильтр включают на дальнем конце линии перед фотоприемником. Чем более ограничивает модовый фильтр количество пропускаемых мод, тем больше обусловленные им дополнительные потери. При этом данный способ не позволяет компенсировать дифференциальную модовую задержку между пропускаемыми модами, которая для протяженной кабельной линии может быть значительна. Все это ограничивает область применения данного способа.

Известен способ [12], заключающийся в том, что последовательно многомодовому оптическому волокну линии передачи включают отрезок оптического волокна, который разделяют на участки и на каждом участке изгибают оптическое волокно с малым радиусом. Данный способ обеспечивает скремблирование - смешение мод и подавление мод высшего порядка. При этом данный способ не позволяет компенсировать дифференциальную модовую задержку мод низшего порядка. Вместе с тем, подавление мод высшего порядка приводит к значительным дополнительным потерям. Все это ограничивает область применения способа.

Сущностью предлагаемого изобретения является расширение области применения.

Эта сущность достигается тем, что согласно способу уменьшения дифференциальной модовой задержки волоконно-оптической линии передачи, заключающемуся в том, что последовательно многомодовому оптическому волокну линии передачи включают отрезок оптического волокна, который разделяют на участки и на каждом участке изгибают оптическое волокно, при этом отрезок оптического волокна включают на дальнем конце волоконно-оптической линии передачи, а количество участков, количество изгибов или витков оптического волокна на каждом участке и радиусы изгибов оптического волокна на каждом участке подбираются из условия минимального значения дифференциальной модовой задержки на выходе волоконно-оптической линии передачи.

На чертеже представлена структурная схема устройства для реализации заявляемого способа.

Устройство содержит передатчик с лазерным диодом 1, многомодовое оптическое волокно многомодовой линии передачи 2, отрезок оптического волокна 3 с участками 4, на которых оптическое волокно изогнуто с заданным радиусом изгиба. Изменяя радиусы изгиба, число изгибов или витков оптического волокна на участках регулируют сдвиг фаз между модами и связь мод на стыках участков. Подбирая число участков, количество изгибов или витков оптического волокна на участках и радиусы изгибов оптического волокна на участках добиваются соотношения между амплитудными и фазовыми параметрами мод, при которых дифференциальная модовая задержка на выходе многомодового оптического волокна волоконно-оптической линии передачи минимальна.

В отличие от известного способа, которым является прототип, в предлагаемом способе уменьшение дифференциальной модовой задержки осуществляется не за счет подавления мод высшего порядка, а за счет подбора соотношений между фазовыми и амплитудными параметрами мод на выходе многомодового волокна волоконно-оптической линии передачи. Это, в отличие от известного способа, позволяет уменьшить дифференциальную модовую задержку в целом, включая дифференциальную модовую задержку между модами низшего порядка, что особенно важно в маломодовом режиме. При этом существенно снижаются потери в волоконно-оптической линии передачи по сравнению с прототипом. Следует отметить, что изгибы могут быть выполнены как многомодовым оптическим волокном линии передачи, так и компенсирующим волокном, что позволяет обеспечить тонкую подстройку компенсации дифференциальной модовой задержки. При этом обеспечивается хорошее согласование. Все это позволяет значительно расширить область применения метода по сравнению с прототипом.

Источники информации

1. US 4723828.

2. RU 2264638.

3. WO 99/22471.

4. US 2006/0034573.

5. US 4723828.

6. US 6580543.

7. CA 2388997.

8. JP 2042407.

9. JP 2163707.

10. US 6356680.

11. Снайдер Α., Лав Дж. Теория оптических волноводов - М.: Радио и связь, 1987. - 656 с.

12. DE 3411272.

Способ уменьшения дифференциальной модовой задержки волоконно-оптической линии передачи, заключающийся в том, что последовательно многомодовому оптическому волокну линии передачи включают отрезок оптического волокна, который разделяют на участки и на каждом участке изгибают оптическое волокно, при этом отрезок оптического волокна включают на дальнем конце волоконно-оптической линии передачи, а количество участков, количество изгибов или витков оптического волокна на каждом участке и радиусы изгибов оптического волокна на каждом участке подбираются из условия минимального значения дифференциальной модовой задержки на выходе волоконно-оптической линии передачи.

Изобретение относится к осветительному устройству для встраивания символов данных информационного сигнала в выходной сигнал яркости осветительного устройства. Устройство включает в себя светоизлучающий диод (LED), содержащий по меньшей мере два сегмента, которые имеют общий электрод и выполнены с возможностью индивидуального управления.

Способ и система преобразования данных // 2612619

Группа изобретений относится к оптронным системам передачи сигналов и может быть использована для управления передачей сигналов через оптронную среду передачи. Техническим результатом является предотвращение одновременного осуществления связи двух устройств через оптронную среду.

Устройство комплексного контроля волоконно-оптических линий // 2611588

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для контроля волоконно-оптических линий (ВОЛП) методами интегральной рефлектометрии и прямого детектирования .

Оптоволоконный модуль, содержащий приемопередающее устройство, выполненное с возможностью формирования и приема оптических сигналов // 2610447

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах оптической связи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности передачи.

Способ защиты акустической речевой информации от сопутствующей передачи по оптическим линиям связи // 2609893

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для обеспечения информационной безопасности при защите акустической речевой информации (АРИ) от сопутствующей передачи по линиям связи, в том числе оптическим линиям связи (ОЛС).

Способ оптической передачи данных с низкой околоземной орбиты на землю и соответствующая система связи // 2608757

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в оптических системах связи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности каналов связи.

Автоматизированный аппаратурный комплекс спутниковой открытой оптической связи // 2608060

Изобретение относится к области оптической связи и может быть использовано на искусственных спутниках Земли или на самолетах для приема и передачи информации. Автоматизированный аппаратурный комплекс спутниковой открытой оптической связи выполнен в виде двух модулей.

Волновой мультиплексор и способ и программа для идентификации неисправного участка // 2607724

Волновое мультиплексирующее устройство (100) соединено с одной или более системами волоконно-оптических линий и с одной или более системами оптических приемопередатчиков и расположено между волоконно-оптическими линиями и оптическими приемопередатчиками (21-23) для того, чтобы вводить и выводить оптические сигналы.

Способ установления сигнализации, когда электрический регенератор находится на электрическом сетевом элементе, оптический сетевой элемент и электрический сетевой элемент // 2606397

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах оптической связи. Технический результат состоит повышении надежности связи.

Способ контроля спектральных параметров волоконной брэгговской решетки // 2602998

Изобретение относится к области волоконной оптики и касается способа контроля спектральных параметров волоконной брэгговской решетки (ВБР). Способ включает в себя облучение ВБР излучением перестраиваемого поверхностно-излучающего лазера с вертикальным резонатором (VCSEL), измерение отраженного от ВБР излучения, преобразование измеренного излучения в спектр ВБР.

Волоконно-оптическая сеть, содержащая датчики // 2615633

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в оптических линиях связи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности передачи каналов связи. Для этого волоконно-оптическая сеть содержит приемопередатчик тестовых сигналов, предназначенный для излучения запросных сигналов и приема сигналов отклика, первую пассивную оптическую сеть (ПОС) и вторую ПОС. Каждая ПОС содержит источник оптического излучения, предназначенный для формирования телекоммуникационных сигналов, и волоконно-оптический датчик. Каждая ПОС может передавать телекоммуникационные сигналы ко множеству абонентов и оптически подключена к приемопередатчику тестовых сигналов таким образом, что запросные сигналы могут быть введены в соответствующую ПОС и распространяться по ПОС к волоконно-оптическому датчику, и таким образом, что приемопередатчик тестовых сигналов может принимать сигналы отклика от волоконно-оптического датчика, поступающие по ПОС. Волоконно-оптическая сеть дополнительно содержит сплиттер запросного сигнала, оптически подключенный к приемопередатчику тестовых сигналов и к обеим ПОС таким образом, что он может вводить запросный сигнал в обе ПОС одновременно, и таким образом, что он может подводить сигналы отклика из обеих ПОС к приемопередатчику тестовых сигналов. 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ организации абонентского доступа к сетям передачи данных // 2617207

Изобретение относится к области оптической связи и предназначено для использования в сетях передачи данных. Технический результат состоит в повышении качества связи за счет повышения надежности соединений между абонентами и базовыми приемниками и в оптимизации использования возможностей базовых приемников, путем определения и использования в реальном масштабе времени для каждого абонента максимально возможного количества базовых приемников оптического излучения. Для этого способ организации абонентского доступа к сетям передачи данных заключается в том, что организуют пункты доступа к сети по территориальному признаку и передают информацию от абонентов каждой зоны обслуживания к соответствующему пункту доступа при помощи модулированных узконаправленных пучков электромагнитного излучения оптического диапазона, излучаемых абонентскими передатчиками в направлении обслуживающих соответствующую зону базовых приемников пункта доступа, устанавливают независимые оптические соединения между абонентскими передатчиками и соответствующими им базовыми приемниками, причем для установления упомянутого оптического соединения для каждой зоны обслуживания формируют уменьшенное пространственное изображение расположенных в данной зоне обслуживания абонентских источников электромагнитного излучения. В качестве базовых приемников используют матрицу оптоэлектронных преобразователей с шагом между центрами элементов матрицы не более 1,2 мм, при этом, в реальном масштабе времени, определяют элементы матриц, на которых наблюдается прием сигналов не выше шумового уровня или более, чем от одного абонента, исключают сигналы от этих элементов из дальнейшей обработки, а сигналы от остальных элементов матрицы объединяют в группы таким образом, что сигналы, принимаемые каждой группой элементов матрицы, соответствуют одному абоненту, и далее обрабатывают сигналы от каждой группы элементов матрицы как один сигнал.

Логарифмический контроллер защиты многопролетных волоконно-оптических линий // 2617726

Изобретение относится к контроллерам защиты многопролетных волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП) от попыток отвода оптического сигнала и может быть использовано в качестве технического средства защиты информации (ТСЗИ) ограниченного доступа в многопролетных волоконно-оптических линиях передачи с оптическими усилителями. Логарифмический контроллер защиты многопролетных волоконно-оптических линий содержит коммутатор, вход которого соединен с первым выходом микроконтроллера, второй выход которого соединен с входом устройства сигнализации, оптический выход коммутатора является выходом контроллера в волоконно-оптическую линию, оптический разветвитель, вход которого является входом контроллера с линии, а первый выход является выходом контроллера, последовательно соединенные фотодиод и логарифмический усилитель, выход которого соединен с входом микроконтроллера, а вход фотодиода соединен со вторым выходом оптического разветвитель, при этом оптический вход коммутатора является входом контроллера. Достигаемым техническим результатом является распространение контроля средней оптической мощности сигналов с последнего пролета на всю многопролетную волоконно-оптическую линию передачи. 2 ил.

Акустооптический приемник // 2619454

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться для приема и спектрального анализа сложных сигналов с фазовой манипуляцией (ФМн). Технический результат состоит в расширении диапазона рабочих частот акустооптического приемника без расширения диапазона частотной перестройки гетеродина путем использования дополнительных каналов приема. Для этого акустооптический приемник содержит приемную антенну 1, преобразователь 2 частоты, смеситель 3, гетеродин 5, первый 6 и второй 12 перемножители, первый 7 и второй 13 узкополосные фильтры, первый 8, второй 14, третий 15 и четвертый 16 амплитудные детекторы, первый 9, второй 17, третий 18 и четвертый 19 ключи, усилитель 10 первой суммарной частоты, усилитель 11 второй суммарной частоты, лазер 20, коллиматор 21, первую 22, вторую 23, третью 24 и четвертую 25 ячейки Брэгга, первую 26, вторую 27, третью 28 и четвертую 29 линзы, первую 30, вторую 31, третью 32 и четвертую 33 матрицы фотодетекторов. 2 ил.

Устройство передачи информации // 2619796

Устройство передачи информации включает в себя корпус, выполненный из двух П-образных колец, одно из которых содержит внутренние перегородки. Кольца вложены одно в другое. Одно из П-образных колец связано с неподвижной частью, а другое - с вращающейся частью оптико-электронного прибора и выполнено с возможностью вращения вокруг центральной оси колец. По меньшей мере один светоизлучающий и один светочувствительный элементы установлены на противоположных плоских стенках П-образных колец. Светоотражателем является выполненная светоотражающей поверхность внутренних стенок соосных кольцевых полостей. Плоские стенки П-образных колец выполнены с возможностью подвода электрического сигнала к светоизлучающему элементу и отвода электрического сигнала от светочувствительного элемента. Технический результат заключается в обеспечении возможности передачи информации между вращающейся и неподвижной частями оптико-электронного прибора. 1 ил.

Система подводной кабельной глубоководной связи с подводными лодками // 2620253

Изобретение относится к области радиоэлектроники, а именно к технике проводной связи, и может быть использовано для организации связи с глубокопогруженными подводными объектами. Техническим результатом является повышение помехоустойчивости, увеличение скорости и объема передаваемой информации по гидроакустическим каналам связи. Для этого принцип работы системы подводной кабельной гидроакустической связи с ПЛ основан на разделении во времени лучевой структуры акустического поля с последующим энергетическим суммированием всех пришедших в точку приема лучей. 2 ил.

Способ восстановления электрического сигнала по оптическому аналогу при передаче по волс с использованием внешней модуляции излучения // 2620588

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах передачи аналоговых сигналов микро-наносекундного временного диапазона по волоконно-оптическим линиям связи (ВОЛС) с использованием внешней модуляции излучения. Технический результат состоит в повышении точности восстановления формы электрического сигнала по зарегистрированному аналоговому сигналу, передающемуся по ВОЛС с внешней модуляцией. Для этого в способе в каждом из N≥1 каналов системы передачи по ВОЛС производится внешняя модуляция излучения лазерного модуля, которое передается по входному одномодовому волокну, с помощью электрооптического модулятора интенсивности по схеме интерферометра Маха-Цандера, в каждом из N каналов системы передачи предварительно выставляют рабочую точку модулятора путем подачи постоянного напряжения на электроды сдвига модулятора от источника питания для подачи постоянного напряжения на электроды сдвига модулятора, далее функцию пропускания и рабочую точку каждого модулятора точно определяют непосредственно перед подачей на электрический сигнальный вход каждого модулятора передаваемого информационного электрического сигнала, а затем в процессе обработки оптического сигнала определяют функцию пропускания и рабочую точку каждого модулятора, после этого по известному изменению оптического сигнала на выходе каждого модулятора, вызванному приходом передаваемого информационного электрического сигнала, и полученной ранее функции пропускания каждого модулятора восстанавливают форму передаваемого информационного электрического сигнала. 3 ил.

Устройство регистрации импульсного ионизирующего и импульсного оптического излучения с передачей по волс // 2620589

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для регистрации импульсного ионизирующего и импульсного оптического излучения микро-, наносекундного временного диапазона и передаче по волоконно-оптическим линиям связи (ВОЛС) с использованием внешней модуляции излучения. Технический результат состоит в повышении точности восстановления формы зарегистрированного импульсного ионизирующего излучения. Для этого устройство регистрации импульсного ионизирующего и импульсного оптического излучения с передачей по ВОЛС содержит N≥1 каналов, каждый канал которой состоит из лазерного модуля, входного одномодового волокна, выходного одномодового волокна, электрооптического модулятора интенсивности по схеме интерферометра Маха-Цандера, источника питания для подачи постоянного напряжения на электроды сдвига модулятора, приемника оптического излучения и оцифровщика. 3 ил.

Способ ввода широкоапертурного импульсного лазерного пучка в волоконно-оптическую линию связи и устройство для его реализации // 2620783

Изобретение относится к области лазерной техники и касается устройства ввода импульсного лазерного пучка в волоконно-оптическую линию связи. Устройство включает в себя фокусирующую систему линз и волоконный световод с коллектором. Фокусирующая система линз выполнена в виде m линз, размещенных в плоскости, ортогональной направлению пучка, причем форму, количество, размер и фокусное расстояние линз подбирают исходя из условия полного перекрытия сечения входного пучка и заданной длины устройства. В качестве волоконного световода с коллектором используется m-канальный волоконный световод. Технический результат заключается в уменьшении длины устройства. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Сеть квантового распределения ключей // 2621605

Изобретение относится к области сетевой волоконно-оптической квантовой криптографии - к защищенным информационным сетям с квантовым распределением криптографических ключей. Технический результат - создание сети с возможностью реконфигурации, а также обладающей большей выживаемостью при потере отдельного узла. Сеть квантового распределения ключей, включающая по меньшей мере две локальные сети с квантовым распределением ключей, соединенные волоконно-оптическим каналом связи, причем каждая вышеупомянутая локальная сеть содержит по меньшей мере один сервер и по меньшей мере одну клиентскую часть, причем сервер включает по меньшей мере одну передающую серверную часть и по меньшей мере одну вспомогательную клиентскую часть, логически связанную с серверной передающей частью на узле. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл.