Анотація до роботи:

Чернихівський Є.М. Дослідження поляризаційної модової дисперсії і її вплив на пропускну здатність та структуру оптичних транспортних мереж. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.02 – телекомунікаційні системи та мережі. – Національний університет «Львівська політехніка», м.Львів, 2006.

Роботу присвячено дослідженню оптичних транспортних мереж і методам підвищення їх пропускної здатності, дослідженню поляризаційно-модової дисперсії оптичних волокон систем передавання зі спектральним ущільненням каналів. У роботі розроблено модель поляризаційної модової дисперсії оптичного волокна як послідовність двозаломлюючих сегментів з випадковим значенням затримки і азимута, модифіковано метод Джонса для обчислення диференціальної групової затримки сигналу оптичного волокна. З допомогою розробленої моделі отримано залежності диференціальної групової затримки сигналу DWDM- системи від довжини хвилі оптичної несучої, еліпса поляризації вхідного випромінювання, ширини смуги випромінювання лазера.

Проведено вимірювання диференціальної групової затримки сигналу в оптичних світловодах волоконно-оптичних систем передавання, на основі цих даних проведено оцінку адекватності розробленої моделі, досліджено динаміку зміни двозаломлюючих характеристик оптичного волокна і обчислено ефективність запропонованого методу компенсації ПМД, запропоновано математичний апарат і схему експериментального визначення матриці Джонса сегмента оптичного волокна.

Досліджено розподіл ДГЗ сигналу систем передавання зі спектральним ущільненням каналів, розроблено метод поканальної компенсації ПМД з використанням модулятора і зворотного каналу, який дозволяє зменшити ПМД до 7 разів, запропоновано структуру оптичного лінійного тракту з використанням даної схеми.

Дисертаційна робота присвячена дослідженню поляризаційно-модової дисперсії одномодових оптичних волокон систем передавання інформації зі спектральним ущільненням каналів і підвищенню пропускної здатності оптичних транспортних мереж.

До основних висновків роботи слід віднести:

1. Для математичних обчислень, пов’язаних з перетворенням поляризації світлового випромінювання, що передається через оптичне волокно, найкраще підходять розрахункові методи Джонса і Мюллера. Показано, що якщо сумарний зсув фаз оптичного волокна перевищує 2, потрібно модифікувати метод Джонса, розбиваючи оптичне волокно на сегменти, відносний зсув фаз кожного з яких не перевищує 2 і затримку між поляризаційними складовими визначати для кожного сегмента окремо. Сумарна ДГЗ буде сумою затримок кожного з сегментів волокна.

2. Доведено, що диференціальна групова затримка сигналу в оптичному волокні залежить від еліпса поляризації вхідного випромінювання і довжини хвилі оптичної несучої як для коротких, так і для довгих оптичних волокон.

3. Для будь-якого оптичного волокна існує такий стан поляризації вхідного сигналу, для якого значення ДГЗ є мінімальним, так і такий стан, для якого ДГЗ є максимальною. Вибір оптимального вхідного еліпса поляризації використовується у розробленому методі компенсації ПМД.

4. Для системи передавання зі спектральним ущільненням каналів значення ДГЗ для різних довжин хвилі оптичної несучої суттєво відрізняється, що утруднює (робить неможливим) компенсацію ПМД одним «широкосмуговим» компенсатором.

5. Двозаломлюючі характеристики сегментів оптичного волокна змінюються в часі. Середній час, протягом якого ДГЗ сигналу змінилася, називається динамікою зміни двозаломлюючих характеристик сегментів ОВ. Динаміка залежить від довжини волокна і є однаковою у всьому спектральному діапазоні системи DWDM. На основі експериментальних даних встановлено, що зміна ДГЗ сигналу відбувається в середньому раз на 2,5-3 год. для ОВ довжиною 95 км, а діапазон зміни не перевищує 10% протягом цього періоду.

6. Для заданої довжини оптичного волокна існує така мінімальна ширина смуги випромінювання лазера, для якої середньоквадратичне відхилення ДГЗ в межах цієї смуги близьке до нуля. Використання лазера з такою шириною смуги дозволяє уникнути деполяризації світлового променя оптичним волокном з ПМД. Ширина смуги випромінювання лазера – критичний параметр, від якого залежить ефективність компенсації ПМД.

7. Запропонована схема визначення матриці Джонса сегмента оптичного волокна дозволяє отримати двозаломлюючі характеристики реальних оптичних волокон і при відомій довжині оптичного лінійного тракту чи максимальній швидкості передавання за допомогою запропонованої моделі визначати імовірність перевищення максимально-допустимого значення ДГЗ.

8. Розроблено метод поканальної компенсації ПМД для волоконно-оптичної системи передавання зі спектральним ущільненням каналів, що полягає у використанні для кожного спектрального каналу модулятора еліпса поляризації вхідного випромінювання, пристрою контролю диференціальної групової затримки і зворотного каналу.

