W pracy przedstawiono metodę estymacji SNR przy pomocy cyfrowych filtrów wygładzających. Na podstawie właściwości tych filtrów w procesie przetwarzania sygnałów zaproponowano metodę obliczania współczynnika SNR, a także parametrów rozkładu zakłócenia. Metodę sprawdzono do oceny zakłóceń transmisyjnych w światłowodzie jednomodowym przepływności 1 Gbit/s dla odcinka 53 km.
EN
The paper presents the SNR estimation method using digital smoothing filters. Based on the properties of these filters in the signal processing process, the method of calculating the SNR coefficient as well as the disturbance distribution parameters were proposed. The method was checked to the estimate of degradation in the single mode fiber (SMF) of 1 Gbit/s bit rate for the transmission distance – 53 km.
Niniejsza praca stanowi próbę weryfikacji stosowalności metody efektywnego współczynnika załamania do modelowania wybranych parametrów propagacyjnych światłowodów mikrostrukturalnych. W ramach pracy opracowano i zaimplementowano modele matematyczne bazujące na skalarnym i wektorowym ujęciu efektywnego współczynnika załamania i pozwalające na wizualizację charakterystyk dyspersyjnych i rozkładów pola modu podstawowego włókien fotonicznych z rdzeniem dielektrycznym. W celu weryfikacji poprawności i określenia zakresu stosowalności opracowanych modeli otrzymane wyniki modelowania porównano z wynikami pomiarowymi, dostępnymi w nielicznych publikacjach naukowych. Wysoka zgodność rezultatów określonych numerycznie w niniejszej pracy i wyników eksperymentalnych podawanych w literaturze potwierdza poprawność skonstruowanych modeli i ich przydatność do analizy i projektowania parametrów światłowodów mikrostrukturalnych.
EN
This work is aimed at implementation and practical verification of effective index approach applicability to microstructured fibers modeling. In particular, it includes the modeling and analysis of microslructured fibers parameters based on Effective Index Method, both in scalar and fully vectorial form implemented in Matlab environment. The developed models allow visualization of the dispersion profiles and the field distribution of fundamental modes of index guiding fibers with microstructured cladding. To verify accuracy and define the applicability range of developed models. The results of modeling were confronted with experimental data, reported in a limited number of scientific papers. The satisfying agreement between numerical and measured results has been obtained, confirming the accuracy of developed model and its applicability to analysis and designing microstructured fibers with dielectric core.
Zjawiska nieliniowe występujące we włóknach mikrostrukturalnych mają charakter kompleksowy. Aplikacyjne wykorzystanie zjawisk nieliniowych wiąże się z umiejętnością ich kontroli. Jednym z głównych zagadnień dotyczących nieliniowej optyki światłowodowej jest opracowanie optymalnych parametrów geometrycznych włókien do uzyskania poprawy efektu poszerzenia widma - supercontinuum. Bezpośredni związek własności dyspersyjnych i efektów nieliniowych otwiera możliwości pozwalające na opracowanie szerokospektralnych źródeł. Włókna mikrostrukturalne prezentowane w artykule utrzymują kompatybilność ze standardowymi włóknami komercjalnymi zarówno w przypadku łączenia jak spawania itd. Wykorzystanie zróżnicowanych nieliniowych właściwości włókien mikrostrukturalnych pozwala na rozwinięcie nowych możliwości aplikacyjnych. W artykule prezentujemy teoretyczne i eksperymentalne wyniki badań dyspersji chromatycznej w serii włókien mikrostrukturalnych o zróżnicowanych parametrach geometrycznych. Rezultaty badań pozwalają na opracowanie włókien o odpowiednich własnościach dyspersyjnych do uzyskania źródła typu supercontinuum. Stosowana interferometryczna metoda pomiaru dyspersji chromatycznej umożliwia charakteryzację krótkich odcinków badanych włókien z ekstremalną precyzją. Proces pomiaru wspomagany jest oprogramowaniem użytkowym do analizy rozkładów prążkowych. Prezentowany układ interferometryczny umożliwia porównanie uzyskanych wyników pomiaru z danymi uzyskanymi w procesie modelowania. Wysoki stopień korelacji między rezultatami modelowania i pomiaru pozwala na kontrolę poziomu dyspersji włókien w procesie produkcji. Dodatkowo, precyzyjny pomiar dyspersji chromatycznej (w szczególności w obszarze zerowego poziomu dyspersji) pozwala na znacznie efektywniejszą kontrolę zachodzących efektów nieliniowych, a tym samym na zwiększenie efektywności w procesie poszerzenia widma.
