Линии передачи на управляемых дисперсией солитонах для систем Radio Over Fiber тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.13, кандидат наук Волков, Кирилл Александрович

• Волков, Кирилл Александрович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Волков, Кирилл Александрович

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПРИМЕНЕНИЕ КВАЗИСОЛИТОННЫХ РЕЖИМОВ ПЕРЕДАЧИ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ ВОЛОКОННО-ЭФИРНОЙ СТРУКТУРЫ

1.1 Особенности построения распределительных систем волоконно-эфирной структуры

1.1.1 Принципы формирования информационного сигнала

1.1.2 Ограничивающие факторы передачи для скоростей выше 10 Гбит/с

1.2 Квазисолитонные режимы передачи в волоконно-оптических линиях связи

1.2.1 Условие существования оптических солитонов

1.2.2 Режим управления потерями

1.2.3 Режим управления дисперсией

1.3 Внедрение квазисолитонных режимов передачи в распределительных системах волоконно-эфирной структуры

1.4 Выводы

ГЛАВА 2. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СОЛИТОНОВ В КУСОЧНО-РЕГУЛЯРНОЙ ВОЛП

2.1 Эволюционная модель распространения оптических солитонов в кусочно-регулярной ВОЛП

2.2 Математическая модель сигнала radio over fiber

2.3 Методы решения модифицированного НУШ

2.3.1 Численные методы

2.3.2 Вариационное приближение

2.3.3 Аналитические решения

2.3.4 Сравнительный анализ односолитонных решений модифицированного НУШ

2.3.5 Сравнительный анализ двухсолитонных решений модифицированного НУШ

2.4 Алгоритм определения коэффициентов аналитического решения модифицированного НУШ

2.5 Критерия оценки качества передачи

2.6 Выводы

ГЛАВА 3. РЕКОНСТРУКЦИЯ ВОЛП ДЛЯ РАБОТЫ В КВАЗИ-СОЛИТОННОМ РЕЖИМЕ

3.1 Условия реконструкции ВОЛП

3.2 Включение в местах соединения строительных длин оптического кабеля элементов компенсации хроматической дисперсии

3.2.1 Компенсирующие дисперсию оптические волокна

3.2.2 Модуль компенсации хроматической дисперсии

3.2.3 Фотонно-кристаллические волокна

3.2.4 Чирпированные волоконные решетки показателя преломления

3.2.5 Компенсирующие кабельные вставки

3.3 Способы управления оптическими солитонами

3.4 Выводы

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАБОТЫ ВОЛП СИСТЕМ ЯОР В КВАЗИСОЛИТОННОМ РЕЖИМЕ С ПЛОТНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ ДИСПЕРСИЕЙ

4.1 Методика выбора параметров дисперсионной карты

4.2 Учет статистического отклонения параметров дисперсионных карт

4.3 Расчет параметров передачи сигналов ЯоР в ВОЛП в квазисолитонном режиме с плотным управлением дисперсией

4.4 Разработка рекомендаций по внедрению квазисолитонного режима на ВОЛП систем ЯоИ

4.5 Оценка потенциальных возможностей использования оптических солитонов в технологии ЯоР

4.6 Выводы

Заключение

Список литературы

Приложение А. Акты внедрения результатов диссертационной работы

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

Волоконно-оптическая линия передачи Распределительная система волоконно-эфирной структуры (Radio over Fiber) Хроматическая дисперсия Управление дисперсией

Крупномасштабный режим формирования управляемых дисперсией солитонов (Dispersion Managed Solitons) Режим формирования управляемых дисперсией солитонов на коротких периодах компенсации хроматической дисперсии (Dense Dispersion Managed Solitons)

Усредненный режим формирования управляемых дисперсией солитонов на коротких периодах компенсации хроматической дисперсии с уменьшающимся периодом (Average Dispersion Decreasing Densely Dispersion-Managed Solitons) Управляемые дисперсией солитоны Оптическое волокно

Стандартное одномодовое волокно (Single Mode Fiber) Фотонно-кристаллическое волокно (Photonic Crystal Fibers) Оптическое волокно с убывающей дисперсией Оптическое волокно, легированное ионами эрбия (Erbium Doped Fibre)

Волокно компенсации дисперсии (Dispersion Compensation Fiber)

Модуль компенсации дисперсии (Dispersion Compensation Module)

Чирпированная волоконная Брэгговская решетка (Chirped Fiber Bragg Grating)

волп

RoF

хд уд

DMS DDMS

A4DMS

УДС OB SMF PCF ОВУД EDF

DCF

DCM

CFBG

Волокно с высокой нелинейностью (Highly Nonlinear Fiber) HNLF

Дисперсионная карта ДК

Нелинейное уравнение Шредингера НУШ

Центральная станция ЦС

Базовая станция БС

Волоконно-оптическая линия связи BOJIC

Регенерационный участок РУ

Усилительный участок УУ

Амплитудный формат модуляции с двумя боковыми полосами DSB и несущей (Double-Sideband)

Амплитудный формат модуляции с одной боковой полосой и SSB несущей (Single-Sideband)

Амплитудный формат модуляции с двумя боковыми полосами OSB и с подавленной несущей (optical carrier suppression)

Коэффициент битовых ошибок (Bit Error Ratio) BER

Упреждающая коррекция ошибок (Forward Error FEC Correction)

Оптический усилитель на основе волокна, EDFA легированного эрбием (Erbium Doped Fiber Amplifier)

Фазовая само-модуляция ФСМ

Фазовая кросс-модуляция ФКМ

Длительность импульса по уровню половины от FWHM максимума (Full Width at Half Maximum)

Среднеквадратическая длительность импульса (Root RMS Mean Square)

Поляризационная модовая дисперсия ПМД

Дисперсия групповых скоростей ДГС

Вынужденное комбинационное рассеяние ВКР

Четырех-волновое смешение ЧВС

Дисперсия третьего порядка ДТП

Вынужденное рассеяние Манделыптама-Бриллюэна ВРМБ

Модулятор Маха-Цандера (Mach-Zehnder Modulator) MZM

Лазер с обратной распределенной связью (Distributed DFB Feedback laser)

Код с возвращением к нулю (Return Zero) RZ

Метод Фурье расщепления по физическим параметрам SSFM (Split Step Fourier Method)

Принцип наименьшего действия ПНД

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Линии передачи на управляемых дисперсией солитонах для систем Radio Over Fiber»

ВВЕДЕНИЕ

Диссертация посвящена моделированию и исследованию волоконно-оптических линий передачи на основе управляемых дисперсией солитонах систем radio over fiber, разработке способов и устройств для формирования квазисолитонных режимов с плотным управлением дисперсией, а также рекомендаций по проектированию указанных линий связи.

Актуальность темы

Современное инфокоммуникационное сообщество предъявляет высокие требования к уровню предоставляемых услуг связи, реализация которых во многом определяется пропускной способностью имеющихся у оператора волоконно-оптических линий передачи (ВОЛГГ). Постоянный рост потребностей в объемах передаваемой информации и скоростей её передачи приводит к необходимости увеличения пропускной способности существующих ВОЛП, которое может быть достигнуто за счет развития телекоммуникационной инфраструктуры сети связи путем модернизации, реконструкции имеющихся ВОЛП или строительства новых.

На сегодняшний день в связи с необходимостью устранения цифрового неравенства для потребителей услуг связи на территории Российской Федерации актуальна задача предоставления услуги широкополосного доступа для удаленных потребителей со скоростью передачи данных в 10 Гбит/с на расстояние 50 км с возможностью увеличения до 100 км с эффективными экономическими показателями. Предоставление канала связи с перечисленными характеристиками возможно за счет использования технологии построения распределительных систем волоконно-эфирной структуры для сетей абонентского доступа известной в зарубежной литературе как технологии "radio over fiber" (RoF). Благодаря простоте её реализации появляется возможность организовывать сети доступа с низкой стоимостью подключения.

Основные теоретические положения технологии RoF представлены в работах A.J. Cooper. Технология RoF получила развитие в работах М.Е.Белкина, U. Gliese и других. Существенный вклад в разработку и исследование 10 Гб/с систем RoF внесли А. Stöhr, М. Weiß, C.G. Schäffer, D. Plettemeier и др. Как показали исследования I.G. Insua, A. Hirata, основным ограничивающим длину регенерационного участка ВОЛП систем RoF со скоростью 10 Гбит/с фактором является влияние хроматической дисперсии (ХД). Для компенсации влияния ХД в работе D.A. Asderah, К. Nakkeeran было предложено и показано, что использование DMS - управляемых дисперсией солитонов (УДС), формируемых на одном периоде компенсации, позволяет улучшить характеристики системы и увеличить дальность передачи сигнала RoF. Однако авторами при реализации DMS не были учтены параметры коммерчески доступных транспортных оптических волокон (OB), а также параметры компенсирующих дисперсию OB: дисперсионные характеристики и форма исполнения. Также при использовании DMS не описывается способ учета специфики сигнала RoF, а достигнутая протяженность оптической линии при реализации на практике ограничена длиной в 30 км.

Принципы построения протяженных ВОЛП для применения DMS известны давно и освящены в работах А. Хасегавы, Ю. Кодамы, Л. Моленауэра, С.К. Турицына и др. Среди возможных режимов формирования оптических солитонов DMS является не самым эффективным вариантом при сравнении с плотным режимом управления дисперсией (DDMS). Преимущества DDMS над DMS показаны в работах А. Хасегавы, С.К. Турицына и др. Задача проектирования ВОЛП на базе DDMS решена для уединенного солитона и последовательности солитонов, для одноканальных систем и систем с разделением по длине волны. Однако применение DDMS для случая передачи сигнала RoF, состоящего из двух несущих, одна из которых является модулированной, ранее не рассматривалось и не исследовалось.

Применение УДС требует выбора параметров оптического импульса, подбора параметров дисперсионных карт (ДК), определяющих период чередования ОВ с различным значением ХД, а также разработки соответствующих рекомендаций по реализации. В целом, это многопараметрическая задача, которая, в большинстве случаев, решается численным моделированием с применением больших вычислительных ресурсов. Для проектирования ВОЛП систем ЯоР для удаленных населенных пунктов необходимо иметь инженерную методику, которая позволяет учесть разброс параметров ДК.

Таким образом, в настоящее время существует актуальная научно-техническая проблема формирования квазисолитонных режимов с плотным управлением дисперсией (УД) в линиях передачи систем ЯоР.

Цель работы - разработка способов и устройств для формирования квазисолитонных режимов с плотным УД в линиях передачи систем ЯоР и рекомендаций по проектированию указанных ВОЛП.

Для достижения поставленной цели в работе были сформулированы следующие задачи.

1. Разработать модель передачи сигналов системы 11оР по волоконно-оптической линии в квазисолитонном режиме с плотным УД с учетом дисперсионных и нелинейных эффектов, а также разброса параметров ДК.

2. Провести анализ методов решения нелинейного уравнения Шредингера (НУШ) с переменными коэффициентами применительно к модели линии передачи системы ЯоР, учитывающих взаимодействие солитонов.

3. Разработать способы и устройства для формирования квазисолитонных режимов с плотным УД на ВОЛП, в строительных длинах которых применяются ОВ одного типа.

4. Исследовать искажения сигналов в ВОЛП на управляемых дисперсией солитонах системы 11оР с учетом разброса параметров ДК и разработать рекомендации по выбору параметров ДК.

Методы исследования. В диссертации представлены результаты исследований, полученные с помощью теории оптических волноводов, теории нелинейной оптики, теории электрической связи, математического аппарата вариационного, дифференциального и интегрального исчислений, теории вероятности, математической статистики и математического моделирования. Численные расчеты производились в среде МаД^аЬ.

Достоверность полученных результатов подтверждается

корректностью постановки задач, обоснованностью использования

допущений и ограничений, применением известных математических методов, непротиворечивостью результатов и выводов.

Научная новизна.

1. Предложена модель, описывающая распространение сигнала ЯоР в ВОЛП в квазисолитонном режиме с плотным УД.

2. Показано, что в первом приближении области изменения параметров ДК, в которых обеспечивается распространение в линиях передачи ЯоР устойчивых УДС, для импульсов с огибающими, описываемыми функцией Гаусса и функцией гиперболического секанса, совпадают.

3. Предложена методика определения коэффициентов аналитического решения НУШ на основе концепции нелинейных волн Блоха для периодических структур, базирующаяся на нормировке по численным решениям.

4. Разработан алгоритм выбора параметров ДК, базирующийся на совместном использовании концепции нелинейных волн Блоха и численного метода разделения по физическим процессам.

5. Разработаны способы формирования квазисолитопных режимов передачи сигналов систем 11оР с плотным УД, подтвержденные патентами 1Ш2435183,1Ш2470462.

6. Разработана методика определения границ области существования устойчивых солитоноподобных импульсов при передаче сигналов ЯоР в линии с плотным УД и разбросом параметров ДК.

Личный вклад

Основные результаты диссертационной работы, обладающие научной новизной, получены автором лично. Научные положения диссертации соответствуют пунктам 11, 12 и 14 паспорта специальности 05.12.13.

Практическая ценность результатов работы.

1. Получены оценки параметров ДК, обеспечивающие поддержание квазисолитонного режима с плотным УД в оптической линии систем КоБ, и сформулированы требования к ним.

2. Разработано устройство, размещаемое в местах соединения строительных длин ОК, для формирования квазисолитонного режима с плотным УД, что подтверждено патентом 1Ш 2483444.

3. Разработана инженерная методика анализа искажений сигналов систем 11оР при передаче по волоконно-оптической линии в квазисолитонном режиме с плотным УД, которая может быть использована при проектировании линий передачи систем ЯоР.

4. Разработаны рекомендации по выбору способов, оптических устройств и параметров ДК для формирования квазисолитонного режима функционирования ВОЛП систем ЫоР.

Материалы диссертационной работы использовались при выполнении государственного контракта № 14.В37.21.1522 по теме «Широкополосная сеть доступа к мультимедийным услугам для удаленных и сельских районов на основе волоконно-оптической линии передачи в режиме квазисолитонов с

управлением дисперсией, спектрально-эффективных форматов и открытого радиоинтерфейса» в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы.

Положения, выносимые на защиту.

1. Модель ВОЛП системы RoF в квазисолитонном режиме с плотным

УД-

2. Способы и устройства формирования квазисолитонных режимов ВОЛП с плотным УД для передачи сигналов систем RoF.

3. Алгоритм выбора параметров ДК, базирующийся на основе концепции нелинейных волн Блоха и численного метода разделения по физическим процессам.

4. Методика анализа искажений сигналов систем RoF при передаче по волоконно-оптической линии в квазисолитонном режиме с плотным УД, которая может быть использована при проектировании линий передач систем RoF.

5. Методика оценки границ области существования устойчивых солитоноподобных импульсов при передаче сигналов RoF в линии с плотным УД и разбросом параметров ДК.

Реализация результатов работы.

Результаты диссертационного исследования внедрены в ОАО «Ростелеком», ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ» (КНИТУ-КАИ), а также в учебный процесс ФГОБУ ВПО ПГУТИ, что подтверждено соответствующими актами.

Апробация работы.

Основные положения диссертационного исследования докладывались и обсуждались на Международной конференции Photonics West (San

Francisco, California, USA, 2010 г., 2011 г.); на VII, VIH, IX, X MHTK «Физика и технические приложения волновых процессов» (Самара, 2008 г., Санкт-Петербург, 2009 г., Миасс, 2010 г., Самара, 2011 г.); на IX, X, XI МНТК «Проблемы техники и технологий телекоммуникаций» (Казань, 2008 г., Самара 2009 г., Казань 2011 г.); VI, VII, VIII Международной конференции «Оптические технологии в телекоммуникациях» (Казань, 2008 г., Самара

2009 г., Казань 2011 г.); на 64 Научной сессии, посвященной Дню Радио (Москва, 2009 г.); на VI Международной конференции молодых ученых и специалистов «0птика-2009» (Санкт-Петербург, 2009 г.), на Международной конференции «Фундаментальные проблемы оптики - 2010» (Санкт-Петербург, 2010 г.), на 2-ой, 3-ей, 4-ой Всероссийской конференции по волоконной оптике «ВКВО» (Пермь, 2009 г., 2011 г., 2013 г.), на 3-ем, 4-ом, 5-ом Российском семинаре по волоконным лазерам (Уфа, 2009, Ульяновск, 2011 г., Новосибирск, 2012, г.), на Молодежной конкурс-конференции «Фотоника и оптические технологии - 2011» (Новосибирск, 2011 г.), а также Российской научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ПГУТИ (Самара, 2008 г., 2009 г.,

2010 г., 2011 г., 2012 г.).

