36. Нелінійні ефекти у повністю оптичних мережах.

Особливістю систем з оптичним мультиплексуванням є виникнення в них ряду нелінійних ефектів. Особливо сильно нелінійні ефекти проявляються в системах із щільним і сверхплотным мультиплексуванням, внаслідок значного збільшення щільності оптичної потужності у волоконному световоде. До нелінійних ефектів ставляться:

- змушене бриллюэновское розсіювання;

- змушене рамановское розсіювання;

- фазова самомодуляція й перехресна фазова модуляція;

- четырехволновое змішування;

- модуляційна нестійкість;

- солитонный ефект.

З ростом ємності ВОСП очевидна тенденція збільшення потужності сигналу. Однак потужність сигналу не може рости нескінченно, з огляду на, що як тільки рівень потужності підвищується, оптичні нелінійності змінюють характеристики системи. У цій ситуації доводиться встановлювати верхня межа відносини сигнал/шум, отже, зменшувати максимально припустиму ємність ВОСП.

Нелінійні взаємодії між оптичним сигналом і оптоволоконной середовищем передачі виникають при збільшенні потужності оптичного сигналу. Остання збільшується для того, щоб компенсувати більші внесені втрати при використанні встаткування WDM і для досягнення більших довжин секцій. Наслідком цього з'явилася необхідність аналізу впливу нелінійних ефектів на ділянках, де регенерація відсутня й там, де використовується системи DWDM.

Ці нелінійності можуть бути розбиті на дві основні групи: явища, які пов'язані з ефектом розсіювання світлової хвилі у волокні. Вони обумовлені взаємодією світлових хвиль із фононами (молекулярна вібрація) у кварцовому середовищі й у свою чергу викликані змушеним розсіюванням Бриллюэна (SBS) і змушеним рамановским розсіюванням (SRS), або, як його ще називають, комбінаційним розсіюванням. До іншої групи ставляться явища, які пов'язані із залежністю показника переломлення волокна від оптичної потужності. Ця категорія включає змішання чотирьох хвиль (FWM), фазову автомодуляцию (SPM), перехресну фазову модуляцію (CPM), модуляційну нестабільність і солитоный ефект. Ці ефекти визначаються наступними параметрами волокна й сигналу, що поширюється по ньому: дисперсійними характеристиками волокна, ефективною площею серцевини волокна, числом і кроком між оптичними каналами в многоканальных системах, повної не регенерируемой довжиною лінії, а також інтенсивністю сигналу й шириною випромінюваної спектральної лінії.

Змушене Бриллюэновское розсіювання, змушене рамановское розсіювання й четырехволновое змішування викликають посилення деяких каналів за рахунок зменшення потужності інших каналів, у той час як SPM і CPM впливають тільки на фазу сигналів і приводять до розширення спектра, що у свою чергу спричиняється необхідність збільшення запасу по дисперсії. Нелінійна взаємодія залежить від довжини лінії передачі й площі поперечного переріза волокна, при цьому, чим длиннее лінія зв'язку, тим сильніше взаємодія й значніше вплив нелінійного явища. Однак у міру, того як сигнал поширюється по лінії зв'язку, його потужність зменшується внаслідок ослаблення волокна. Загалом, явище розсіювання характеризується коефіцієнтом підсилення g і шириною спектра , у якому є присутнім посилення.