Ученые Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. разработали метод генерации оптических сигналов, позволяющий существенным образом увеличить количество передаваемых данных в единицу времени.

Объемы данных, передаваемых в сети Интернет, продолжают неуклонно расти год от года, поэтому задача увеличения скорости передачи информации была и остается одной из самых актуальных уже долгое время. Одним из ее решений является использование технологии спектрального уплотнения каналов на основе квадратурной фазовой манипуляции сигналов.

Ранее автор проекта – кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Информационная безопасность автоматизированных систем» Института электронной техники и приборостроения СГТУ имени Гагарина Ю.А. Леонид Кочкуров выиграл грант Президента Российской Федерации на проведение исследования, которое стало еще одним шагом к развитию телекоммуникационной отрасли.

«Цель моего исследования состояла в том, чтобы разработать эффективный и устойчивый метод увеличения плотности потока передаваемой информации, который будет пригоден для практического применения в современных сетях передачи данных. Это позволит обеспечить стабильную и надежную работу сетей при растущих объемах передаваемых данных, повысит их производительность, эффективность и экономичность», – рассказывает  Леонид Кочкуров.

Разработка технологии плотного спектрального мультиплексирования позволила передавать данные со скоростями до 400 Гбит/c. Такие скорости возможны лишь при применении новых форматов модуляции, которые используют переключение поляризации излучения и фазовую манипуляцию сигнала. Популярный ныне формат DP QPSK использует две поляризации, в каждой из которых при неизменной амплитуде сигнала его фаза может принимать 4 значения. Конечно, при распространении такого сигнала в оптическом волокне из-за дисперсии и нелинейности сигнал может существенным образом искажаться. Для подавления амплитудных шумов может быть использован лазер, синхронизуемый внешним сигналом с амплитудной и фазовой модуляцией. Так как в генераторе амплитудные изменения подавляются, в то время как фаза генератора может быть изменена достаточно быстро, то такая система представляется перспективной.

В качестве источника сигнала предлагается использовать матрицы из полупроводниковых лазеров. Сами полупроводниковые лазеры обладают рядом преимуществ, выгодно выделяющих их на фоне конкурентов. Среди основных можно отметить их высокую энергоэффективность, низкую себестоимость, быструю скорость переключения, возможность монолитной интеграции в схемы передающих устройств.

Результатом проведенных исследований стали разработанные подходы, позволяющие анализировать эволюцию динамического поведения ансамблей связанных полупроводниковых лазеров при изменении задающего внешнего воздействия. Дальнейшие исследования и разработки в этой области могут привести к созданию новых типов устройств и технологий, способных более эффективно подавлять шумы и повышать качество сигнала.

Проект может иметь широкое практическое применение, в первую очередь, в информационно-телекоммуникационных системах различного уровня, радиоэлектронике, а также нелинейной динамике, что позволит осуществить переход к передовым цифровым технологиям, а также созданию систем обработки больших объемов данных.