Infokommunikacionnye tehnologiiInfokommunikacionnye tehnologiiИнфокоммуникационные технологии2073-3909Povolzhskiy State University of Telecommunications and Informatics63512810.18469/ikt.2023.21.4.06Communication lines and fiber-optics telecommunications technologiesЛинии связи и волоконно-оптические технологии телекоммуникацийResearch ArticleRecommendations on the Urban Network Fotl Structure with the Lowest Possible Level of Distortion of Information and Control ILCF SignalsВыработка рекомендаций по структуре ВОЛП городских сетей, минимально искажающей информационно-управляющие ФИМД-сигналыVinogradovaIrina L.ВиноградоваИрина Леонидовна
Russian Federation

Doctor of Technical Sciences, Professor of the Telecommunication Systems Department

д.т.н., профессор кафедры телекоммуникационных систем

vil-4@mail.ruGolovinaEvgenia Yu.ГоловинаЕвгения Юрьевна
Russian Federation

Senior Lecturer of the Information Technologies Department

ст. преподаватель кафедры информационных технологий

egolovina82@mail.ruUfa University of Science and TechnologyУфимский университет науки и технологийInstitute of Oil Refining and Petrochemistry of Ufa State Petroleum Technological University in SalavatИнститут нефтепереработки и нефтехимии Уфимского государственного нефтяного технического университета в г. Салавате1109202421437461208202412082024Copyright ©; 2024, Vinogradova I.L., Golovina E.Y.Copyright ©; 2024, Виноградова И.Л., Головина Е.Ю.2024Vinogradova I.L., Golovina E.Y.Виноградова И.Л., Головина Е.Ю.https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0https://journals.eco-vector.com/2073-3909/article/view/635128

The article studies the problem of construction of subscriber branched networks xPON/MAN/RoF, on the baseof fiber-optic transmission lines, with the possibility of non-relational control. Namely, enabling transmission of control information as a part of subscriber signal. It is proposed to use instantaneous wavelength change function of the optical signal (ILCF)as the control information with parametric characteristics. A method of modeling such segments was offerred, nature of ILCF was analyzed, and recommendations on inclusion of EDFA light guides and methods of pumping to them from the point of view of maintaining positive chirp for the information-control ILCF signal were made. It was assumed that ensuring positive chirp will minimize distortion of the latter during its transmission. It is concluded that branching has significant effect on ILCF. Recommended parameters of segments for different degrees of their branching are also obtained as well.

В статье исследуется задача построения абонентских разветвленных сетей xPON/MAN/RoF, на базе волоконно-оптических линиях передачи, с возможностью нереляционного управления. А именно – с передачей управляющей информации в составе абонентского сигнала. Предложено в качестве параметра, переносящего управляющую информацию, задействовать функцию изменения мгновенной длины волны оптического сигнала. Предложен способ моделирования таких сегментов, проанализирован характер функции изменения мгновенной длины волны оптического сигнала, выработаны рекомендации по включению световодов Erbium Doped Fiber Amplifier, и по методам подведения накачки к ним с точки зрения поддержания положительного чирпирования для информационно-управляющего сигнала с функцией изменения мгновенной длины волны. Предполагалось, что обеспечение положительного чирпирования позволит минимизировать искажения при передаче последнего. Сделан вывод о значительном влиянии разветвлений на функции изменения мгновенной длины волны оптического сигнала. Получены рекомендательные параметры сегментов для различной степени их разветвленности.

