Повышение эффективности управления сетями связи с применением чирпированных оптических импульсов Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Хасаншин В. Р. Khasanshin V. К.

ассистент кафедры «Телекоммуникационные системы», ФГБОУВО «Уфимский государственный авиационный технический университет», г. Уфа, Российская Федерация

Виноградова И. Л. Vinogradova I. L.

доктор технических наук, профессор кафедры «Телекоммуникационные системы», ФГБОУ ВО «Уфимский государственный авиационный

технический университет» г. Уфа, Российская Федерация

УДК 621.391

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ СЕТЯМИ СВЯЗИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЧИРПИРОВАННЫХ ОПТИЧЕСКИХ

ИМПУЛЬСОВ

В статье рассматриваются возможности создания адаптивных оптических устройств, преобразующих оптические сигналы за счет управления электромагнитным полем путем подачи дополнительного оптического излучения. Предполагается, что управляющее излучение изменяет показатель преломления оптической среды устройства, воздействуя тем самым на спектральный состав излучения и длительность импульсов. Линейная частотная модуляция оптических импульсов (чирп) приводит к уширению длительности импульса и увеличению ширины спектра. Соответственно, меняя коэффициент чирпирования, можно управлять структурой первичного информационного потока.

Для выполнения преобразований используется многолучевой интерферометр. Показано, что при использовании различных значений коэффициента отражения зеркал в интерферометре Фабри-Перо наблюдается различная зависимость набега фаз проходящей волны от ее интенсивности, а, следовательно, меняется коэффициент чирпа. Произведена оценка габаритов чирпирующего устройства на основе интерферометра Фабри-Перо.

Предложен принцип использования чирпирующих устройств на разветвленной сети для «мультиплексирования» в структуру первичного информационного потока дополнительной управляющей информации. Приведена структурная схема устройства передающей части адаптивной волоконно-оптической системы связи на основе оптических трансфазоров для управления лазером накачки. Данный подход предполагается использовать в программно-конфигурируемых сетях (SDN) для повышения живучести сети за счет более рационального использования канального ресурса на инфраструктурном уровне. Поскольку идеология SDN предполагает централизованное управление, передача управляющей информации совместно с информационными потоками является нерациональной. Предложенная схема позволяет повысить производительность сети, а также обеспечить дополнительную защиту передаваемой служебной информации стеганографическим методом, поскольку скрывается сам факт передачи вторичного потока.

Предложен алгоритм подстройки параметров передачи в сети для выполнения задачи маршрутизации за счет сканирования состояния каналов и их автоматического переключения на альтернативные пути. Применение данного алгоритма позволяет повысить BER и скорость передачи информации, обеспечивая абонента приемлемыми показателями QoS.

Ключевые слова: программно-конфигурируемые сети (SDN), волоконно-оптический переключатель, рабочая точка интерферометра, управление разветвленной сетью, время задержки пакета.

IMPROVING OF EFFICIENCY OF THE COMMUNICATION NETWORKS MANAGEMENT USING CHIRPED OPTICAL PULSES

The article discusses the possibility of creating adoptive optical devices that converts optical signals by controlling the electromagnetic field feeding additional optical radiation. It is assumed that the managing radiation changes the refractive index of the optical medium, thereby influencing the spectral composition of radiation and the pulse duration. Chirp leads to broadening of pulse duration and spectral width. Accordingly, changing the the chirp coefficient, you can control the structure of the primary information flow.

To perform conversions it's used multibeam interferometer. It is shown that by using different values of the reflection coefficient of the mirrors in the Fabry-Perot interferometer, there is a dependence between of phases of transmitted wave and the intensity, and, therefore, changing the ratio of chirp. It's estimated size of the device based on the Fabry-Perot interferometer.

The proposed principle of using chirp devices on an extensive network for «multiplexing» in the structure of the primary information flow control information additional.The block diagram of the device of the transmitting part of the adaptive fiber-optical communication system based on optical transfusion to control the pumping laser. This approach is supposed to be used in software-defined networking (SDN) to improve the survivability of network due to more rational use of the channel resource at the infrastructure level. Because this ideology assumes SDN centralized management, transmission of control information in conjunction with information flows is irrational. The proposed scheme allows to improve network performance, and provide additional protection of proprietary information steganographic method because it hides the fact of transferring the secondary stream.

