Математическое моделирование широкополосных усилителей для высокоскоростных телекоммуникационных систем связи

В настоящее время почти в каждой протяжённой (300-600 км между регенераторами) и сверхдальней (> 600 км между регенераторами) линии связи используются технологии рамановского усиления – усиления на основе эффекта вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР) в волоконном световоде. Благодаря использованию распределенных рамановских усилителей становятся возможными увеличение длины пролётов в волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС), увеличение полосы пропускания сигнала, уменьшение расстояния между оптическими каналами и передача сигнала на длине волны, близкой к длине волны нулевой дисперсии. Все эти факторы в совокупности позволяют увеличить пропускную способность современных ВОЛС и, следовательно, скорость передачи данных. В протяженных линиях связи особенно перспективным выглядит использование схем с двунаправленным рамановским усилением. Преимущества данных усилителей заключаются в улучшенном оптическом отношении сигнал-шум и меньшем нелинейном набеге фазы по сравнению со стандартными схемами усилителей. Тем не менее, подобные усилители практически не используются в коммерческих линиях связи из-за высокой эффективности переноса шумов из накачки в сигнал. Шумы передаются от рамановского источника накачки к сигналу на длине волны стоксова сдвига, приводя к ухудшению качества передачи сигнала и необходимости уменьшения длины световода. В рамках данного проекта предполагается исследование процесса переноса шумов в когерентных линиях связи с распределённым рамановским усилением. Будет осуществлён поиск методов подавления эффектов, связанных с ростом мощности шума в длинных волоконных усилителях, проведено исследование и оптимизация новых схем рамановских усилителей, перспективных для использования в когерентных линиях связи. Будут разработаны перспективные схемы широкополосных (с шириной полосы усиления 100 нм и более) рамановских усилителей с несколькими источниками накачки на разных длинах волн для реализации равномерного усиления сигнала в широкой спектральной области.