Конференции ИВТ СО РАН

V Всероссийская конференция молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям с участием иностранных ученых

1-3 ноября, г. Новосибирск, Россия

Тезисы докладов

Вычислительная математика и математическое моделирование

Моделирование обратного рассеяния в оптическом волокне

Порубенко В.В.

СибГУТИ,
кафедра "Линии связи" (Новосибирск)

Развитие телекоммуникаций требует повышения пропускной способности линий связи. Одним из способов увеличения пропускной способности является применение оптического волокна. Но нет придела совершенству, и даже этого оказывается мало, поэтому применяют мультиплексирование по длине волны (CWDM, DWDM).

Для исследования в этой и смежных областях, необходимы математические модели, описывающие реальные процессы, происходящие в оптическом волокне (ОВ).

Создание модели ОВ полностью описывающую его физическую структуру не представляется возможным (для этого понадобится суперкомпьютер, моделирующий каждую молекулу), поэтому математическую модель подстраивается под сам процесс исследования.

В данной статье рассматривается математическая модель ОВ в применении к исследованию обратно рассеянного излучения (этот процесс используется в рефлектометрах для диагностики состояния ОВ).

В общем случае для исследования этого явления можно использовать совокупность объектов моделирующих участок (бесконечно малый) оптического волокна. При длине в 50 км и разрешающей способности 1 нм получается 5•10^13 объектов (ламбертовских источников света). Параллельная обработка такого количества объектов в реальном масштабе времени с помощью обычного ПЭВМ затруднена.

Для сокращения вычислений можно использовать пространственную модель – участки с одинаковой (однородной) структурой представить в виде одного объекта, описанного формулой, которая действительна на заданном участке оптического волокна. Эта модель имеет ряд существенных недостатков: сложность связывания объектов вместе, отсутствие плавного перехода в точке стыков и главное, полное отсутствие зависимости обратно рассеянного света от формы входного воздействия (дело в том, что формулы оперируют не мгновенными, а средними значениями).

В предлагаемой мною временной модели эти недостатки учтены и устранены за счет использования в качестве аргумента не расстояния, а времени. К тому же во временной модели значительно проще организуется связь между смежными объектами, за счет того, что объекты передают необходимую информацию по цепочке.

В модели используются два объекта (эффекта): теоретически однородное волокно (только обратное рэлеевское рассеяние) и неоднородность (только френелевское отражение). Комбинируя этими объектами, можно смоделировать процессы, происходящие в реальном волокне. Данный подход позволяет упростить связку объектов при моделировании сложных схем. По этой математической модели написана компьютерная программа на Delphi.

В процессе моделирования можно исследовать влияние длительности и формы импульса и дисперсии на разрешающую способность рефлектометра, зависимость динамического диапазона от шумов и другие.

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии
Обратная связь

[Головная страница]
[Конференции]