It's proposed the algorithm of adjustment of parameters in the network to perform the routing problem due to the scanning state and automatically switching to an alternative path. The use of this algorithm allows to improve the BER and bit rate of the subscriber providing reasonable QoS metrics.

Key words: software-defined networks (SDN), fiber-optical switch, the working point of the interferometer, controlling of branched networks, time-delay.

Введение

Одной из важнейших задач телекоммуникаций является повышение скорости передачи информации, при этом не ухудшая параметры передаваемых сообщений, такие как достоверность, вероятность битовой ошибки (BER) и др. В настоящее время все большее внимание уделяется вопросам управления телекоммуникационными процессами использованием физических эффектов (уровень L1 модели OSI). Так, в волоконно-оптических системах передачи (ВОСП) зависимость показателя преломления от структуры проходящего света открывает широкие возможности для решения задач управления и разработки адаптивных оптических устройств [1]. Использование данных устройств особенно актуально при построе-

нии высокопроизводительных разветвлённых сетей передачи данных как городского масштаба (MAN), так и магистральных сетей. Причём для MAN повышение производительности на периферии сети, т.е. сегмента, на котором во главу угла ставятся параметры QoS для пользователя, основано не столько на росте битовой скорости, сколько на ускорении процессов управления сигналами [2]. Данный факт влечет за собой непременную «интеллектуализацию» ВОСП и, соответственно, оправдывает поиск дополнительных параметров физических процессов, использование которых обеспечит наращивание ресурса управления, а значит, позволит расширить функциональные возможности сети.

Поскольку такие параметры неразрывно связаны с физической природой передавае-

мых сигналов, то они не могут наращиваться неограниченно. Преимущественно они уже известны и успешно внедряются в телекоммуникационные системы. Соответственно обнаружение нового параметра представляет существенный технический интерес и является актуальным. С этой точки зрения исследование возможностей применения такого параметра, как чирп (линейная частотная модуляция) оптического сигнала, при построении высокоскоростных сетей, к которым относятся современные и перспективные MAN, представляется актуальной технической задачей [3-5].

1. Технические аспекты реализации интерференционных чирпирующих устройств

Одним из способов получения оптического чирпа на ВОЛС является применение волоконных интерферометров, к примеру, Фабри-Перо (ИФП). Изменение показателя преломления кристалла, наполняющего ИФП, за счет подачи дополнительного управляющего излучения от лазера накачки приводит к изменению спектрального состава излучения и дисперсионных свойств среды. Как следствие, в проходящих в интерферометре импульсах возникает линейная частотная модуляция, коэффициент которой и будет являться управляющим параметром в интеллектуальных ВОСП.

Применение интерференционных устройств в интеллектуальных ВОСП осложняется рядом проблем. В интерферометре Фабри-Перо возможно возникновение постоянной составляющей в интерференционной картине, что приводит к аддитивному шуму в смежном канале и снижению динамического диапазона сигнала. А также необходимо учитывать размеры резонаторов для эффективной работы устройства и возможности использования их на реальных линиях.

Значение постоянной составляющей интерференционной картины обладает прямой зависимостью от коэффициента отражения зеркал р (рисунок 1). При увеличении коэффициента р до и более 0,8 постоянная составляющая становится меньше 10 % от максимальной амплитуды [6].

Пусть длина волны излучения лазера составляет [6]:

1,0.

о.?.

Мощнпгть шлучення„ отн, fд.

п

I

•TV

/7IV

' К'

п

1X

/

ч

ч

'I I

\

\_____

-у

V

о Я 2IX

Нлоег флз интерферирующих лучей, ряд

Рисунок 1. Зависимость мощности от набега фаз лучей для различных значений р: 0,6 (1); 0,8 (2); два резонатора 0,8 (3)

0 dl 0

(1)

Если ДХ не превосходит 0,1, ..., 0,5 % относительно то зависимость фазы от

0'

спектрального состава имеет вид:

= = = (2) А К Аф

где h — расстояние между зеркалами.

Для интерферометра с коэффициентом отражения порядка 0,8 передача логической «1», либо логического «0» будет соответствовать требуемой рабочей точке. На качество приема искаженные фронты влияния практически не окажут, а лишь приведут к преобразованию поступающей энергии [7].

