Предложение по реализации компенсатора поляризационной модовой дисперсии, построенного на основе нелинейной структуры

Сластунов Михаил Андреевич; Умаров Тимур Абдувайитович; Макаров Дмитрий Евгеньевич

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №12/2015 ISSN 2410-700Х Общее решение уравнения (10) с учетом краевых условий (11) имеет вид:

(12)

s 2

C = CIÖ ■ eXP

riö (ctÖ )2 --(X-0 + D ■ ( ' ) . ■(T-T.)

AC,- 1 К )2 ( 4)

Решение (12) описывает распределение концентрации атомов сорта i за границей новой фазы. Описан перенос ионов сорта i в объеме электролита при воздействии градиента потенциала Дф при температуре T [уравнение (6)], перенос атомов сорта i от границы электрода в его объем до границы фазового перехода С/ 0 на расстоянии Е, от границы за время т^ [уравнение (10)], а также перенос атомов

сорта i от границы фазового перехода в объем электрода [уравнение (12)]. Список использованной литературы

1. Делимарский, Ю. К. Электрохимия ионных расплавов / Ю. К. Делимарский. - М.: Металлургия, 1978. - 248 с.

2. Лепинских, Б. М. Физическая химия оксидных и оксифторидных расплавов / Б. М. Лепинских, А. И. Манаков. - М.: Наука, 1977. - 190 с.

3. Барабошкин, А. Н. Электрокристаллизация металлов из расплавленных солей / А. Н. Барабошкин. - М.: Наука, 1976. - 371 с.

4. Ibl, N. About concentration for the charged particles in fusion at the unset electrolysis / N. Ibl // Chemical Engineering Technology. - 1971. - Bd. 43, No. 4. - Р. 202-215.

5. Бегунов, А. И. Катодный выход по току при электролизе расплавленных солей с горизонтально расположенными электродами / А. И. Бегунов, И. И. Скобеев // Известия вузов. Цветная металлургия. - 1977. - № 1. - С. 76-81.

УДК 621.389

Сластунов Михаил Андреевич Умаров Тимур Абдувайитович Макаров Дмитрий Евгеньевич

Академия ФСО России, г. Орел, Российская Федерация

E-mail: [email protected]

ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПО РЕАЛИЗАЦИИ КОМПЕНСАТОРА ПОЛЯРИЗАЦИОННОЙ МОДОВОЙ ДИСПЕРСИИ, ПОСТРОЕННОГО НА ОСНОВЕ НЕЛИНЕЙНОЙ СТРУКТУРЫ

На сегодняшний день использование одномодового оптического волокна, благодаря небольшим потерям оптической мощности, малой дисперсии импульса и другим преимуществам является лучшей направляющей средой для передачи информации на высоких скоростях и большие расстояния.

При движении по оптическому волокну световые импульсы претерпевают различные искажения из-за затухания и дисперсии, что ограничивает скоростной ресурс и дальность передачи данных, что в свою очередь вызывает необходимость в применении волоконно-оптических усилителей (ВОУ) и компенсаторов искажений различного рода.

Анализ современных волоконно- оптических линий связи с применением ВОУ и компенсаторов хроматической дисперсии показывает, что поляризационная модовая дисперсия (ПМД) становится основным фактором, ограничивающим протяженность построения транспортных сетей связи со скоростью передачи 40 Гбит/с и выше. Кроме того, ПМД может ухудшать качество работы в данных сетях до 10 Гбит/с, следовательно, изучение возникновения причин ПМД, методов ее компенсации и создание устройств для этой цели является актуальным и представляет научный интерес.

Предполагается использование на ВОЛС компенсатора ПМД, который может быть построен на основе линейной или нелинейной структуры. На рисунке 1 представлен вариант схемы линейного компенсатора ПМД.