Публикации.

По тематике диссертационных исследований автором (лично и в соавторстве) опубликовано 46 печатных трудов, включая 3 патента на изобретение. Основные научные и прикладные результаты диссертационной работы опубликованы в 15 статьях в периодических научных изданиях, в том числе - 6 статей в журналах, рекомендованных ВАК, и 28 публикаций в форме тезисов докладов на международных и российских конференциях.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемых источников и приложений. Работа изложена на 120 страницах основного текста, содержит 5 таблиц, 47 рисунков, список литературы включает 135 источников.

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования, описаны состав и структура работы, показаны ее научная новизна и практическая ценность, представлены основные положения, выносимые на защиту.

Первый раздел посвящен применению квазисолитонных режимов передачи в распределительных системах волоконно-эфирной структуры. Рассмотрены особенности технологии ЯоР и показано, что при реализации плотного режима УД необходимо учитывать параметры схемы компенсации ХД, а также особенность сигнала ЯоР, которая заключается в передаче разностной частоты СВЧ диапазона двухчастотным сигналом. Благодаря изложенным положениям теории оптических солитонов были обозначены границы области существования устойчивых солитоноподобных режимов работы ВОЛП. Рассмотрены особенности разработки специального источника информационного сигнала ЯоР. Показано, что данная задача может быть решена за счет применения солитонного источника, описанного в работах Дианова Е.М., и метода Ильина-Морозова для формирования двухчастотного сигнала.

Второй раздел посвящен разработке математической модели описания распространения сигнала ЯоР в ВОЛП с плотным УД. В качестве основного эволюционного уравнения, применяемого для описания распространения оптических импульсов вдоль ОВ, было выбрано НУШ для медленно меняющейся комплексной огибающей амплитуды электромагнитного поля.

Представлена система уравнений, состоящая из уравнений для постоянной несущей и модулированного сигнала, описывающая сигнал ЛоР в кусочно-регулярной ВОЛП на базе НУШ. Показано, что система уравнений для сигнала 11оР может быть сведена к одному уравнению для модулированного информационного сигнала, но с учетом поправки, вследствие учета влияния фазовой кросс-модуляции, от постоянной несущей. Рассмотрены решения данного уравнения с применением различных известных математических подходов, а именно вариационного подхода, аналитического метода на основе концепции нелинейных волн Блоха и численного метода разделения по физическим процессам. Показано, что в первом приближении области изменения параметров ДК, в которых обеспечивается распространение в линиях передачи ЛоР устойчивых УДС, для импульсов с огибающими, описываемыми функцией Гаусса и функцией гиперболического секанса, совпадают. Предложена методика определения коэффициентов аналитического решения НУШ на основе концепции нелинейных волн Блоха для периодических структур, базирующаяся на нормировке по численным решениям.

Третий раздел посвящен разработке способов реконструкции существующих ВОЛП для работы в квазисолитонном режиме с плотным УД. Дано обоснование необходимости реконструкции ВОЛП для работы в квазисолитонном режиме с плотным УД, а также рассмотрены особенности реконструкции, которые связаны с минимизацией затрат на трудоемкие земляные работы по причине их высокой доли в структуре затрат на строительно-монтажные работы. Предложен способ реконструкции ВОЛП, отличающийся от известных тем, что он реализуется только за счет монтажа муфт и, как следствие, исключает большие объемы земляных работ. Также был разработан способ управления оптическими солитонами. Для реализации перечисленных способов были разработаны устройства, одно из которых защищено патентом. Данные устройства могут быть применены для

построения линий передачи систем RoF, работающих в квазисолитонном режиме с плотным УД.

В четвертом разделе даются рекомендации по выбору способов, устройств для их реализации и параметров ДК для формирования квазисолитонного режима функционирования ВОЛП систем RoF. Дано обоснование необходимости учета при выборе параметров ДК разброса строительных длин ОК на трассе линии. Получены оценки отклонений длин сегментов ДК от номинальных значений (параметр А ), продемонстрировано, что отклонения сегмента ДК со стандартным ОВ до 180 м не приводят к потере стабильности квазисолитонного режима распространения. Полученные в результате моделирования результаты позволили сформулировать требования к допускам на длины сегментов ДК в зависимости от характеристик линии передачи систем RoF, работающих в квазисолитонном режиме с плотным УД.

В заключении представлены основные результаты, имеющие научную новизну и практическую ценность.

В приложении представлены документы, подтверждающие внедрение результатов диссертационной работы.

ГЛАВА 1. ПРИМЕНЕНИЕ КВАЗИСОЛИТОННЫХ РЕЖИМОВ ПЕРЕДАЧИ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ ВОЛОКОННО-ЭФИРНОЙ СТРУКТУРЫ

1.1 Особенности построения распределительных систем волоконно-эфирной структуры

Технология построения распределительных систем волоконно-эфирной структуры используется для организации сетей абонентского доступа [1-14] В зарубежной терминологии данная технология известна как Radio over Fiber (RoF). В настоящей работе при дальнейшем изложении будет использоваться сокращение RoF. Основные теоретические положения технологии RoF и ее первая реализация представлены в работе A.J. Cooper [1]. В настоящее время исследованием и разработкой подобных систем RoF активно занимаются множество научных групп [2-20]. Технология RoF представляет собой способ передачи информации по волоконно-оптическим линиям связи посредством модуляции (манипуляции) оптической несущей сверхвысокочастотным (СВЧ) сигналом. RoF является транспортной технологией и применяется в различных сетях связи [2-9], среди которых следует отметить мобильные сети связи 3 и 4 поколений, проводные сети доступа, построенные с применением технологии FTTH (fiber to the home), PON (passive optical network), а так же беспроводные сети доступа, построенные по технологии WiFi, WiMax, LTE.

Сегмент сети RoF включает в себя центральную станцию (ЦС), участок волоконно-оптической линии связи (ВОЛС), базовую станцию (БС) и абонентский терминал, как представлено на рисунке 1.1. В сети RoF на ЦС оптический передатчик модулируется на поднесущих СВЧ диапазона цифровым информационным сигналом. ВОЛС соединяют центральную и базовые станции. На БС осуществляются оптико-электрическое преобразование и передача в эфир в пределах зоны радиусом от единиц до десятков метров. Сигналы принимаются и демодулируются абонентскими

терминалами. Передача сигналов от абонента происходит в обратной последовательности [1-20].

Рисунок 1.1 - Обобщенная структура сегмента сети RoF.

Достоинства сети RoF заключаются в том, ■ что благодаря распределенной структуре и работе в миллиметровом диапазоне радиоволн повышается экономическая эффективность и уменьшается время развертывания по сравнению с проводными сетями [2-13].

1.1.1 Принципы формирования информационного сигнала

Модуляция сигнала, реализуемая в оптическом передатчике, может осуществляться различными способами [2-11]. Экономическая эффективность систем RoF [13] во многом обеспечивается за счет применения простых амплитудных форматов модуляции. Амплитудная модуляция в технологии RoF может быть реализована по одной из нескольких схем [2-11], представленных на рисунке 1.2. Таким образом, спектр модулированного сигнала RoF может содержать две боковых полосы модулирующего сигнала и несущую (double-sideband - DSB), одну боковую полосу модулирующего сигнала и несущую (single-sideband - SSB) или две боковых полосы модулирующего сигнала с подавленной несущей (optical carrier suppression - OCS).

а)

-20 -30 -40 -50 -60

чвонг! .... JUOGHz

1554 5 1555.0 waveI«ngth itun)

6)

В)

SSB

$—95х

DFB

ocs

2?