Произведем оценку радиуса смесителя на основе интерферометра Фабри-Перо. Коэффициент преломления зависит от интенсивности управляющего излучения 1упр [6]:

п = п0 + п

21

упр

(3)

где п — нелинейная составляющая показателя преломления, приблизительно составляющая 10-15 м2/В2;

2 — волновое сопротивление среды.

Пусть при отключении управляющего излучения интерферометр пропускает максимум информационного излучения. Подача управляющего излучения изменяет показатель преломления, и рабочая точка смещается по его передаточной характеристике. Обозначим для первого случая разность хода лучей 5р для второго — 52 (рисунок 2). Тогда соотношение между интенсивностью информационного сигнала на выходе относительно интенсивности на входе имеет вид [8]:

твых _ твых / о \ _ 1 твых _ г

1инф, 1 - 1инф V 1 / 1инф - 1г

вых . инф 5

/вых твых / о Ч

= /И«0(52) = -

твых инф

(4)

инф,2

1 +

4,р^ (1-Р)2

•sin

is. Л

\ s

Поскольку передаточная функция имеет

постоянную составляющую:

Л V2 1-Р

твых _ твых

инф,min инф

1 + Р

(5)

и реализуемое технически наименьшее значение может превосходить в а раз, то для 1^2 выражение примет вид [9]:

(«.)_ 1

твых инф

инф

1 +

4р

(1" Р)

•sin

= а

f 1 л 1-Р

1 + Р

(6)

Из (6) получаем соотношение для d2/2:

J2

arcs in

4s,s =

a

Г л , 1 + p

Поскольку Аб(Аи) =

1-Р. 4тih

Л (1-Р)2 4р

. (7)

Аи и AS = 82 - 5j,

то учитывая (7), запишем [7]:

27ih

■ An = aresin ■■

4 яй „ = P n-Z---

71Г

(8)

X X

где г — радиус смесителя,

Р — мощность (Вт) управляющего излучения, подаваемого в смеситель для смещения рабочей точки.

Выражение (8) учитывает соотношение между геометрическими параметрами устройства: длиной h и радиусом г смесителя, а также мощностью управляющего излучения Р.

Оценим коэффициент отражения зеркал г из следующего соображения. В смесителе устройства предполагается использовать эрбиевую

[Интенсивность »лучеиня, tiTH. ед.

илф n\i;i

61 а,

Няоег фаз. |>ад

Рисунок 2. Смещение рабочей точки интерферометра при изменении 5

среду, которая, как известно, при накачке на длине волны 980 нм имеет провал усиления в области 1540-1545 нм [9]. Чтобы скомпенсировать провал, подберем рабочую точку, определяемую через р, таким образом, чтобы максимум передаточной функции приблизительно совпадал с минимумом передаточной функции эрбиевой среды, т.е. находился в пределах 1540-1545 нм. Приблизительное совпадение связано с тем, что передаточная функция интерферометра симметрична относительно максимума, а зависимость коэффициента усиления эрбиевой среды от длины волны — не симметрична.

Так, длина волны, на которой наступает максимум передаточной функции интерферометра, 1тах = 1540 нм, для нее интенсивность излучения на выходе /тах = 1 отн. ед. При изменении длины волны на ЭХ интенсивность излучения на выходе интерферометра изменится на А/. Пусть для спектральной границы многоканального сигнала ЭХ = 1550 нм — 1540 нм = 10 нм. В соответствии с выражением для передаточной функции интерферометра [9], запишем:

1

1 = -

\ + Н • sin2

Г 2пп ■ /0 Л

(8)

1-Д/ = -

l + #-sin^

4р

2 ли • I

0

+ АХ

где Н = - ..

(1-Р)2

Соотношение между 10 и порядком интерференции т1 дает:

2 7Ш • L 71 X 2 1

шах

Отсюда, с учетом (8) и (9) получаем:

i л л

Н =

AI 1 -AI

•sin

-2

71 2

щ-К

(9)

(10)

А. т +АХ

\ max /

Из-за того, что интерферометр оказывает влияние также и на управляющее излучение, желательно, чтобы он был настроен на максимум передаточной функции и на длине волны X = 980 нм, поэтому, принимая во

pump 7 J7 А

внимание (10), запишем:

К

k=-

•Щ _^ршпр-т2

4п

4 п

(11)

Очевидно, что соотношение целочисленных параметров ml и m2 должно приблизительно соответствовать соотношению X и

max

X . Так как числа 1540 и 980 соотносятся

pump

как 11:7, то необходимо выполнение условия: т1:т2=1Л. (12)

Пусть значение AI, которое должно соответствовать в относительных единицах перепаду характеристики усиления легированной среды, равно AI = 0,87I, что соответствует усилению линейного EDFA — в 9,5 дБм [10]. С учетом этого коэффициент r может быть найден в результате решения системы уравнений:

i Л Л

4р

(1-Р)2

AI 1 -AI

■sin

TT

i'x

щ-К

+ AX,

(13)

= L

4 п 1-р

Исходя из соображений о реальности параметров конструкции, получено, что при п = 1,48 и т1 = 4,103 (для /0 ~ 4,5267 мм и т2 ~ 6313) коэффициент г ~ 0,3367. В этом случае эффективное число интерферирующих лучей [9] в интерферометре составляет 12,358, откуда следует, что Ne = 12-13.

Произведем численную оценку радиуса смесителя на основе ИФП для наиболее типичных конструктивных параметров волоконного интерферометра, [9]: h=0,1 мм. Уменьшение длины неизбежно приведет к увеличению стоимости, в то время как для смесителя с большей длиной начнется заметное размытие интерференционной картины. Пусть длина волны управляющего излучения составляет 980 нм. Волновое сопротивление излучению среды смесителя составляет приблизительно 120-л Ом. Тогда для р=0,8 получаем: 5= 0,90795. Отсюда, для диапазона мощностей управляющего сигнала 0,5-1 Вт средний радиус смесителя должен составлять 10-24 мкм.

2. Применение чирпированных сигналов на разветвленных сетях передачи информации Чирпирование (линейная частотная модуляция) оптических импульсов как физический эффект, влияющий на структуру передаваемых данных, позволяет организовать независимый обмен данными между контроллерами в программно-конфигурируемых сетях SDN (SDN — Software Defined Networks) по волоконно-

оптическим каналам. Суть концепции SDN состоит в применении контроллеров, работающих под специализированной сетевой операционной системой, для управления сетевыми устройствами инфраструктурного уровня, которые обычно представляют собой коммутаторы L2. Протокол управления потоками в SDN — Open Flow представляет собой унифицированный с точки зрения конфигурирования оборудования сети механизм. Наиболее уязвимой для живучести сети частью SDN является централизованный принцип взаимодействия контроллеров и коммутаторов. Данная проблема проявляется в высокой вероятности отказа как по причине обрыва линий связи, так и перегруженности каналов инфраструктурного уровня. Поскольку управляющая информация транслируется вместе с потоком данных, то в моменты пиковой нагрузки имеется риск потери управления сетью. В настоящий момент данная задача решается путем дублирования управляющих функций контроллерами удаленных сегментов, что опять-таки снижает производительность сегментов. Применение чирпа как носителя служебной информации позволит независимо от транспортных каналов и с высокой степенью защищенности обеспечить многозвенное управление в SDN.

Функционал программно-конфигурируемых сетей в настоящее время переносят на транспортные сети, что приводит к необходимости использования оптической инфраструктуры для передачи данных. Это позволяет решать поставленную задачу при помощи оптических эффектов, в частности, использовать положительный чирп оптических импульсов для «мультиплексирования» канала управления в структуру основного информационного потока (рисунок 3).

Под влиянием накачки чирпирующий элемент (ЧЭ) осуществляет частотную модуляцию заднего фронта импульса, что приводит к возникновению девиации длины волны относительно центральной длины волны излучения Х1 + Х При этом управляющая информация передается на длине волны Х2 вместе с основным информационным потоком.

Оптический трансфозор представляет собой бистабильный оптический элемент — интерферометр Фабри-Перо, в резонаторе

ЧЭ - чнрпирующий элемент Рисунок 3. Схема «мультиплексирования» управляющего сигнала

которого содержатся кристаллы GaInAs либо GaSe. Данное устройство обладает порогом пропускания, который может преодолеть излучение с определенной мощностью (в зависимости от кристалла мощность переключения может составлять 10-20 мВт).

Очевидно, что для адекватной работы системы необходимо, чтобы в основном канале использовался код К^, что позволит «совместить» информационный и управляющий потоки, поскольку в этом случае возникновение чирпа возможно как в момент логической «1», так и логического «0».

Под действием линейной частотной модуляции (чирпа) форма огибающей оптического импульса имеет вид [10]:

и(*-т) = , ,

т02-ф22(\+1С)

ехр

(1 + гС)Г2

(14)

2[Т02-ф2г(1 + 1С)1 где С — коэффициент чирпирования.

Мультиплексирование каналов при помощи чирпа обладает существенным преимуществом — внедрение вторичного канала не приводит к уширению спектра передаваемого сигнала и, очевидно, повышает спектральную эффективность.

Выделение управляющей информации на приемной стороне выполняется когерентным фильтром, к примеру, интерферометром Фабри-Перо. Требования к фильтру должны учитывать малую девиацию длины волны между основным сигналом и чирпирован-ным, составляющую порядка 0,01 нм.

Альтернативным способом детектирования является применение фазоразностной схемы. Для ее применения необходима генерация эталонного сигнала, близкого по структуре к первичному информационному потоку,

но без влияния вторичного чирпирования. Эталонный сигнал представляет собой последовательность импульсов фиксированной ширины. Отличия в ширине импульса позволяют путем вычитания из смеси первичного и вторичного потоков выделить вторичный сигнал. Данный способ имеет ряд недостатков. В частности, необходимо выполнять высокие требования к синхронизации последовательности импульсов, а также имеется общее усложнение схемы приема, поскольку ее реализация в виде оптических устройств является сложной инженерной задачей.

Аналогичные устройства могут применяться для решения более сложных 1-коммутационных задач, связанных, например, с выполнением маршрутизации и коммутации на одном уровне, и т.п. Из-за того, что согласно предложенной схеме управления соединениями на сегменте 1-УРКК, возможна подстройка параметров линии, то возникает задача нахождения компромисса между интервалом времени Эн, позволительно затрачиваемым на настройку устройства преобразования У, и параметрами передаваемого сигнала (в частности, битовой скоростью и характеристиками ее изменения), зависящими от трафи-кового контракта, актуального в сетях с коммутацией пакетов. Такими устройствами следует управлять из ближайшего узла (пункта управления), передающего оптический сигнал транзитом в том числе.

К решению поставленной задачи возможно два подхода:

1) выполнение операции подстройки линии инициирует служебный сигнал, приводящий к ожиданию передающего устройства (коммутатора, маршрутизатора), с допустимой длительностью ожидания Э находящейся в пределах служебного времени, отводимого на реконфигурацию (составляющего порядка от десятков до сотен миллисекунд);

2) выполнение указанной операции не производит каких-либо служебных сигналов на вышестоящий сетевой уровень. В этом случае длительность Эож2 не должна превосходить, вообще говоря, длительности тактового интервала, который для высокоскорост-

ных систем передач 10/40 Гбит/с составляет порядка 10—10 с.

Очевидно, что второй случай реализовать гораздо сложнее, особенно, если подстройка предполагает несколько итераций изменения параметров реконфигураторов (с возможным использованием пересчета в зависимости от свойств сигнала) либо даже выполнение измерений.

Рассмотрим случай, когда настройка параметров линии выполняется по инициативе специализированного оборудования подстройки (ОП) (расположенного, например, на регенерационном пункте (РП)) в результате получения им служебного сигнала от маршрутизатора (либо рабочей станции, управляющей сетью) с выработкой соответствующего встречного служебного сигнала.

На рисунке 4 обозначено: ОП — оборудование подстройки адаптивных реконфигураторов; АП — операция анализа подстройки (измерительный комплекс в общем случае может находиться на другом узле связи, измерения в этом случае должны выполняться дистанционно); Router 2, расположенный на РП, может являться автоматическим ключом, не выполняющим преобразований сигнала, а просто перенаправляющим его.

При необходимости переключения сегментов линии передающий маршрутизатор (Router 1) генерирует служебный сигнал 1, после чего переходит в режим ожидания разрешающего сигнала от рабочей станции. Предполагается, что Router 1 устанавливает сегментарный маршрут «из конца в конец».

Рабочая станция генерирует сигнал 2 для ОП, содержащий кроме прочего информацию о параметрах переключаемого сигнала. ОП готовит режим подстройки (операция 3) и затем подстраивает реконфигураторы (операция 4, на рисунке указан логический путь, физически это может быть реализовано средствами сигнала). После этого, при необходимости, может быть выполнен анализ (5) параметров работоспособности на вновь подключаемой схеме, и в случае его положительного завершения ОП сигнализирует об этом на рабочую станцию (6). Последняя выводит из режима ожидания передающий маршрутизатор (7), что и завершает операцию переключения (операция 8 — передача информационного сигнала по новому маршруту). Операция 7 может направляться не на передающий узел, а на Router 2, если тот, например, является автоматическим ключом.

Вероятность битовой ошибки на приеме из-за недостаточной подстройки PEC, связанная как с отличием длины волны от требующегося значения, искажением формы импульса из-за физических свойств преобразователя, так и возможной ошибкой оценки состояния сети, инициирующего подстройку, можно оценить как:

РЕС = © • ехр

(15)

"к У

где О — нормировочный коэффициент.

Очевидно, для снижения РЕС необходимо увеличивать А .

Рисунок 4. Иллюстрация алгоритма управления сетью при использовании адаптивных реконфигураторов

Но за время ожидания Дож 1 увеличивается очередь пакетов, поступающих на маршрутизатор 1. Известно, что время ожидания пакета в очереди является ограниченной величиной, по превышению которой производится аннулирование пакета. Это приводит к необходимости повторного запроса пакета на принимающей стороне, в результате чего на приемной стороне наблюдается задержка. Известно также, что технология Ethernet больше других (в сравнении с FrameRelay, TakingRing и др.) страдает от повышения времени ожидания доступа к среде при повышении загрузки сегмента (оборудования). Кроме того, наиболее популярные сегодня виды трафика: передача видеоизображения, телевизионного сигнала и IP-голоса критичны к задержкам (в сравнении с другими типами трафика: передача файловых данных файловой службой, службой электронной почты или службой печати).

Пусть вероятность битовой ошибки вследствие избыточной очереди составляет: PEl ~ Е*(Ь-Л0) до возникновения отказа по причине потери большого количества (данный случай не рассматривается, т.к. приводит к остановке работы сегмента); здесь Л — длина (в битах) накопившейся очереди из-за дополнительной задержки; Л0 — нормально обслуживаемая длина очереди; S — коэффициент пропорциональности. Очевидно, что L зависит от типа трафика. Для таких видов трафика, как CBR, rt-VBR, ABR и UBR, которые могут обслуживать передачу, связанную с каналом (видео и голос в режиме реального времени) (рисунок 5), указанную длину очереди можно представить как:

Acbr= \_В-АоЖ?\

у-1

J=i-1

j+l-k

т=О

-тВАт

ЕНГЕ^ехр^Д^)

-VBR =[-® '^оясд]

/'=/-1 k=i т

КАВК=\_В'Ь0Ж, j]

у'=/-1 _

= [>А«Д> i Ёс/с;+1 ■(-!)' • С*+нехр(-jBA00lcl)

UBR

w+i-г

j-i-l k=i

It)

10

......

_1_

in

41»

(16)

В, ГЛчт/с

1 — СВ^ 2 — 3 — ABR; 4 — UBR

Рисунок 5. Зависимость допустимого интервала подстройки адаптивных реконфигураторов и битовой скорости передачи для различных видов трафика

где г — длина пакета в битах, соответствующая рассматриваемому протоколу; у — количество ячеек заполнения; В — битовая скорость работы протокола (бит/с);

С]+1 — число сочетаний из г поу+1; [•] — операция выделения целой части рационального числа.

Нахождение данных параметров позволяет оценить целесообразность подстройки реконфигураторов, а также определиться с возможностью изменения маршрута передачи, если подстройка необходима в условиях ограниченных временных рамок (например, высокая битовая скорость по отношению к необходимой для данного участка Dн). Подстройка может быть отменена при наличии альтернативных сегментов с низким уровнем загруженности или в случаях, когда время устранения коллизий некритично.

Выводы

Таким образом, в результате исследования возможностей построения адаптивных оптических сетей на основе чирпирующих элементов, управляемых оптическим излучением, можно прийти к следующему заключению. Техническая реализация данных устройств ввиду малых габаритов и низких мощностей управляющего излучения позволит повысить эффективность сетей передачи данных. Интерферометр Фабри-Перо с эрбиевой средой в резонаторе приводит к линейной частотной модуляции импульсов с коэффициентом, достаточным для «мультиплексирова-

Metrology and information-measuring devices

ния» вторичного потока в структуру информационного с приемлемым уровнем BER, поскольку данное решение обладает высокой чувствительностью к фазовому набегу волн.

Для расширения функциональности существующих на сегодняшний день сетей взаимодействия контроллеров SDN предложено использовать схему «включения» управляющего потока в структуру основного информационного канала. При использовании линейного кода без возврата к нулю (NRZ) и импульсной накачки данный метод позволяет

Список литературы

1. Гольдштейн А.Б., Гольдштейн Б.С. Технология и протоколы MPLS. СПб.: БХВ-Санкт-Петербург, 2005. 304 с.

2. Перспективы развития сети Интернет [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: http://infopud.ucoz.ru/publ/5-1-0-38.

3. Меккель А.М. Коммутация в оптических транспортных сетях // Фотон-экспресс. 2010. № 7. С. 28-33.

4. Can 100 Gb/s Wavelengths be Deployed Using 10Gb/s Engineering Rules? // R. Saunders, G. Nicholl, K. Wollenweber, T. Schmidt [Electron Resource]. Available at URL: http:// www.oclaro.com.

5. Nortel: Solving the 100 Gbps Transmission Challenge [[Electron Resource]. Available at URL: http://www.exfo.com/en/ExpertiseHub.

6. Матвеев А.Н. Оптика: учеб. пособие для физ. спец. вузов. М.: Высшая школа, 1985. 351 с.

7. Виноградова И.Л., Кашбиев А.А., Зевиг В.Г. и др. Применение чирпированного сигнала для построения адаптивных волоконно-оптических сетей связи // Вестник УГАТУ. 2013. № 2. С. 20-28.

8. Гауэр Дж. Оптические системы связи: пер. с англ. М.: Радио и связь, 1989. 504 с.

9. Султанов А.Х., Виноградова И.Л., Салихов А.И. Подход к комплексному моделированию профилированного интерферометра типа Фабри-Перо, обеспечивающего переключение оптических сигналов // Вестник УГАТУ. 2009. № 1. С. 172-179.

10. Agrawal Govind P. Nonlinear Fiber Optics. Boston: Academic Press, 2000. 458 p.

увеличить пропускную способность канала без влияния на ширину спектра, что увеличивает, в конечном итоге, спектральную эффективность системы, а также обеспечивается секретность передачи служебной информации, поскольку факт ее передачи неочевиден для стороннего наблюдателя и может быть определен только лишь методами спектрального анализа. Во временной области изменение сигнала схоже с естественными дисперсионными процессами, присущими протяженным волоконно-оптическим линиям.

References

1. Gol'dshtein A.B., Gol'dshtein B.S. Tekhnologiya i protokoly MPLS. SPb.: BKhV-Sankt-Peterburg, 2005. 304 s.

2. Perspektivy razvitiya seti Internet [Elektronnyi resurs]. Rezhim dostupa: URL: http://infopud.ucoz.ru/publ/5-1-0-38.

3. Mekkel' A.M. Kommutatsiya v opticheskikh transportnykh setyakh // Foton-ekspress. 2010. № 7. S. 28-33.

4. Can 100 Gb/s Wavelengths be Deployed Using 10Gb/s Engineering Rules? // R. Saunders, G. Nicholl, K. Wollenweber, T. Schmidt [Electron Resource]. Available at URL: http:// www.oclaro.com.

5. Nortel: Solving the 100 Gbps Transmission Challenge [[Electron Resource]. Available at URL: http://www.exfo.com/en/ ExpertiseHub.

6. Matveev A.N. Optika: ucheb. posobie dlya fiz. spets. vuzov. M.: Vysshaya shkola, 1985. 351 s.

7. Vinogradova I.L., Kashbiev A.A., Zevig V.G. i dr. Primenenie chirpirovannogo signala dlya postroeniya adaptivnykh volokonno-opticheskikh setei svyazi // Vestnik UGATU. 2013. № 2. S. 20-28.

8. Gauer Dzh. Opticheskie sistemy svyazi: per. s angl. M.: Radio i svyaz', 1989. 504 s.

9. Sultanov A.Kh., Vinogradova I.L., Salikhov A.I. Podkhod k kompleksnomu modelirovaniyu profilirovannogo interferometra tipa Fabri-Pero, obespechivayushchego pereklyuchenie opticheskikh signalov // Vestnik UGATU. 2009. № 1. S. 172-179.

10. Agrawal Govind P. Nonlinear Fiber Optics. Boston: Academic Press, 2000. 458 p.