EN
Nonlinear effects in microstructured fibres have complex nature. Dispersion characteristics are the fundamental properties of microstructured fibres (MSFs) with respect to the nonlinear applications. The changes of fibre dispersion may strongly influence the whole chain of diverse nonlinear effects resulting in supercontinuum generation (SG). Transferring the experience from the topics related to tailoring different properties of MSFs to investigate the potential design freedom of dispersion opens novel possibilities of building the customized, all-fibre broadband and bright light sources. The silica nonlinear microstructured fibres, as presented in this paper, become compatible with standard fibre components and technologies (e.g. splicing, connectorization etc). Supercontinuum generated in a small-core MSF is a very interesting nonlinear phenomenon from application-oriented point of view. A development of tailored dispersion of highly non-linear silica MSF offers us the possibility of constructing a customized broadband light source. Therefore, in the paper we present a theoretical and experimental investigation of dispersion characteristics of several different MSFs. Our studies are leading to the development of adapted dispersion properties, allowing construction of customized supercontinuum sources. White light interferometry set-up, resulting in extremely high precision measurement of chromatic dispersion, is demonstrated, together with fully computer controlled fringe pattern analysis. Constructed set-up permitted comparison of chromatic dispersion measurements of micro- structured fibres with modified fibre cross-section dimensions during the production process. High correlation between modelling and measured data gives possibility to control dispersion level in manufacturing process. Additionally, precisely designed and measured chromatic dispersion, especially around the zero dispersion wavelength, enables superior estimation of MSF nonlinear effects.
W opracowaniu przedstawiono zjawisko dispersion induced power penalty (DIPP), które jest istotne w przypadku transportowania sygnału radiowego poprzez ścieżkę optyczną. Format DSB-RFoF oraz proste techniki modulacji i demodulacji optycznej IM/DD powodują, że podatność sygnału na DIPP wzrasta. Zaproponowana technika przestrajania lasera do obszaru okna z minimalnym DIPP sprawdza się, ale w sygnale CP-OFDM wymagana jest kompensacja poziomów podnośnych. Taką metodę, zsynchronizowaną ze zjawiskiem DIPP, zaproponowano w opracowaniu.
EN
The paper presents the dispersion induced power penalty (DIPP) phenomenon, which is important in the case of transporting a radio signal over an optical path. The DSB-RFoF format and the simple IM/DD optical modulation and demodulation techniques make the signal more susceptible to DIPP. The proposed technique to tune the laser to a window region with a minimum DIPP works fine, but compensation for subcarrier levels is required in the CP-OFDM signal. Such a method, synchronized with the DIPP phenomenon, is proposed in the paper.
The article presents an analysis of the methods of chromatic dispersion compensation in the existing, already built fiber optic telecommunications lines, based on ITU G.652 A and B fibers with the constantly growing demand for bit rates in DWDM systems. Due to the enormous investment costs, it is impossible to replace the cables used with NZDSF, hence the chapter analyzes methods of improving the bandwidth without replacing all cables. Typical models of the optimization of chromatic dispersion in the existing lines are presented.
PL
. W artykule przedstawiono problematykę kompensacji dyspersji chromatycznej w istniejących, już wybudowanych światłowodowych liniach telekomunikacyjnych, opartych o włókna w standardzie ITU G.652 A i B z ciągle rosnącym zapotrzebowaniem na przepływności w systemach DWDM. Ze względu na ogromne koszty inwestycyjne wymiana zastosowanych kabli na NZDSF jest niemożliwa, stąd w artykule analizowane sa sposoby poprawy pasma bez wymiany wszystkich kabli. Przedstawiono typowe modele procesu optymalizacji dyspersji chromatycznej w istniejących liniach.
W pracy przedstawiono wyniki obliczeń dotyczących zjawiska DIPP występującego w miejscu fotodetektora demodulującego optyczny wysokoczęstotliwościowy sygnał DSB. Wyniki poddano interpretacji pod kątem określenia pasm optycznych, w których mogą być utworzone kanały transmisji sygnałów RFoF poprzez światłowody G.652D oraz G.655D. Wyniki obliczeń przedstawiono na wykresach oraz zestawiono tabelarycznie. Dodatkowo została wykonana symulacja łącza RFoF, w celu częściowej weryfikacji uzyskanych obliczeniowych wyników.
EN
The paper presents the results of calculations regarding the DIPP phenomenon occurring in place of a photodetector demodulating the optical high-frequency DSB signal. The results were interpreted in terms of determining the optical bands in which RFoF signal transmission channels can be created through G.652D and G.655D optical fibers. The results of calculations are presented in charts and tabulated. In addition, a RFoF link simulation was performed to partially verify the calculated results obtained.