DFB

КП

MZM

ч/М в Гц

/ \ \

^ / ч /

гт

1554 0 1554.5 1555 0 Wavelength (nm)

1555 5

1554.0 1554.5 1555.0 1555.5 Wavelength (nm)

Рисунок 1.2 - Схемы модуляции оптического сигнала и их спектральное представление.

Для получения сигналов DSB, SSB, OSB, как показано на рисунке 1.2, используется один лазерный источник постоянного излучения - DFB (лазер с обратной распределенной связью - distributed feedback laser), модулятор Маха-Цандера - MZM (Mach-Zehnder Modulator), контроллер поляризации (КП), источник информационного сигнала В и генератор СВЧ сигнала, а V -заданное напряжение смещения для MZM. Известны также оптические схемы для формирования сигнала RoF, использующие несколько DFB лазеров [2-11].

Как показал обзор публикаций [2-11], DSB модуляция не является эффективной для передачи высокоскоростных потоков данных даже на

MZM

расстояния нескольких километров. Более устойчивыми форматами представления информации являются SSB и OCS, которые и нашли более широко применение в сетях RoF.

1.1.2 Ограничивающие факторы передачи для скоростей выше 10 Гбит/с

Для настоящего уровня развития инфокоммуникационного общества существует потребность в передачи информационного сигнала со скоростью 10 Гб/с на расстояние порядка 50 км с эффективными коммерческими показателями. Исследованию систем RoF со скоростью передачи 10 Гбит/с посвящено большое количество работ [2-12, 18-20]. Как показали работы [1417], технология RoF позволяет осуществить передачу сигналов со скоростью и 40 Гбит/с, но при использовании высокоуровневых спектрально эффективных форматов модуляции, СВЧ сигналов выше 60 ГГц и др. Применение подобных решений существенно увеличивают стоимость приемо-передающего оборудования и, как следствие, ухудшают экономические показатели системы RoF по причине увеличения удельной стоимости передачи одного бита на один км.

Так, к примеру, в работах [9,20] была продемонстрирована возможность передачи информационного RoF сигнала со скоростью 10 Гб/с для стандартного одпомодового оптического волокна на расстояние 7 км при DSB модуляции (для порогового значения коэффициента ошибок 10"9) и на расстояние до 53 км (для порогового значения коэффициента ошибок 10"9) при SSB модуляции. Этой же группой авторов в работе [21] удалось реализовать схему SSB модуляции с использованием двух лазеров, разнесенных между собой на частоту 33 ГГц, и получить аналогичные результаты. Однако данные достижения были получены с использованием кодера упреждающей коррекции ошибок (forward error correction - FEC) и эрбиевого волоконно-оптического предусилителя (erbium doped fiber amplifiers - EDFA). И, как было отмечено в [20], существенным ограничением

протяженности участка BOJTC в 53 км стало влияние хроматической дисперсии (ХД) и энергетический потенциал системы RoF. Преодолением указанных ограничений могло бы быть использование электронных методов компенсации ХД, как это было продемонстрировано в [2-10], и EDFA с большим значением коэффициента усиления или увеличение уровня вводимой мощности на передаче, но это в конечном итоге привело бы к необходимости учета вынужденного рассеяния Мандельштама-Бриллюэна (ВРМБ).

Использование FEC и EDFA в RoF сети приводит к увеличению стоимости передатчика, приемника и потере экономического эффекта. В работе [22] для увеличения протяженности RoF сети и компенсации влияния ХД было предложено использовать дисперсионно управляемые оптические солитоны (УДС), формируемые на одном периоде дисперсионной карты (dispersion managed solitons - DMS), при этом параметры карты рассчитывались с использованием методики, изложенной в [23]. В результате авторам удалось обеспечить передачу информационного сигнала со скоростью 10 Гб/с на расстояние 59,6 км. В работе [22] показано преимущество использования DMS по сравнению с традиционной схемой без компенсации ХД. Однако, при выборе дисперсионной карты (ДК) для DMS не были учтены особенности реализации BOJIC RoF сетей. А именно параметры транспортного оптического волокна, а также параметры коммерческих компенсирующих дисперсию OB (dispersion compensating fiber - DCF): дисперсионные характеристики и форма исполнения. Так же достигнутая протяженность участка BOJTC в 59,6 км, в случае реализации предложенной схемы компенсации, ограничена длиной в 30,2 км. Помимо указанных недостатков, авторами [22] не указывается способа получения солитонной последовательности импульсов для дальнейшего формирования и передачи сигнала RoF. Ко всему прочему, среди возможных режимов формирования оптических солитонов DMS является не самым эффективным

вариантом по сравнению с плотным режимом управления дисперсией (dense dispersion managed solitons - DDMS).

1.2 Организация квазисолитонных режимов передачи на волоконно-оптических линиях передачи

Теоретические и экспериментальные основы теории оптических солитонов были заложены в 60-70 гг. [24-37]. Опираясь на известные обзоры, и обобщая достижения в области применения оптических солитонов на ВОЛП, приведем необходимые для дальнейшего изложения результаты.

В нелинейной оптике солитоны разделяются на временные или пространственные, в зависимости от того, происходит локализация света при распространении волны во времени или в пространстве. Временные солитоны сопоставляются оптическим импульсам, которые сохраняют свою форму и длительность, тогда как пространственные солитоны представляют самонаправляемые пучки, которые остаются ограниченными в поперечных направлениях, ортогональных направлению распространения. Существование обоих типов солитонов вызвано нелинейным (зависящим от интенсивности) изменением показателя преломления оптической среды, что в нелинейной оптике отвечает оптическому эффекту Керра [39-40]. Зависимость показателя преломления от интенсивности излучения ведёт к проявлению явления временной самомодуляции фазы (ФСМ), которая при определенных условиях останавливает дисперсионное расплывание оптического импульса и ведёт к формированию временного светлого солитона [24-37,41-44].

1.2.1 Условие существования оптических солитонов

Временные солитоны формируются внутри волоконного световода, вследствие баланса между дисперсии групповых скоростей (ДГС) и ФСМ, вызванной керровской нелинейностью. В этом случае оптический импульс распространяется без искажений в форме солитона [24-37,45-50].

Основные свойства временных солитонов следующие. Если входной импульс с начальной амплитудой:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Волков, Кирилл Александрович, 2013 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Cooper, A.J. 'Fibre/Radio' for the provision of cordless/mobile telephony services in the access network / A.J. Cooper // Electron. Lett. - 1990. -vol. 26, issue 24. - P. 2054-2056.

2. Nirmalathas, A. Progress in millimeter-wave fiber-radio access networks / A. Nirmalathas, C. Lim, D. Novak, R.B. Waterhouse // Millimeter Waves in Communication Systems, Innovative Technology Series Information Systems and Networks. - 2003. - P. 43-67.

3. Zhensheng, J. Key Enabling Technologies for Optical-Wireless Networks: Optical Millimeter-Wave Generation, Wavelength Reuse, and Architecture / J. Zhensheng, Y. Jianjun, E. Georgios, C. Gee-Kung, // Journal of Lightwave Technology. - 2007. - vol. 25, issue 11. - P. 3452-3471.

4. Chang, G.-K. Key Technologies of WDM-PON for Future Converged Optical Broadband Access Networks / G.-K. Chang, A. Chowdhury, Z. Jia // Journal of Optical Communications and Networking. - 2009. - vol. 1. - P. 35-50.

5. Stöhr, A. 60 GHz radio-over-fiber technologies for broadband wireless services / A. Stöhr, A. Akrout, R. Büß, B. Charbonnier, F. van Dijk, A. Enard, S. Fedderwitz, D. Jäger, M. Huchard, F. Lecoche, J. Marti, R. Sambaraju, A. Steffan, A. Umbach, M. Weiß // Journal of Optical Networking. - 2009. - vol. 8, issue 5. -P. 471-487.

6. Wake, D. A Comparison of Remote Radio Head Optical Transmission Technologies for Next Generation Wireless Systems / D. Wake, S. Pato, J. Pedro, // LEOS Annual Meeting Conference Proceedings, LEOS '09. - 2009. - P. 442443.