Делитель

Регулируемые ОЛЗ

1 Дт Дт Дт 1 1 ,

1 1

Дт Дт Дт 1

1

f f f ^

Регулятор

Комбайнер

Ответвитель

Рисунок 1 - Структурная схема линейного компенсатора ПМД

Данное устройство выполняет свои функции с заданной точностью, которая достигается за счет оптических линий задержки (ОЛЗ). Следовательно, при увеличении точности компенсатора, увеличивается длинна корректирующего устройства, ОЛЗ увеличивают время распространения оптического сигнала через пассивный элемент, что ведет к неудовлетворению условий высокоскоростной передачи сигналов в ВОСП.

Исходя из вышесказанного, возникает необходимость создания компенсатора на основе нелинейной структуры, который бы смог обеспечить необходимую пропускную способность оптической сети. Основной идеей данного подхода является увеличение точности коррекции не за счет увеличения длины компенсатора, а за счет увеличения его глубины. Таким образом ОЛЗ располагаются не последовательно, параллельно и добавляются элементы нелинейности. За счёт обратной связи осуществляется регулировка ОЛЗ.

На вход устройства сигнал поступает в оптическом виде. Делитель обеспечивает разделение сигнала на быструю и медленную составляющие. В блоке регулируемых ОЛЗ происходит выравнивание составляющих по времени, посредством этого компенсируется уширение импульсов. Анализатор производит сравнение по времени и если выравнивание успешно, то комбайнер осуществляет сложение быстрой и медленной составляющей. На рисунке 2 представлена структурная схема нелинейного компенсатора ПМД.

Регулируемые ОЛЗ

ММ

Е —>-

1 Анализатор Комбайнер — Ответвитель

Е 1 —►

Регулятор

Рисунок 2 - Структурная схема нелинейного компенсатора ПМД

Математическая модель такого компенсатора аналитически основана на многомерном аппроксимирующем полиноме (1)

"1 "m

С— I- IC j

Л yJm , i — 1, K ,

x1 • x

(1)

л=0 ]т=0

где: К - количество отсчетов сигнала на тактовом интервале;

т - структурный параметр, определяющий длину (число звеньев корректора) аппроксимирующего полинома;

П1,...Пт - величины, определяющие степень нелинейности оператора; С - вектор коэффициентов т - мерного аппроксимирующего полинома.

Особенностью данного компенсатора будет являться параллельная коррекция двух составляющих сигнала. Математически оба преобразования идентичны. Рассмотрим на примере одного из них.

Принимая функцию среднеквадратической ошибки в качестве меры искажения и с учетом выражения (1) задачу нелинейной компенсации сформулируем в виде:

Xc(кТ)-Хс(кТ,С, m ) Хс(кТ)-Хс(кТ,С, m )

^ mm

(2)

где X - вектора отсчетов исходного сигнала.

Для удобства записи, с учетом независимости векторов, в выражении (2) и далее индекс номера тактового интервала опущен.

С учетом выражения (1) задача (2) может быть записана подробнее, как получение оценки вектора X с

по всем его к компонентам:

-] 2

П пт

*с1 -I-цс^т^т-хтт (1) +••• + (3)

Л=0 Лт =0

К -I-1 ск _тА(к)-Хтт (к)

1=0 1т =0

Обобщая выражение (3) представим его в виде

^ min

С„ .

"1 "m

Xi -S-Iijj)-xjmm (i)

Л1—0 im —0

^ Ш1П

(4)

Для решения задачи нелинейного компенсатора продифференцируем левую часть выражения (4) по

(5)

каждому из коэффициентов С. и приравняем ее к нулю.

Л]т

дС,

■I-1 i^jo-xJmm (i)

к

—

V

"1 "m

Л— 0 im —0

Xci - I- I CJi,-,imX/1(i)-xJJ (i)

Л1 —0 im —0

■x14(i)- xJj (i) I — 0,

где 11,12 ,---Лт принимают те же значения, что и ] Л 2 ,---,]т .