9. Запропоновано структуру оптичного лінійного тракту з використанням розробленої схеми компенсації ПМД, що дозволяє підвищити пропускну здатність оптичної транспортної мережі шляхом зменшення поляризаційно-модової дисперсії в 1,4-7 разів.

Публікації автора:

1. Климаш М.М., Чернихівський Є.М. Синхронна цифрова мережа західної ділянки енергосистеми України // Львів: Вісник ДУ “ЛП” Радіоелектроніка і телекомунікації. – 2000. - №387. - С. 240-245.

2. Климаш М.М., Чернихівський Є.М., Дембіцький С.І. Розрахунок довжини регенераційної ділянки волоконно-оптичних систем передачі інформації за дисперсійними характеристиками оптичного волокна // Львів: Вісник ДУ “ЛП” Радіоелектроніка і телекомунікації. – 2000. – №399. – С. 111-114.

3. Климаш М.М., Чернихівський Є.М. Дослідження трафіка та потенційної пропускної здатності оптичних волокон транспортних мереж // Львів: Вісник НУ “ЛП” Радіоелектроніка і телекомунікації. –2001.– № 428. – С. 121-126.

4. Чернихівський Є.М., Климаш М.М. Дослідження впливу поляризаційної модової дисперсії на пропускну здатність оптичних волокон магістральних телекомунікаційних мереж // Львів: Вісник НУ “ЛП” Радіоелектроніка та телекомунікації . – 2002.– № 443. – С.180-185.

5. М.Н. Климаш., Е.М. Чернихивский. Расчет пропускной способности одномодовых оптических волокон и применение DWDM технологии на транспортных сетях // Радіоелектроніка, інформатика, управління.– 2002. – №1. – С. 26-28.

6. Чернихівський Є.М., Климаш М.М., Шийка Я.В. Моделювання поляризаційних характеристик оптичних волокон з допомогою матриць Мюллера і Джонса // Вісник НУ “Львівська політехніка” «Радіоелектроніка і телекомунікації».– 2004. – №508. – С. 165-168.

7. М.М. Климаш, Є.М. Чернихівський. Модель поляризаційно - модової дисперсії оптичного волокна // Вісник НУ “Львівська політехніка” “Радіоелектроніка і телекомунікацї”. –2005. – №534. – С. 84-86.

8. Є.М. Чернихівський. Дослідження залежності поляризаційно-модової дисперсії оптичного волокна від довжини хвилі оптичної несучої // Вісник «Моделювання та інформаційні технології». М.Київ.– 2005. – №31., с.50-55.

9. Чернихівський Є.М., Климаш М.М. Дослідження диференціальної групової затримки оптичного волокна і розробка схеми компенсації поляризаційно-модової дисперсії // Вісник НУ “Львівська політехніка” “Радіоелектроніка і телекомунікацї”. –2006. –№560. – С.78-82.

10. Климаш М.М., Чернихівський Е.М. Расчет пропускной способности волоконно-оптической транспортной сети и применение DWDM технологии // Материалы III-й Международной конференции “Техника и технология связи”.– Одеса. – 11-14.09.2001. – С. 49-55.

11. Mychailo Klymash, Evgen Chernikhivskyj. Polariztion Mode Dispersion: Causes of Rise and Influence on synchronous Linear Links Parameters and Structure // Proceeding of LFNM-2002 4-d International Workshop on Laser and Fiber-Optical Network Modeling. – Kharkiv. – 2002. – С. 212.

12. Mykhailo Klymash, Yevgen Chernikhivsky, Mykhailo Oleksin. Main Telecomunication Network Optical Linear Links Strukture Investigation // CADSM-2003. – February 18-22,2003. – Lviv-Slavsko, Ukraine.– p.91-95.

13. Mykhailo Klymash, Yevgen Chernikhivsky, Ivan Kostyuk. Polarizing Dependent Losses and Polarizing Mode Dispersion Coefficient Analysis and Calculation with the Help of Jones` and Muller`s Matrices // Міжнародна науково-технічна конференція “Моделювання лазерних і волоконно- оптичних систем – LFNM-2003”. – 2003. – м. Алушта. – С.262-265.

14. М.М. Климаш, Є.М. Чернихівський. Експериментальне визначення матриці Джонса оптичного волокна // Науково-практична конференція ”Сучасні проблеми телекомунікацій-2004”.– 2004.– С.13-15.

15. М.М. Климаш, Є.М. Чернихівський. Моделювання і дослідження поляризаційно-модової дисперсії оптичного волокна // Міжнародна науково-технічна конференція COMINFO-2005, м. Київ. – 27-29 вересня 2005.

16. Evgen Chernikhivskyj, Mychailo Klymash. Research of Differential Group Delay and Design of Scheme for Polarization Mode Dispersion System Minimization // Матеріали 9-ї міжнародної науково-технічної конференції «Сучасні проблеми радіоелектроніки, телекомунікацій та комп’ютерної інженерії» Львів-Славсько, Україна.– 28 лютого – 4 березня 2006.– С.271-273.