7. Gomes, N.J. Radio-over-fiber transport for the support of wireless broadband services / N.J. Gomes, M. Morant, A. Alphones, B. Cabon, J.E. Mitchell, C. Lethien, M. Csörnyei, A. Stöhr, S. Iezekiel // Journal of Optical Networking. - 2009. - vol. 8, issue 2. P. 156-178.

8. Lim, C. Mitigation strategy for transmission impairments in millimeter-wave radio-over-fiber networks / C. Lim, A. Nirmalathas, M. Bakaul, K.L. Lee, D. Novak, R. Waterhouse // Journal of Optical Networking. - 2009. - vol. 8, issue 2. -P. 201-214.

9. Insua, I.G. Broadband radio-over-fiber-based wireless access with 10 Gbits/s data rates / I.G. Insua, D. Plettemeier, C.G. Schäffer, // Journal of Optical Networking. - 2009. - vol. 8, issue 1. - P. 77-83.

10. Yu, J. Cost-Effective Optical Millimeter Technologies and Field Demonstrations for Very High Throughput Wireless-Over-Fiber Access Systems / J. Yu, G.-K. Chang, Z. Jia, A. Chowdhury, M.-F. Huang, H.-C. Chien, Y.-T. Hsueh, W. Jian, C. Liu, Z. Dong // Journal of Lightwave Technology. - 2010. -vol. 28, issue 16. - P. 2376-2397.

11. Berceli, T. Microwave Photonics - A Historical Perspective / T. Berceli, P. Herczfeld, // Microwave Theory and Techniques. - 2010. - vol. 58, issue 11.-P. 2992-3000.

12. Stöhr, A. 10 Gbit/s Wireless Transmission Using Millimeter-Wave over Optical Fiber Systems / A. Stöhr // Optical Fiber Communication Conference. -2011.-P. 0Tu03.

13. Wake, D. A Comparison of Remote Radio Head Optical Transmission Technologies for Next Generation Wireless Systems / D. Wake // LEOS Annual Meeting Conference Proceedings. - 2009. - P. 442 - 443.

14. Weiß, M. 60-GHz Photonic Millimeter-Wave Link for Short- to Medium-Range Wireless Transmission Up to 12.5 Gb/s / M. Weiß, M. Huchard, A. Stöhr, B. Charbonnier, S. Fedderwitz, D.S. Jäger // Journal of Lightwave Technology. - 2008. - vol. 26. - P. 2424-2429.

15. Weiss, M. 27 Gbit/s Photonic Wireless 60 GHz Transmission System using 16-QAM OFDM / M. Weiss, A. Stöhr, F. Lecoche, B. Charbonnier // IEEE Intl. Topic. Meeting Microw. Photon. (MWP2009). - 2009.

16. Jiang, W. 40 Gb/s RoF Signal Transmission with 10 m Wireless Distance at 60 GHz / W. Jiang, H. Yang, Y. Yang, C. Lin, A. Ng'oma // Optical Fiber Communication Conference. - 2012. - P. OTu2I I. 1.

17. Kanno, A. 40 Gb/s W-band (75-110 GHz) 16-QAM radio-over-fiber signal generation and its wireless transmission / A. Kanno, K. Inagaki, I. Morohashi, T. Sakamoto, T. Kuri, I. Hosako, T. Kawanishi, Y. Yoshida, K. Kitayama // Opt. Express. - 2011. - vol. 19. - P. B56-B63.

18. Hirata, A. 5.8-km 10-Gbps data transmission over a 120-GHz-band wireless link / A. Hirata, T. Kosugi, H. Takahashi, J. Takeuchi, K. Murata, N. Kukutsu, Y. Kado, S. Okabe, T. Ikeda, F. Suginosita, K. Shogen, H. Nishikawa, A. Irino, T. Nakayama, N. Sudo // Proc. IEEE Int. Conf. Wireless Inf. Technol. Syst. -2010.

19. Hirata, A. Transmission Characteristics of 120-GHz-Band Wireless Link Using Radio-on-Fiber Technologies / A. Hirata, H. Takahashi, R. Yamaguchi, T. Kosugi, K. Murata, T. Nagatsuma, N. Kukutsu, Y. Kado // Journal of Lightwave Technology. - 2008. - vol. 26. - P. 2338-2344.

20. Insua, I.G. Experimental Comparison of 10 Gbit in Radio over Fiber Systems / I.G. Insua, C.G. Schaeffer // Microwave Symposium Digest. - 2009. - P. 205-208.

21. Insua, I.G. Simple Remote Heterodyne RoF System for Gigabit Per Second Wireless Access / I.G. Insua, D. Plettemeier, C.G. Schaeffer // Journal of Lightwave Technology. - 2010. - vol. 28, issue 16. - P. 2289-2295.

22. Asderah, D.A. Generation and dispersion compensation techniques for 10 Gb/s radio-over-long haul fiber span / D.A. Asderah, A.M. Abobaker, A.M. Negrat, K. Nakkeeran // ICCCE. - 2010. - P. 1-3.

23. Abobaker, A. Design of dispersion-managed fiber systems for transmitting chirp-free Gaussian pulses / A. Abobaker, K. Nakkeeran, A.B. Moubissi, P. Tchofo Dinda // Journal of Modern Optics. - 2008. - vol. 55, num. 11. -P. 181 1-1833.

24. Захаров, В.Е. Теория солитонов: Метод обратной задачи [Текст] / В.Е. Захаров, С.В. Манаков, С.П. Новиков, Л.П. Питаевский. - М.: Наука, 1980. - 320 с.

25. Абловиц, М. Солитоны и метод обратной задачи [Текст] / М. Абловиц, Х.М. Сигур. - М.: МИР, 1987. - 480 с.

26. Лэм, Дж.Л. Введение в теорию солитонов [Текст] / Дж.Л. Лэм. -М.: МИР, 1990.-294 с.

27. Taylor, J.R. Optical solitons theory and experiment [Текст] / J.R. Taylor. - Cambridge University Press, 1992. - 476 p.

28. Hasegawa, A. Solitons in Optical Communications [Текст] / A. Hasegawa, Y. Kodama. - Oxford: Clarendon Press, 1995. - 320 p.

29. Hasegawa, A. Massive WDM and TDM Soliton Transmission Systems [Текст] / A. Hasegawa. - Kluwer Academic Publishersr, 2000. - 456 p.

30. Mohammad, N. Islam, Raman Amplifiers for Telecommunications 2: Sub-Systems and Systems [Текст] / N. Mohammad. - Springer, 1 edition, 2003. -461 p.

31. Кившарь, Ю.С. Оптические солитоны. От волоконных световодов до фотонных кристаллов [Текст] / Ю.С. Кившарь, Т.П. Агравал, пер. с англ. под ред. Н.Н. Розанова. - М: ФИЗМАТЛИТ, 2005. - 648 с.

32. Mollenauer, L.F. Solitons in Optical Fibers: Fundamentals and Applications [Текст] / L.F. Mollenauer, J.P. Gordon. - Academic Press, 2006. -296 p.

33. Ахмедиева, H. Диссипативные солитоны [Текст] / H. Ахмедиева, А. Анкевича, пер. с англ. под ред. Н.Н. Розанова. - М: ФИЗМАТЛИТ, 2008. -504 с.

34. Маломед, Б.А. Контроль солитонов в периодических средах [Текст] / Б.А. Маломед, пер. с англ. под ред. А.И. Маймистова. - М: ФИЗМАТЛИТ, 2009. - 192 с.

35. Агравал, Г.П. Применение нелинейной волоконной оптики [Текст]: учеб. пособие / Г.П. Агравал, перевод В.И. Кузина под ред. И.ГО. Денисюка. - СПб.: Лань, 2011. -592 с.

36. Zabusky, N.J. Interaction of solitons in a collisionless plasma and the recurrence of initial states [Текст] / N.J. Zabusky, M.D. Kruskal. - Physical Review Letters, 1965. - Vol. 15. - 240-243 pp.

37. Ахманов, C.A. Самофокусировка и дифракция света в нелинейной среде [Текст] / С.А. Ахманов, А.П. Сухорукое, Р.В. Хохлов. - Успехи физических наук, 1967. - Т. 93, вып. 1. - 19-70 с.

