ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОТКЛОНЕНИЯ ГЕОМЕТРИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБРАЗЦОВ ОВ ОТ ОПТИМАЛЬНОЙ ФОРМЫ НА ДЕГРАДАЦИЮ СПЕКТРАЛЬНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДМЗ
Keywords:
мультиплексирование с разделением режимов, маломодовые оптические волокна, маломодовый режим передачи оптического сигнала, волоконно-оптических линий передачи.Abstract
В работе представлены результаты расчета схемы прецизионного пространственного позиционирования каналов системы
модового мультиплексирования (MDM) на торце кварцевых маломодовых оптических волокон (FMF) с увеличенным диаметром сердцевины. Рассматривались ранее предложенные 16-LP-модовые FMF с диаметром сердцевины 42 мкм и оптимизированной специальной формой градиентного профиля показателя преломления, обеспечивающего снижение дифференциальной модовой задержки (ДМЗ) менее 120 пс/км по всему модовому составу в «С»-диапазоне длин волн. Данные характеристики достигаются в случае идеальной геометрии сердцевины FMF – круглого поперечного сечения и симметричного, полностью соответствующего искомой
оптимальной, формой градиентного профиля показателя преломления. Вместе с тем, в силу технологических особенностей промышленного производства кварцевых волоконных световодов,
References
[1] Optical Fibres, Cables and Systems (ITU-T Manual). – Geneva, 2009. – 300 p.
[2] OFS. Few mode optical fiber series. OFS Fitel LLC. Product catalog [Electronic
resource]. –Access mode: http://fiber-optic-catalog.ofsoptics.com/viewitems/few
mode-optical-fiber-series/few-mode-optical-fiber-series1? (01.12.2018).
[3] Hirano, M. Future of transmission fiber // IEEE Photonics Journal. – 2011. – Vol.
3(2). – P. 316-319. DOI: IEEE Photonics Journal 3(2):316-319.
[4] Essiambre, R.-J. Capacity trends and limits of optical communication networks /
R.-J. Essiambre, R.W. Tkach // Proceedings of IEEE. – 2012. – Vol 100(5). – P. 1035
1055. DOI: 10.1109/JPROC.2012.2182970.
[5] Ellis, D. The nonlinear Shannon limit and the need for new fibres // Proceedings of
SPIE. – 2012. – Vol. 8434. – P. 84340H-1-11. DOI: 10.1117/12.928093.
[6] Richardson, D.J. Space-division multiplexing in optical fibers / D.J. Richardson,
J.M. Fini, L.E. Nelson // Nature Photonics. – 2013. – Vol. 7(5). – P. 354-362. DOI:
10.1038/nphoton.2013.94.
[7] Ferreira, F.M. Design of few-mode fibers with M-modes and low differential mode
delay / F.M. Ferreira, D. Fonseca, H.J.A. da Silva // IEEE Journal of Lightwave
Technology. – 2014. – Vol. 32(3). – P. 353-360. DOI: 10.1109/JLT.2013.2293066. [8] Mizuno, T. Dense space-division multiplexed transmission systems using multi
core and multi-mode fiber / T. Mizuno, H. Takara, A. Sano, Yu. Miyamoto // IEEE
Journal of Lightwave Technologies. – 2016. – Vol. 34(2). – P. 582-592. DOI:
10.1109/JLT.2015.2482901.
[9] Sillard, P. 50 multimode fibers for mode division multiplexing / P. Sillard, D.
Molin, M. Bigot-Astruc, A. Amezcua-Correa, K. de Jongh, F. Achten // IEEE Journal
of Lightwave Technologies. – 2016. – Vol. 34(8). – P. 1672-1677. DOI:
10.1109/JLT.2015.2507442.
[10] Mori, T. Few-mode fiber technology for mode division multiplexing / T. Mori, T.
Sakamoto, M. Wada, T. Yamamoto, K. Nakajima // Optical Fiber technology. – 2017. – Vol. 35(2). – P. 37-45. DOI: https://doi.org/10.1016/j.yofte.2016.07.011.
[11] Ferreira, F. On the feasibility of mode-division multiplexed transmission over
few-mode fibres / F. Ferreira, Ch. Sánchez, St. Sygletos, A.D. Ellis // Proceedings of
International Microwave and Optoelectronics Conference (IMOC). – 2017. – P. 1-5.
DOI: 10.1109/IMOC.2017.8121160.
[12] Shariati, B. Spectrally and spatially flexible optical networks: recent developments
and findings / B. Shariati, D. Klonidis, J. Comellas, L. Velasco, I. Tomkos //
Proceedings of International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON). – 2018. – P. We.C1.1-1–We.C1.1-4 . DOI: 10.1109/ICTON.2018.8473868.
[13] Chebaane, S. Trenched raised cosine FMF for differential mode delay
management in next generation optical networks / S. Chebaane, H. Fathallah, H.
Seleem, M. Machhout // Optics Communications. – 2018. – Vol. 408. – P. 15-20. DOI:
0.1016/j.optcom.2017.08.050.
[14] Bottacchi, S. Multi-Gigabit transmission over multimode optical fibre. Theory and
design methods for 10GbE systems. – West Sussex: John Wiley & Sons Ltd., 2006. –
654 p.
[15] An, H. Characterization of surface crystallization in Ge doped graded-index silica
glass / H. An, Yi. Tang, P. McNamara, S. Fleming // Optics Express. – 2004. – Vol.
12(6). – P. 1055-1060. DOI: 10.1364/OPEX.12.001055. [16] Bourdine, A.V. Investigation of defects of refractive index profile of silica graded
index multimode fibers / A.V. Bourdine, D.E. Praporshchikov, K.A. Yablochkin //
Proceedings of SPIE. – 2011. – Vol. 7992. – P. 799206-1-8. DOI: 10.1117/12.887258.
[17] Demidov, V.V. Methods and technique of manufacturing silica graded-index
fibers with a large central defect of the refractive index profile for fiber-optic sensors
based on few-mode effects // V.V. Demidov, E.V. Ter-Nersesyants, A.V. Bourdine,
V.A. Burdin, A.Yu. Minaeva, A.S. Matrosova, A.V. Khokhlov, A.V. Komarov, S.V.
Ustinov, E.V. Golyeva, K.V. Dukelskii // Proceedings of SPIE. – 2017. – Vol. 10342. – P. 103420X-1. DOI: 10.1117/12.2270784.
[18] Бурдин, А.В. Исследование дефектов профиля показателя преломления
многомодовых оптических волокон кабелей связи / А.В. Бурдин, К.А. Яблочкин
// Инфокоммуникационные технологии. – 2010. – № 2. – С. 22-27.
[19] TIA/EIA-455-44B (FOTP-44B). Refractive Index Profile, Refracted Ray Method.
IEC 60793 and ITU Recommendation G.651.
[20] EXFO NR-9200 Optical Fiber Analyzer. Datasheet. EXFO, 1999 – 5 p.
[21] Koshiba, M. A vector finite element method with the high-order mixed
interpolation-type triangular elements for optical waveguiding problems / M. Koshiba,
S. Maruyama, K. Hirayama // Journal of Lightwave Technology. – 1994. – Vol. 12(3). – P. 495-502. DOI: 10.1109/50.285332.
[22] Бурдин, А.В. Расчет параметров передачи направляемых мод высших
порядков на основе комбинации модифицированного приближения Гаусса и
метода конечных элементов / А.В.
Бурдин, О.Р. Дельмухаметов //
Телекоммуникации. – 2010. – № 9. – С. 33-40.
[23] Bourdine, A.V. Calculation of transmission parameters of the launched higher
order modes based on the combination of a modified Gaussian approximation and a
finite element method / A.V. Bourdine, O.R. Delmukhametov // Telecommunications
and Radio Engineering. – 2013. – Vol. 72(2). – P. 111-123. DOI:
10.1615/TelecomRadEng.v72.i2.30. [24] Бурдин, А.В. Расчет параметров передачи модового состава промышленных
образцов кварцевых оптических волокон с увеличенным диаметром сердцевины
/ А.В. Бурдин, В.А. Бурдин, О.Р. Дельмухаметов // Инфокоммуникационные
Технологии. – 2018. – Т. 16(1). – P. 39-48.
[25] Bourdine, A.V. Method for analysis of real commercially available optical fibers
with large core diameter /A.V. Bourdine, V.A. Burdin, O.R. Delmukhametov //
Proceedings of SPIE. – 2018. – Vol. 10774. – P. 10774-08-01-11. DOI:
10.1117/12.2317799.
[26]
Андреев, В.А. Моделирование градиентного профиля показателя
преломления кварцевых оптических волокон с диаметром сердцевины 42 мкм и
уменьшенной дифференциальной модовой задержкой / В.А. Андреев, А.В.
Бурдин, В.А. Бурдин, Е.В. Дмитриев, А.С. Евтушенко, Н.Л. Севрук, Р.Х. Халиков
// Инфокоммуникационные технологии. – 2016. – № 3. – С. 238-247.
[27] Bourdine, A.V. Design of low DMD few-mode optical fibers with extremely
enlarged core diameter providing nonlinearity suppression for operating over "C"-band
central region / V.A. Andreev, A.V. Bourdine, V.A. Burdin, A.S. Evtushenko, R.H.
Khalikov // Proceedings of SPIE. – 2017. – Vol. 10342. – P. 1034207-1-8. DOI:
10.1117/12.2270555.
[28] Snyder, A.W. Optical waveguide theory / A.W. Snyder, J. Love. – London:
Chapman & Hall, 1983. – 738 p.