The article presents a method for image analysis using Asynchronous Delay Tap Sampling (ADTS) technique and Convolutional Neural Networks (CNN), allowing simultaneous monitoring of many phenomena occurring in the physical layer of the optical network. The ADTS method makes it possible to visualize the course of the optical signal in the form of characteristics (so-called phase portraits), which change their shape under the influence of phenomena (including chromatic dispersion, amplified spontaneous emission noise and others). Using the VP Iphotonics software, a simulation model of the ADTS technique was built. After the simulation tests, 10000 images were obtained, which after proper preparation were subjected to further analysis using convolutional neural networks algorithms. The main goal of the study was to train a convolutional neural network to recognize the selected impairment (distortion); then to test its accuracy and estimate the impairment for the selected set of test images. The input data consisted of processed binary images in the form of two-dimensional matrices, with the position of the pixel. This article focuses on the analysis of images containing simultaneously the phenomena of chromatic dispersion and optical to noise signal ratio.
PL
Przedstawiono metodę analizy obrazu za pomocą technik: Asynchronous Delay Tap Sampling (ADTS) i Convolutional Neural Networks (CNN), umożliwiającą równoczesne monitorowanie wielu zjawisk zachodzących w warstwie fizycznej sieci optycznej. Metoda ADTS umożliwia wizualizację przebiegu sygnału optycznego w postaci charakterystyk (tzw. portrety fazowe), które zmieniają swój kształt pod wpływem zjawisk (w tym dyspersji chromatycznej, OSNR i innych). Za pomocą oprogramowania VP Iphotonics zbudowano model symulacyjny techniki ADTS. Po testach symulacyjnych uzyskano 10 000 obrazów, które po odpowiednim przygotowaniu poddano dalszej analizie za pomocą algorytmówk konwolucyjnych sieci neuronowych. Głównym celem badań było nauczenie konwolucyjnej sieci neuronowej rozpoznawania równocześnie występujących zaburzeń. Dane wejściowe składały się z przetworzonych obrazów binarnych w postaci macierzy dwuwymiarowych. Artykuł skupia się na analizie obrazów zawierających jednocześnie zjawisko dyspersji chromatycznej i OSNR.
Szkła, obok półprzewodników i metali, są podstawowym materiałem do budowy elementów w optoelektronice i mikroelektronice. Praktyczna wiedza o szkłach rozszerza się wraz z silnym rozwojem ich zastosowań w telekomunikacji, czujnikach i budowie mikrosystemów. Wiele elementów funkcjonalnych fotoniki budowanych jest ze szkieł laserowych. Optyczne zjawiska nieliniowe indukowane w szkle pozwalają na budowę nowych mikro-elementów fotonicznych zastępujących złożone rozwiązania klasycznej optyki objętościowej. Szkła gradientowe zastępują klasyczne szkła optyczne. W artykule, który jest dwunastą częścią cyklu prac o szkłach dla fotoniki, dokonano przeglądu właściwości dyspersyjnych oraz tłumienia szkieł światłowodowych. Dyspersja w szklanym włóknie optycznym posiada zupełnie odmienne znaczenie niż w szkłach objętościowych. Dyspersja całkowita w szkle światłowodowym jest sumą wielu składników. Niektóre składniki dyspersji ulegają wzajemnej kompensacji między sobą, a także z niektórymi rodzajami zjawisk nieliniowych. Składowe częstotliwościowe sygnału w szkle światłowodu mogą być przesuwane w widmie w kierunku większych lub mniejszych częstotliwości w zależności od rodzaju dyspersji.
EN
Glasses, together with semiconductors and metals, are fundamental materials for building the components for optoelectronics and microelectronics. Practical knowledge about glasses extends considerably with strong development of their applications in telecommunications for sensors and the construction of microsystems. Many functional components of the photonics are manufactured of laser glasses. Nonlinear optical phenomena induced in glasses allow for building of new micro-components, replacing complex solutions of classical volume optics. Gradient glasses are replacing classical optical glasses. The paper, which is the twelfth part of a cycle on glasses for photonics, is a concise review of dispersion and attenuation phenomena in optical fiber glasses. Dispersion in optical fibers has a different meaning than in volume glasses. Total dispersion is a sum of several components. Some of them are subject of compensation among themselves and with nonlinear optical effects in optical fibers. Frequency components in optical signal are subject to shifts up or down depending on the kind of dispersion.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.