38. Маймистов, А.И. Солитоны в нелинейной оптике [Текст] / А.И. Маймистов. - Квантовая электроника 40 №9, 2010. - 756-781 с.

39. McCall, S.L. Self-induced transparency by pulsed coherent light / S.L. McCall, E.L. Hahn // Physical Review Letters. - 1967. - vol. 18, issue 21. - P. 908911.

40. Stolen, R.H. Optical Kerr effect in glass_waveguide / R.H. Stolen, A. Ashkin // Applied Physics Letters. - 1973. - vol. 22, issue 6. - P. 294-296.

41. Stolen, R. H. Chinlon Lin Self-phase-modulation in silica optical fibers / R. H. Stolen // Physical Review A (General Physics). - 1978. - vol. 17, issue 4. -P. 1448-1453.

42. Tzoar, N. "Self-phase modulation in long-geometry optical-waveguides" / N. Tzoar, M. Jain // Physical Review A. - 1981. - vol. 23. - P. 12661270.

43. Anderson, D. Nonlinear asymmetric self-phase modulation and self-steepening of pulses in long optical waveguides / D. Anderson, M. Lisak // Physical Review A. - 1983. - vol. 27, issue 3. - P. 1393-1398.

44. Kodama, Y. Nonlinear pulse propagation in a monomode dielectric guide / Y. Kodama, A. Hasegawa // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 1987. -vol. QE-23.-P. 510-524.

45. Haus, H.A. Solitons in optical communications / H.A. Haus, W.S. Wong // Journal Reviews of Modern Physics. - 1996. - vol. 68, issue 2. - P. 423444.

46. Turitsyn, S.K. Dispersion-managed solitons and optimization of the dispersion management / S.K. Turitsyn, V.K. Mezentsev, E.G. Shapiro // Optical Fiber Technology, 4 (4). - 1998. - P. 384-452.

47. Nakazawa, M. Recent progress in soliton transmission technology / M. Nakazawa, H. Kubota, K. Suzuki, E. Yamada, A. Sahara // Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science. - 2000. - vol.10, no. 3. - P. 486514.

48. Hasegawa, A. Soliton-based ultra-high speed optical communications / A. Hasegawa//Pramana.-2001.-vol. 57, issue 5-6. - P. 1097-1127.

49. Hasegawa, A. Soliton effects in optical waveguides / A. Hasegawa // Reports on Progress in Physics no 6. - 2002. - vol. 65. - P. 999-1024.

50. Turitsyn, S.K. Dispersion-managed solitons in fibre systems and. lasers / S.K. Turitsyn, B. Bale, M.P. Fedoruk // Physics Reports 521(4). - 2012. - P. 135203.

51. Satsuma, J. Initial value problems of one-dimensional self-modulation of nonlinear waves in dispersive media / J. Satsuma, N. Yajima // Progress of Theoretical Physics no. 55. - 1974. - P. 284-306.

52. Hasegawa, A. Transmission of Stationary Nonlinear Optical Physics in Dispersive Dielectric Fibers I: Anomalous Dispersion / A. Hasegawa, F. Tappert, // Appl. Phys. Lett no. 3. - 1973. - vol. 23. - P. 142-144.

53. A. Hasegawa and F. Tappert, "Transmission of Stationary Nonlinear Optical Physics in Dispersive Dielectric Fibers II: Normal Dispersion," Appl. Phys. Lett no. 4. - 1973. - vol. 23. - P. 171-172.

54. Eickhoff, W. Wavelength dependence of birefringence in single-mode fiber / W. Eickhoff, Y. Yen, R. Ulrich // Applied Optics. - 1981. - vol. 20, issue 19.-P. 3428-3435.

55. Kaminow, I.P. Polarization in optical fibers / I.P. Kaminow // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 1981. - vol. QE-17. - P. 15-22.

56. Hasegawa, A. Effect of polarization mode dispersion in optical soliton transmission in fibers / A. Hasegawa // Physica D: Nonlinear Phenomena. - 2004. -vol. 188, issue 3-4.-P. 241-246.

57. Islam, M.N. Soliton trapping in birefringent optical fibers / M.N. Islam, C.D. Poole, J.P. Gordon // Optics Letters. - 1989. - vol. 14, issue 18. - P. 10111013.

58. Menyuk, C. Nonlinear pulse propagation in birefringent optical fibers / C. Menyuk // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 1987. - vol. 23, issue 2. - P. 174- 176.

59. Menyuk, C. Stability of solitons in birefringent optical fibers. I Equal propagation amplitudes / C. Menyuk // Optics Letters. - 1987. - vol. 12, issue 8. -P. 614-616.

60. Menyuk, C. Stability of solitons in birefringent optical fibers. II. Arbitrary amplitudes / C. Menyuk // JOSA B. - 1988. - vol. 5, issue 2. - P. 392402.

61. Mollenauer, L.F. Resistance of solitons to the effects of polarization dispersion in optical fibers / L.F. Mollenauer, K.Smith, J.P. Gordon, C.R. Menyuk //Optics Letters. - 1989. - vol. 14, issue21.-P. 1219-1221.

62. Menyuk, C.R. Soliton robustness in optical fibers / C.R. Menyuk // JOSA В.- 1993.-vol. 10, issue 9.-P. 1585-1591.

63. Широков, C.M. Различимость импульсов частично когерентного излучения в нелинейном оптическом канале / С.М. Широков // Компьютерная оптика вып. 13. - 1993. - С. 59-64.

64. Harper, P. lOGbits dispersion managed soliton propagation over 200Mm without active control / P. Harper, I.S. Penketh, S.B. Alleston, I. Bennion, N.J. Doran // Electronics Letters. - 1998. - vol. 34, issue 21. - P. 1997 - 1999.

65. Desem, C. Reducing soliton interaction in single-mode optical fibres / C. Desem, P.L. Chu // IEE Proceedings Journal Optoelectronics. - 1987. - vol. 134, issue 3.-P. 145-151.

66. Mitschke, F.M. Experimental observation of interaction forces between solitons in optical fibers / F.M. Mitschke, L.F. Mollenauer // Optics Letters. -1987. - vol. 12, issue 5. - P. 355-357.

67. Karpman, V.I. A perturbation theory for soliton systems / V.I. Karpman, V.V. Solov'ev // Physica D: Nonlinear Phenomena. - 1981. - vol. 3, issue 1-2.-P. 142-164.

68. Gordon, J.P. Interaction forces among solitons in optical fibers / J.P. Gordon // Optics Letters. - 1983. - vol. 8, issue 11. - P. 596-598.

69. Afanasjev, V.V. Interaction of initially overlapping solitons with different frequencies / V.V. Afanasjev, V.A. Vysloukh // JOSA B. - 1994. - vol. 11, issue 12.-P. 2385-2393.

70. Hasegawa, A. Amplification and reshaping of optical solitons in a glass fiber-I / A. Hasegawa, Y. Kodama // Optics Letters. - 1982. vol. 7, issue 6. - P. 285-287.

71. Kodama, Y. Amplification and reshaping of optical solitons in glass fiber—II / Y. Kodama, A. Hasegawa // Optics Letters. - 1982. - vol. 7, issue 7. - P. 339-341.

72. Nakazawa, M. "Dynamic optical soliton communicaiton" / M. Nakazawa, K. Suzuki, H. Kubota, E. Yamada, Y. Kimura // IEEE J. Quantum. Electron no. 12. - 1990. - vol. 26. - P. 2095-2102.

73. Blow, K.J. Average soliton dynamics and the operation of soliton systems with lumped amplifiers, / K.J. Blow, N.J. Doran // IEEE Photonics Technology Letters. - 1991.-vol. 3, issue 4.-P. 369-371.

74. Hasegawa, A. Guiding-senter soliton / A. Hasegawa, Y. Kodama// Optics Letters. - 1990. - vol. 15, issue 24. - P. 1443-1445.

75. Kodama, Y. Amplification and reshaping of optical solitons in glass fiber-Ill. Amplifiers with random gain / Y. Kodama, A. Hasegawa// Optics Letters.

- 1983. - vol. 8, issue 6. - P. 342-344.