Passive Optical NetworksMetropolitan Area NetworksRadio-over-Fiberfiber optic transmission lineY-branchErbium Doped Fiber AmplifierchirpingPassive Optical NetworksMetropolitan Area NetworksRadio-over-Fiberволоконно-оптическая линия передачиY-разветвителиErbium Doped Fiber AmplifierчирпированиеGoldstein A.B., Goldstein B.S. MPLS Technology and Protocols. Saint Petersburg: BHV-Peterburg, 2005, 304 p. (In Russ.)Гольдштейн А.Б., Гольдштейн Б.С. Технология и протоколы MPLS. СПб: БХВ-Петербург, 2005. 304 с.Mukherjee B. Optical Communication Networks. New York: McGraw-Hill, 2005, 576 p.Mukherjee B. Optical Communication Networks. New York: McGraw-Hill, 2005. 576 p.Karthikeyan R., Prakasam S. A survey on Radio over Fiber (RoF) for wireless broadband access technologies. International Journal of Computer Applications, 2013, vol. 64, no. 12, pp. 14–19.Karthikeyan R., Prakasam S. A survey on Radio over Fiber (RoF) for wireless broadband access technologies // International Journal of Computer Applications. 2013. Vol. 64, no. 12. P. 14–19.Balzer J.C. et al. THz systems exploiting photonics and communications technologies. IEEE Journal of Microwaves, 2023, vol. 3, no. 1, pp. 268–288.THz systems exploiting photonics and communications technologies / J.C. Balzer [et al.] // IEEE Journal of Microwaves. 2023. Vol. 3, no. 1. P. 268–288.Insua I.G., Plettemeier D., Schaeffer C.G. Simple remote heterodyne radio-over-fiber system for gigabit per second wireless access. Journal of Lightwave Technology, 2010, vol. 28, no.16, pp. 2289–2295.Insua I.G., Plettemeier D., Schaeffer C.G. Simple remote heterodyne radio-over-fiber system for gigabit per second wireless access // Journal of Lightwave Technology. 2010. Vol. 28, no.16. P. 2289–2295.Abraha S.T. Impulse radio ultra-wideband over fiber techniques for broadband in-building network application. URL: https://pure.tue.nl/ws/files/3666550/735363.pdf (accessed: 31.03.2024).Abraha S.T. Impulse radio ultra-wideband over fiber techniques for broadband in-building network application. URL: https://pure.tue.nl/ws/files/3666550/735363.pdf (дата обращения: 31.03.2024).Vinogradova I.L. et al. Application of a chirped signal for construction of adaptive fiber-optical networks. Vestnik Ufimskogo gosudarstvennogo aviacionnogo tekhnicheskogo universiteta, 2013, no. 2 (55), pp. 20–28. (In Russ.)Применение чирпированного сигнала для построения адаптивных волоконно-оптических сетей связи / И.Л. Виноградова [и др.] // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2013. № 2 (55). С. 20–28.Vinogradova I.L. et al. ROF network segment control method using chirped optical pulses. Naukoemkie tekhnologii, 2023, vol. 24, no. 5, pp. 37–52. (In Russ.)Метод управления сегментом RoF-сети с применением чирпированных оптических импульсов / И.Л. Виноградова [и др.] // Наукоемкие технологии. 2023. Т. 24, № 5. С. 37–52.Agrawal G.P. Nonlinear Fiber Optics. Boston: Academic Press, 2009, 466 р.Agrawal G.P. Nonlinear Fiber Optics. Boston: Academic Press, 2009. 466 р.Vinogradova I.L. et al. CHIRP-to-amplitude converter based on an erbium fiber optic amplifier for radio-photon systems control. Physics of wave processes and radio engineering systems, 2019, vol. 22, no 4-2, pp. 129–137. (In Russ.)Преобразователь чирп→амплитуда на базе эрбиевого волоконно-оптического усилителя для управления радиофотонными системами / И.Л. Виноградова [и др.] // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2019. Т. 22, № 4-2. С. 129–137.Ivanov A.B. Fiber Optics: Components, Transmission Systems, Measurements. Moskow: Kompaniya Sajrus-Sistems, 1999, 670 р. (In Russ.)Иванов А.Б. Волоконная оптика: компоненты, системы передачи, измерения. М.: Компания Сайрус-Системс, 1999. 670 с.Girard A. DWDM system components: EDFA optical amplifiers. EXFO, 2001, 381 p.Жирард A. Компоненты системы DWDM: оптические усилители EDFA. EXFO, 2001. 381 с.Gordienko V.N., Tveretsky M.S. Multichannel telecommunication systems. Moskow: Goryachaya liniya – Telekom, 2009, 416 р. (In Russ.)Гордиенко В.Н., Тверецкий М.С. Многоканальные телекоммуникационные системы. М.: Горячая линия – Телеком, 2009. 416 с.Vinogradova I.L. et al. The task of fiber-optical segment for hight bit rate networking. Infocommunicationnye technologii, 2013, vol. 11, no. 1, pp. 22–29. (In Russ.)Расчет параметров сегмента волоконно-оптической высокоскоростной системы передачи / И.Л. Виноградова [и др.] // Инфокоммуникационные технологии. 2013. Т. 11, № 1. C. 22–29.Sultanov A.H., Usmanov R.G., Vinogradova I.L. Transmission system segment with an EDFA amplifier. Datchiki i sistemy, 2002, no. 4, pp. 21–33. (In Russ.)Султанов А.Х., Усманов Р.Г., Виноградова И.Л. Сегмент системы передачи с усилителем EDFA // Датчики и системы. 2002. № 4. С. 21–33.Volkov K.A. Modeling methods of optical pulse propagation in the line with dispersion control. Photon-Express, 2015, no. 6 (126), pp. 255. (In Russ.)Волков К.А. Методы моделирования распространения оптических импульсов в линии с управлением дисперсией // Фотон-Экспресс. 2015. № 6 (126). С. 255.Burdin V.A., Dashkov M.V., Volkov K.A. How the parameters of a system for compensating chromatic dispersion affect the operation of a fiber-optic transmission line. Opticheskij zhurnal, 2011, no. 2, pp. 80–81. (In Russ.)Бурдин В.А., Дашков М.В., Волков К.А. Влияние параметров схемы компенсации хроматической дисперсии на работу волоконно-оптической линии передачи // Оптический журнал. 2011. № 2. С. 80–81.Padavala A. et al. Analyzing gain spectrum and ASE (Amplified Spontaneous Emission) of EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier) by using Matlab. International Journal of Engineering Research & Technology, 2018, vol. 7, no. 2, pp. 279–281. DOI:10.17577/IJERTV7IS020151Analyzing gain spectrum and ASE (Amplified Spontaneous Emission) of EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier) by using Matlab / A. Padavala [et al.] // International Journal of Engineering Research & Technology. 2018. Vol. 7, no. 2. P. 279–281. DOI: 10.17577/IJERTV7IS020151ITU Recommendation G.650.1. Definitions and test methods for linear deterministic properties of single-mode optical fibers and cables. Geneva, 2019. 82 p.Рекомендации МСЭТ G.650.1. Определения и методы тестирования для линейных детерминированных свойств одномодовых оптических волокон и кабелей. Женева, 2019. 82 с.ITU Recommendation G.650.2. Definitions and test methods for statistical and nonlinear properties of single-mode optical fibers and cables. Geneva, 2017. 46 pРекомендации МСЭT G.650.2. Определения и методы тестирования для статистических и нелинейных свойств одномодовых оптических волокон и кабелей. Женева, 2017. 74 с.