На основании (5) построим систему линейных алгебраических уравнений вида

к "1 и„

(6)

11 -1С]!,-.,^ Л1 (/)- хтт+1т (,-) = I ХсЛ1 (') - Хтт(■)'

'=1 ]1=0 Лт =0 '=1

Перебором всевозможных комбинаций индексов /р/),шшш,/п отличающихся хотя бы одним элементом,

записываются все уравнения системы, из решения которой находится вектор С коэффициентов нелинейной формирующей системы, минимизирующий выражение (2).

Полученные таким образом значения массива параметров С позволяют непосредственно

]1,-,]т

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

построить функциональную схему формирующей системы, учитывающей нелинейные искажения при передаче оптического сигнала по волоконно-оптическим линиям связи.

Таким образом, задача компенсации ПМД в волоконно-оптических линий связи сводится к оптимизационной задаче поиска коэффициентов нелинейной формирующей системы, обеспечивающих

С

2

i—1

X

i—1

У

i—1

к

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ»» №12/2015 ISSN 2410-700Х_

минимум выражения (2), что ведет к уменьшению искажений, а следовательно, увеличению пропускной способности ВОЛС.

Список использованной литературы:

1. Саитов И. А. Теоретические основы построения средств связи оптического диапазона : учебное пособие / И. А. Саитов, В. М. Щекотихин. - Орел: Академия ФСО России, 2008. - 491 с.

2. Ланнэ А. А. Нелинейные динамические системы: синтез, оптимизация, идентификация. - Л.: ВАС, 1985. -240 с.

УДК 691

Солопова Галина Сергеевна

аспирант, г.Самара, РФ E-mail:[email protected]

ЭТАПЫ СТАНОВЛЕНИЯ ПОРИСТЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ И БЕТОНОВ НА ИХ ОСНОВЕ

Аннотация

Появление пористых заполнителей дало толчок к появлению нового вида материала и росту бетонной промышленности.

Ключевые слова

Бетон, пористые заполнители, бетоны на пористых заполнителях, этапы, становление.

Анализ современного состояния и перспектив развития мирового строительства свидетельствует о нарастающей тенденции применения строительных материалов и конструкций, обеспечивающих значительное снижение массы зданий и сооружений. Одно из ведущих мест здесь принадлежит пористым заполнителям и легким бетонам на их основе.

Для приготовления бетонов используют различные виды заполнителей, поэтому развитие легких бетонов тесно связано с развитием пористых заполнителей. Развитие пористых заполнителей можно разделить на три этапа:

1. Древние времена

2. Начало 20 века (довоенный период)

3. Послевоенный период и наше время.

Первый этап. Природные пористые заполнители для изготовления легких бетонов применяли в далекой древности. До нас дошел рецепт легкого бетона для гидротехнических сооружений, предложенный Плинием Старшим (23-79гг н.э.): 1 ч. извести, 2 ч. пуццолана, 1ч. толченого туфа, 5 ч. туфа в виде щебня. Гидротехнические сооружения из легкого бетона указанного состава строили в Римской империи в течение нескольких столетий, некоторые из этих сооружений в Италии (Анкона и Чевитавиккия) сохранились до настоящего времени [1, с. 15].

Второй этап. Первые опыты по вспучиванию глинистых сланцев (1904г.) выполнил американец Стефан Хайд. В 1916г. он получил патент на производство пористых заполнителей путем обжига глинистых сланцев во вращающихся печах. В том же году в США под Бермингемом была пущена первая в мире установка по получению пористого заполнителя из глинистых сланцев. В честь изобретателя заполнитель был назван хайдитом [5, с. 42].

Систематические исследования вопросов технологии получения пористых заполнителей из глин в СССР были начаты в 1925 году проф. Е.В. Костырко. Заполнитель он получал дроблением вспученных крупных кусков глины. В 1930 году И.А. Гервидс получил пористый заполнитель вспучиванием глинистых

Текст научной работы на тему «Предложение по реализации компенсатора поляризационной модовой дисперсии, построенного на основе нелинейной структуры»