76. Hasegawa, A. Amplification and reshaping of optical solitons in a glass fiber-IV: Use of the stimulated Raman process / A. Hasegawa // Optics Letters. -1983. - vol. 8, issue 12. - P. 650-652.

77. Mollenauer, L.F. Experimental demonstration of soliton propagation in long fibers: loss compensated by Raman gain / L.F. Mollenauer, R.H. Stolen, M.N. Islam // Optics Letters. - 1985. - vol. 10, issue 5. - P. 229-231.

78. Spirit, D.M. Nonlinear, dispersion-free 10 GHz optical pulse train transmission in distributed erbium-doped fibre / D.M. Spirit, I.W. Marshall, P.D. Constantine, D.L. Williams, S.T. Davey, B.J. Ainslie // . - 1991. - vol. 27, issue 3.

- P. 222 - 224.

79. Rottwitt, K. Long distance transmission through distributed erbium-doped fibers / K. Rottwitt, J.H. Povlsen, A. Bjarklev // Journal of Lightwave Technology.- 1993.-vol. 11, issue 12.-P. 2105 - 2115.

80. Rottwitt, K. Stability in distributed and lumped gain transmission systems / K. Rottwitt, J.H. Povisen, S. Gundersen, A. Bjarklev // Optics Letters. -1993. - vol. 18, issue 11. - P. 867-869.

81. Lester, C. Soliton transmission over more than 90km using distributed erbium-doped fibres / C. Lester, K. Bertilsson, K. Rottwitt, P.A. Andrekson, M.A. Newhouse, A.J. Antos // Electronics Letters. - 1995. - vol. 31, issue 3. - P. 219 -220.

82. Rottwitt, K. Adiabatic soliton transmission at very high bit rates / K. Rottwitt, B. Hermann, J.H. Povlsen, J.N. Elgin // JOSA B. - 1995. - vol. 12, issue 7.-P. 1307-1310.

83. Tajima, K. Compensation of soliton broadening in nonlinear optical fibers with loss / K. Tajima // Optics Letters. - 1987. - vol. 12, issue 1. - P. 54-56.

84. Bogatyrev, V.A. A single-mode fiber with chromatic dispersion varying along the length / V.A. Bogatyrev, M.M. Bubnov, E.M. Dianov, A.S.

Kurkov, P.V. Mamyshev, A.M. Prokhorov, S.D. Rumyantsev, V.A. Semenov, S.L. Semenov, A.A. Sysoliatin, S.V. Chernikov, A.N. Gur'yanov, G.G. Devyatykh, S.I. Miroshnichenko // Journal of Lightwave Technology. - 1991. - vol. 9, issue 5. -P. 561 -566.

85. Richardson, D.J. High quality soliton loss-compensation in 38km dispersion-decreasing fibre / D.J. Richardson, R.P. Chamberlin, L. Dong, D.N. Payne//Electronics Letters. - 1995. - vol. 31, issue 19.-P. 1681 - 1682.

86. Richardson, D.J. Spirit Demonstration of 205 km transmission of 35 GHz, 5 ps pulses generated from a diode-driven, low-jitter, beat-signal to soliton train conversion source / D.J. Richardson, R.P. Chamberlin, L. Dong, D.N. Payne, A.D. Ellis, T. Widdowson, D.M. // Electronics Letters. - 1995. - vol. 31, issue 6. _ p. 470 - 472.

87. Stentz, A.J. Dramatically improved transmission of ultrashort solitons through 40 km of dispersion-decreasing fiber / A.J. Stentz, R.W. Boyd, A.F. Evans // Optics Letters. -_1?95. - vol. 20, issue 17. - P. 1770-1772.

88. Forysiak, W. Average soliton propagation in periodically amplified systems with stepwise dispersion-profiled fiber / W. Forysiak, F.M. Knox, N.J. Doran // Optics Letters. - 1994. - vol. 19, issue 3. - P. 174-176.

89. Nakkeeran, K. "Analytical method for designing dispersion-managed fiber systems" / K. Nakkeeran, A.B. Moubissi, P. Tchofo Dinda, S. Wabnitz, // Opt. Lett. - 2001. - vol. 26. - P. 1544-1546.

90. Nakkeeran, K. "Analytical design of densely dispersion-managed optical fiber transmission systems with Gaussian and raised cosine return-to-zero Ansatze" / K. Nakkeeran, Y.H.C. Kwan, P.K.A. Wai, A. Labruyere, P. Tchofo Dinda, A.B. Moubissi//J. Opt. Soc. Am. B. - 2004. -vol. 21 - P. 1901-1907.

91. Dianov, E.M. Generation of a train of fundamental solitons at a high repetition rate in optical fibers / E.M. Dianov, P.V. Mamyshev, A.M. Prokhorov, S.V. Chernikov, // Optics Letters. - 1989. - vol. 14. - P. 1008-1010.

92. Mamyshev, P.V. Generation of fundamental soliton trains for high-bit-rate optical fiber communication lines / P.V. Mamyshev, S.V. Chernikov, E.M. Dianov // Quantum Electronics. - 1998. - vol. 27, issue 10. - P. 2347 - 2355.

93. Chernikov, S.V. Comblike dispersion-profiled fiber for soliton pulse train generation / S.V. Chernikov, R. Kashyap, J.R. Taylor // Optics Letters. -1994.-vol. 19.-P. 539-541.

94. Pitois, S. Generation of 20-GHz picosecond pulse trains in the normal and anomalous dispersion regimes of optical fibers /S. Pitois, C. Finot, J. Fatome, B. Sinardet, G. Millot // Optics Communications. - 2006. - vol. 01.

95. Litchinitser, N. High-repetition-rate soliton-train generation using fiber Bragg gratings / N. Litchinitser, G. Agrawal, B. Eggleton, G. Lenz // Optics Express. - 1998. - vol. 3. - P. 411-417.

96. Pitois, S. Generation of a 160-GHz transform-limited pedestal-free pulse train through multiwave mixing compression of a dual-frequency beat signal / S. Pitois, J. Fatome, G. Millot // Optics Letters. -2002. - vol. 27. - P. 1729-1731.

97.Morozov, O.G. RZ, CS-RZ, and soliton generation for access networks applications: problems and variants of decisions / O.G. Morozov // Proc. of SPIE. - 2012. - vol. 8410. - P. 84100P-1 - 84100P-9.

98. Захаров, B.E. Точная теория двумерной фокусировки и одномерной автомодуляции волн в нелинейных средах / В.Е. Захаров, А.Б. Шабат// ЖТЭФ Т.61 вып. 1(7). - 1971. - С. 118-134.

99. Biswas A., Mathematical Theory of Dispersion-Managed Optical Solitons [Текст] / A. Biswas, D. Milovic, M. Edwards. - Springer Verlag. New York. NY,-2010,- 175 p.

100. Turitsyn, S.K. Physics and mathematics of dispersion-managed optical solitons / S.K. Turitsyn, E.G. Shapiro, S.B. Medvedev, M.P. Fedoruk, V.K. Mezentsev // Comptes Rendus Physique, Académie des sciences 4. - 2003. - P. 145-161.

101. Медведев, С.Б. Приближенные модели для уравнений гидродинамического типа с переменными коэффициентами. [Текст]:

диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук: 05.13.18: защищена 08.09.2006 / Медведев Сергей Борисович. -Новосибирск., 2006. - 238 с.

102. Ахмедиев, H.H. Солитоны [Текст] / H.H. Ахмедиев, А. Анкевич перевод с англ. под ред. Н.В. Островской. - М: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 304 с.

103. Островский, Л.А. Введение в теорию модулированных волн [Текст] / Л.А. Островский, А.И. Потапов. - М: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 400 с.

104. Григоров, И.В. Применение теории нелинейных волновых процессов в радиотехнике и телекоммуникациях / И.В. Григоров, С.М. Широков. - М.: Радио и связь, 2006. - 351 с.

105. Weidemann, J. A.C. Split step methods for the solution of the nonlinear Schrodinger equation / J.A.C. Weidemann, B.M. Herbst // SIAM J. Numer. Anal. 23,- 1986.-P. 484-505.

