Конференции ИВТ СО РАН

VIII Всероссийская конференция молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям

27 - 29 ноября 2007 года, Новосибирск

Тезисы докладов

Математическое моделироваие

Численное моделирование поляризационной модовой дисперсии в волоконно-оптических линиях связи

Редюк А.А.

Новосибирский Государственный Университет (Новосибирск)

Стремительное развитие эффективных методов компенсации хроматической дисперсии и внедрение оптических усилителей привело к тому, что поляризационные эффекты, ранее считавшиеся незначительными, стали основным фактором, ограничивающим дальнейшее увеличение скорости и дальности передачи информации. При достижении скорости передачи информации по одному каналу величин 10 и 40 Гбит/с и дальности передачи нескольких тысяч километров даже незначительные эффекты поляризационной модовой дисперсии (ПМД) оказывают значительное влияние на работоспособность системы.

Главная физическая причина появления ПМД - некруглость профиля сердцевины одномодового волокна. Такое нарушение круговой симметрии может произойти как под воздействием внешних источников (температура окружающей среды и т.д.), так и внутренних (деформационные напряжения и т.д). Электрическое поле световой волны всегда можно представить в виде суперпозиции двух ортогональных векторов или состояний поляризации. В идеальном изотропном волокне при любом таком разбиении обе компоненты распространяются с одинаковой скоростью, и в результате прохождения такой среды длительность результирующего импульса остаётся такой же, что и на входе в волокно. В волокне с анизотропным профилем появляется два различных показателя преломления для состояний поляризации. Это приводит к разным групповым скоростям распространения сигналов с такими поляризациями и появлению разностной групповой задержки (РГЗ) приходящих сигналов на приёмнике. Из-за наличия динамических факторов роста анизотропии профиля волокна даже в пределах отдельного сегмента волокна невозможно определить направление поляризации сигнала после прохождения этого сегмента. Тем более невозможно определить пропорцию, в которой распределится энергия между состояниями поляризации на следующем участке волокна. Таким образом, РГЗ не является постоянной величиной, а изменяется со временем, причём случайным образом. Экспериментальный анализ динамического поведения РГЗ показывает, что эта случайная величина наилучшим образом описывается распределением Максвелла [1].

В данной работе представлены результаты численного моделирования ПМД, выполненные двумя способами. Первый способ основан на решении уравнения Манакова-ПМД с помощью запанее вычисленных матриц М, описывающих динамический характер РГЗ. Второй способ основан на решении нелинейного уравнения Шредингера [2] широко известным методом "coarse-step" [3]. Проведён сравнительный анализ результатов двух методов и построены функции распределения вероятности РГЗ и автокорреляционные функции вектора ПМД.

Литература
1. A. Galtarossa, C.R. Menyuk. Polarisation Mode Dispersion, (2006).
2. G. P. Agrawal, Nonlinear Fiber Optics, (1996).
3. C. Braimiotis, M. Eberhard, K. Blow. Polarisation mode dispersion correlations with the coarse-step method. Opt. Comm., 262 (2006) 135.

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии
Обратная связь

[Головная страница]
[Конференции]