Презентация на тему О новых способах увеличения информационной емкости волоконно-оптических линий связи

Презентация на тему О новых способах увеличения информационной емкости волоконно-оптических линий связи, предмет презентации: Разное. Этот материал содержит 30 слайдов. Красочные слайды и илюстрации помогут Вам заинтересовать свою аудиторию. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций ThePresentation.ru в закладки!

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1
Текст слайда:

О новых способах увеличения информационной емкости волоконно-оптических линий связи

Ю.И. Шокин, М.П. Федорук,
С.К. Турицын, Е.Г. Шапиро


Слайд 2
Текст слайда:

Передача данных по одному волоконному световоду на различных частотах

Дальнейшее увеличение информационной ёмкости (BL, где В – пропускная способность линии,L – дальность передачи) возможно на основе объединения технологий:

Информационная ёмкость

б) Спектральное уплотнение:

а)Дисперсионное управление:

- период

- средняя дисперсия

Пропускная способность:
- скорость передачи в одном канале
- число каналов

Каналы (№): 1 2 3 4 5 6 7 8




Слайд 3
Текст слайда:

Две основные задачи:

Изучение фундаментальных свойств оптических импульсов (дисперсионно - управляемых солитонов) в системах с периодически меняющимися коэффициентами дисперсии и нелинейности.

Оптимизация конкретных конфигураций волоконно-оптический линий связи с целью увеличения информационной ёмкости.


Слайд 4
Текст слайда:

Математическая модель: A

Обобщенное нелинейное уравнение Шредингера (ОНУШ):






Дисперсионный параметр:

- эффективный коэффициент нелинейности.

Основная математическая модель для описания эволюции оптических импульсов в волоконных световодах:

- медленная комплексная огибающая электромагнитного поля


Слайд 5
Текст слайда:

Математическая модель: A

И формально решение выглядит так:

- оператор линейной части,
- нелинейный оператор, тогда

Численный алгоритм реализации ОНУШ :


Метод Фурье расщепления по физическим процессам


Слайд 6
Текст слайда:

Математическая модель: A

Примеры вычислений:
Мелкомасштабная дисперсионная карта



где и

при

Дистанция распространения (км)

Параметр фазовой

0 10 20 30 40

при

модуляции


Слайд 7
Текст слайда:

Математическая модель: A

Примеры вычислений:
Мелкомасштабная дисперсионная карта

Представлена эволюция основных параметров ДУ-солитона на периоде усиления.


Слайд 8
Текст слайда:

Математическая модель: A

Солитоны с рамановским усилением

Отличие Рамановского усиления:
Усиление не сосредоточенное, а распределенное

“Медленная” динамика импульса в точках z =nZ , n=0,1,2…

- длина участка усиления

мощность обратной накачки

n

a

- коэффициент усиления


Слайд 9
Текст слайда:

Солитоны с рамановским усилением

Математическая модель: A

Изменение основных параметров солитонного импульса в течении 1 периодической секции


Слайд 10
Текст слайда:

Математическая модель: Б





Усредненное (path-averaged) уравнение спектральной области

, где

и

В предположении, что , где дисперсионная длина, нелинейная длина, имеет место

- усредненная комплексная огибающая в спектральной области

-ядро интегрального оператора, определяющее тип ВОЛС


Слайд 11
Текст слайда:

Математическая модель: Б

Распространение в линии L>>Za (Long-scale)

При параметрах:



-4 -2 0 2 4

Время (отн.)

Мощность (отн.)

G – усиление,

Где L – период дисперсионной компенсации
Z – период усиления

a


Слайд 12
Текст слайда:

Математическая модель: Б

Распространение в линии L<

Где

При параметрах



Слайд 13
Текст слайда:

Время


J=5

Мощность


J=10

Время

Мощность

Синий - дисперсионно-управляемый солитон
Красный - фундамен. солитон нелин. ур. Шредингера с постоянными коэффициентами

Математическая модель: Б

Время

Мощность

J=20



J=40

Мощность

Время

Т.е. при дисперсионно-управляемый солитон переходит в фундаментальный.


Слайд 14
Текст слайда:



Математическая модель: В

TM-модель обыкновенных дифференциальных уравнений:



Периодические граничные условия:

Параметры:

для различных

Ширина импульса(пс)

Пиковая мощность (мВт)


A(z,t) - Распределение оптического поля



Слайд 15
Текст слайда:

Математическая модель: Г

Квазилинейная модель: (быстрый численный алгоритм)

Производим замену

где

тогда

при


и


Слайд 16
Текст слайда:

P – Мощность
T – Время

Математическая модель: Г


Слайд 17
Текст слайда:

Проблемы оптимизации

Главная задача – увеличение битовой скорости и дистанции распространения
Критерием качества для цифровых приемников является частота появления ошибочных битов (BER).
Современный стандарт:
1 ошибочный бит на приемнике на 10 переданных битов


В предположении гауссовой статистики, где

мат. ожидание 0 и 1;

соответствующая дисперсия (средне-квадратичные отклонения)

9


Слайд 18
Текст слайда:

Новые способы увеличения пропускной способности:

Основная идея : изменение формы импульса пол действием оптического фильтра.