106. Андреев, В.А. Рамановские усилители на волоконно-оптических линиях передачи [Текст] / В.А. Андреев, М.В. Дашков. - М.: Ириас, 2008. -219 с.

107. Свешников, А.Г. Лекции по математической физике [Текст]: учебное пособие / А.Г. Свешников, А.Н. Боголюбов, В.В. Кравцов. 2-е изд., испр. и доп. - М: Издательство МГУ; Наука, 2004.- 416 с.

108. Глазунов, Ю.Т. Вариационные методы [Текст] / Ю.Т. Глазунов. -Москва-Ижевск: НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика"; Институт компьютерных исследований, 2006. - 470 с.

109. Задорожний, В.Г. Методы вариационного анализа [Текст] / Задорожний В.Г. - Москва-Ижевск: НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика"; Институт компьютерных исследований, 2006. - 316 с.

110. Haus, H.A. Dispersion-managed solitons as nonlinear Bloch waves / H.A. Haus, Y. Chen // Journal of the Optical Society of America. - 1999. - vol. 16, issue 6. -P. 889-894.

111. Серкин, B.H. "Оптимальное управление параметрами оптических солитонов. 4.1. Представление Лакса в проблеме солитонного менеджмента"

/ В.Н. Серкин, Т.Д. Беляева // Квант. Электроника. - 2001. - № 31 (11). - С. 1007-1015.

112. Серкин, В.Н. "Оптимальное управление параметрами оптических солитонов. 4.2. Концепция нелинейных волн Блоха в проблеме солитонного менеджмента" / В.Н. Серкин, T.JI. Беляева // Квант. Электроника. - 2001. -№31 (11).-С. 1016-1022.

113. Ganapathy, R. Soliton Interaction Under Soliton Dispersion Management / R. Ganapathy, K. Porsezian, A. Hasegawa, V.N. Serkin // Quantum Electronics, IEEE Journal. - 2008. - vol. 44, issue 4. - P. 383 - 390.

114. ITU-T Recommendation G.652. Characteristics of a single-mode optical fibre cable. - 2009.

115. Ramachandran, S. Fiber Based Dispersion Compensation / Springer. 2007, 558 p.

116. Волоконно-оптический кабель с регулируемой дисперсией и оптическая система передачи [Текст]: Патент 2173940 Российская Федерация, МПК Н04В 10/18, G 02 В 6/44 Уайлдмен Дж.Ф.; заявитель и патентообладатель Корнинг Инкорпорейтед. - № 97102038/28; заявл. 13.02.1997; опубликовано 20.09.2001

117. Волков К.А. Проблемы и перспективы применения управляемых дисперсией солитонов для реконструкции волоконно-оптических линий связи / В.А. Андреев, В.А. Бурдин, А.В. Бурдин, К.А. Волков // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. - 2010. - т. 13, №3. - С. 92 -97.

118. Kenji Kurokawa, Katsusuke Tajima, Kyozo Tsujikawa, Kazuhide Nakajima, Takashi Matsui, Izumi Sankawa, and Tadashi Haibara, "Penalty-Free Dispersion-Managed Soliton Transmission Over a 100-km Low-Loss PCF," Journal of Lightwave Technology Vol. 24, Issue 1„ 32-37 (2006)

119. A.B. Grudinin, Durkin, M. ; Ibsen, M. ; Laming, R.I. ; Schiffini, A. ; Franco, P. ; Grandi, E. ; Romagnoli, M., "Straight-Line lOgbit S Soliton Transmission Over 1000 Km Of Standard Fiber With In-Line Chirped Fiber

Grating For Partial Dispersion Compensation/", Electronics Letters, 33(18), 1997, pp. 1572-1573

120. Волков К.А. Реконструкция ВОЛП с включением компенсирующих волокон в муфтах оптического кабеля / К.А. Волков // Инфокоммуникационные технологии. - 2010. - т. 8, №1. - С. 58-61.

121. Волков К.А. Передача сигнала "Radio-over-fiber" по ВОЛП в режиме плотного управления дисперсией / Е.Ю. Арбузова, К.А. Волкова, К.А. Волков, М.В. Дашков, О.Е. Кокурина // Инфокоммуникационные технологии.-2012.-т. 10, №4.-С. 19-23.

122. Патент 2470462 Российская Федерация, МПК G02F 1/35. Способ управления солитонами волоконно-оптической линии связи / В.А. Бурдин, К.А. Волков (Россия). - № 2011128175/28 заявл. 07.07.2011; опубл. 20.12.2012, Бюл.№ 35.-7 с.

123. Патент 2435183 Российская Федерация, МПК G02F 1/35. Способ реконструкции и увеличения пропускной способности волоконно-оптической линии передачи / В.А. Бурдин, К.А. Волков (Россия). - № 2010118714/28 заявл. 11.05.2010; опубл. 27.11.2011, Бюл.№ 33.-7 с.

124. Mishra M., Interaction of solitons in a dispersion managed optical communication system with asymmetric dispersion map/ M. Mishra, S. Konar // J. of Electromagn. Waves and Appl. - 2007. - vol. 21, No. 14. - P. 2049-2058.

125. Driben, R. Transmission of pulses in a dispersion-managed fiber link with extra nonlinear segments / R. Driben, B.A. Malomed, P.L. Chu // Optics Communications. - 2005. - vol. 245.- P. 227-236.

126. Патент 2483444 Российская Федерация, МПК Н02В 10/00. Устройство для увеличения пропускной способности волоконно-оптической линии передачи / В.А. Бурдин, К.А. Волков (Россия). - № 2011119998/07 заявл. 18.05.2011; опубл. 27.05.2013, Бюл.№ 15.-7 с.

127. Волков, К.А. Применение волокон с высокой нелинейностью в ВОЛП с управлением дисперсией / К.А. Волков // X Международная НТК

«Физика и технические приложения волновых процессов», Самара, 2011, С. 229-230

128. . Mamyshev P.V., Pulse-overlapped dispersion-managed data transmission and intrachannel four-wave mixing / P.V. Mamyshev, N.A. Mamysheva // Optics Letters. - 1999. vol. 24, issue 21. - P 1454-1456.

129. Fatome J., Practical design rules for single-channel ultra high-speed dense dispersion management telecommunication systems / J. Fatome, C. Fortier, S. Pitois // Optics Communications. - 2008. - vol. 282, issue 7. P. 1427-1434.

130. Nishioka I., Effect of map strength on polarization mode dispersion in dispersion-managed soliton systems / I. Nishioka, T. Hirooka, A. Hasegawa // Photonics Technology Letters. - 2000. vol. 12, issue 11.-P. 1480-1482.

131. Волков К.А. Влияние параметров схемы компенсации хроматической дисперсии на работу волоконно-оптической линии передачи / В.А. Бурдин, М.В. Дашков, К.А. Волков // Оптический журнал. - 2011. -

65 -66......., . ......... ..........

132. Волков К.А. Исследование ВОЛП с плотным управлением дисперсией и вариацией параметров дисперсионных карт / В.А. Андреев, В.А. Бурдин, М.В. Дашков, К.А. Волков // Proceedings of SPIE. - 2010. - т. 7621. - С. 76210Q-1 - 76210Q-8 (опубл. на англ. яз.).

133. Волков К.А. Исследование влияния параметров схемы компенсации на характеристики работы ВОЛП / Волков К.А. // Тезисы докладов VI Международной конференция молодых ученых и специалистов «Оптика - 2009». - 2009. - Санкт-Петербург. - С. 88 - 89.

134. Волков, К.А. Применение управляемых дисперсией солитонов в системах radio-over-fiber / В.А. Бурдин, М.В. Дашков, К.А. Волков, К.А. Волкова // Proceedings of SPIE. - 2012. - т. 8787. - С. 878703-1 - 878703-6 (опубл. на англ. яз.).

135. Волков К.А. Учет влияния ФКМ в солитонных системах связи в режиме управления дисперсией / В.А. Андреев, В.А. Бурдин, М.В. Дашков,

К.А. Волков // Proceedings of SPIE. - 2008. - т. 7374. - С. 737405-1 - 737405-8 (опубл. на англ. яз.).