МЕТОДИ ОПТИМІЗАЦІЇ ОПТИЧНИХ СИГНАЛІВ ЗА КРИТЕРІЄМ МІНІМУМУ ПРИВЕДЕНОЇ БАЗИ

Анотація

Стаття присвячена розвитку методів підвищення спектральної ефективності волоконно-оптичних систем передачі в частині оптимізації сигналів у вузькополосному каналі. Ширина каналу умовно приймається в межах 50…100 ГГц. Також вважаються виконаними умови: сигнал на вході має приблизно колову поляризацію; миттєва потужність сигналу відносно мала, що дозволяє знехтувати нелінійними ефектами типу чотирихвильового зміщення або фазової самомодуляціі; профіль волокна за коефіцієнтом заломлення строго ступінчастий; волокно функціонує в одномодовому режимі; матеріал серцевини є ізотропним середовищем; залежність коефіцієнта загасання за частотою в розглянутому діапазоні можна вважати постійною функцією. Тим самим дана модель перетворень сигналу у волокні зводиться до його деформації внаслідок матеріальної дисперсії. Провідним критерієм оптимізації обрано мінімум приведеної бази. Дане поняття введено раніше в роботах авторів. Цей критерій вимагає мінімізувати добуток ефективної ширини спектра на стороні передачі на ефективну тривалість сигналу на стороні прийому. Надається рішення задачі в загальному вигляді - в постановці ізопериметричної задачі варіаційного обчислення. Показано, що рішення задачі оптимізації за критерієм мінімуму приведеної бази можна звести до задачі оптимізації бази сигналу в класичному сенсі. Надано загальне рішення ізопериметричної задачі у вигляді функцій параболічного циліндра. Також надаються окремі рішення задачі оптимізації на параметричних сімействах з класу імпульсів Найквіста. Отримані рішення показують, що оптимальні значення змінних параметрів практично не залежать від несучої частоти і від довжини регенераційної ділянки. Це дозволяє поширити оптимальні рішення, отримані для одного вузькосмугового каналу на випадок багатоканальних волоконно-оптичних систем передачі з використанням частотного (спектрального) мультиплексування.