Гауссовский импульс

Sinc- образный импульс

А. Новый спектрально-плоский формат


Слайд 19
Текст слайда:

Последовательность импульсов

Новые способы увеличения пропускной способности:

А. Новый спектрально-плоский формат


Слайд 20
Текст слайда:


Формат OOK непригоден для многоканальной передачи.



28 канальная система, после прохождения импульсами 1030 км

















































Сдвиг фильтра (ГГц)

Начальный Q-фактор

Новые способы увеличения пропускной способности:

А. Новый спектрально-плоский формат

Номер канала


2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

Q-фактор

8
7,5
7
6,5
6
5,5
5
4,5
4
3,5
3


Слайд 21
Текст слайда:

MUX – разделение каналов
DEMUX – смешение каналов
SA – насыщающейся поглотитель

HNF –сильно нелин. световод
F – опт. фильтр
ATT – аттенюатр

Периодическая линия оптоволоконной связи с усилителем EDFA:

Использование оптических регенераторов:

TF – трансмиссионное волокно
CF – компенсирующее волокно
OR – оптический регенератор

Б. Использование оптических регенераторов

Новые способы увеличения пропускной способности:


Слайд 22
Текст слайда:

Мощность импульса на выходе: (Т – передаточная функция)

Входной сигнал запускается в оптический регенератор:
- усиливается усилителем EDFA
- насыщается в поглотителе
Функция потерь
в насыщающемся поглотителе:

Где
- распределение мощности сигнала
- постоянные потери
- пороговая мощность насыщения
- время спада импульса

Б. Использование оптических регенераторов

Новые способы увеличения пропускной способности:


Слайд 23
Текст слайда:

Оптимизации симметричной линий связи TL(20км)+RTL(20км)+TL(20км)+EDFA Изолинии пройденного расстояния в плоскостях параметров:

В аналогичной системе без регенераторов – дистанции менее 2000км

Б. Использование оптических регенераторов

Новые способы увеличения пропускной способности:


Слайд 24
Текст слайда:

Линия связи: PSCF(20км)+RDF(20км)+PSCF(20км)+EDFA

Выбираем:

опт. регенератор

пиковую мощность импульса

среднюю дисперсию

Свыше 10000км


Б. Использование оптических регенераторов

Новые способы увеличения пропускной способности:


Слайд 25
Текст слайда:

Зависимость Q-фактора после 1700км от числа каналов для средней дисперсии:
-0.005 пс/нм/км
-0.25 пс/нм/км
-0.5 пс/нм/км
-0.7 пс/нм/км

В.Нелинейный несолитонный режим передачи данных с большой отрицательной средней дисперсией на секции

Новые способы увеличения пропускной способности:

Принципиальная схема линии
BRP – рамановский усилитель


Слайд 26
Текст слайда:




Конфигурация одиночной секции в эксперименте лаборатории (KDD Japan):

EE-PDF

EE-PDF

SCDCF

10km 20km 10km

980nm-pumped EDFA Средние потери на секции=9.5dB

Г. Использование гибридных и рамановских схем усиления

Новые способы увеличения пропускной способности:


















ПРИЕМНИК

ИСТОЧНИК

3 dB-coupler

Кольцевая линия

перекл.

DCF

rep1

rep2

rep3

rep4

rep5

секц1

секц2

секц4

секц3

Петля -160км

перекл.

DCF


Принципиальная схема эксперимента.

















Слайд 27
Текст слайда:


Число каналов

0 1 2 3 4 5 6 7 8

16

14

12

10

Q (dB)

2

Численное моделирование

Сравнение численных экспериментов и результатов моделирования (Система многоканальной передачи)

Экспериментальные данные

Новые способы увеличения пропускной способности:

Г. Использование гибридных и рамановских схем усиления


Слайд 28
Текст слайда:

Оптимизация линии Новосибирск-Омск.

Предлагается:
Заменить ЭР на DCF( волокно с компенсацией дисперсии ) и использовать рамановский усилитель (BRP) на каждом участке SMF+DCF

Новые способы увеличения пропускной способности:

Г. Использование гибридных и рамановских схем усиления

Существует:

ЭР – электрические регенераторы, ограничивают скорость - 2,5Гбит/сек

Скорость распространения 160Гбит/сек=4х(40Гбит/сек)

SMF(127км)

SMF(135км)

SMF(138км)

SMF(163км)

DCF

DCF

DCF

DCF

BRP – рамановский усилитель





Слайд 29
Текст слайда:

Оптимизация линии Новосибирск-Омск.

Новые способы увеличения пропускной способности:

Г. Использование гибридных и рамановских схем усиления

Q-фактор после прохождения линии передачи в худшем из 4 каналов:

Фиксированы:

Средняя мощность 0,5дБм


Ширина импульса 8пс




Слайд 30
Текст слайда:

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика