О лаборатории

Лаборатория оптики и фотоники кафедры телекоммуникационных систем Уфимского государственного авиационного технического университета была создана в 2007 году при финансировании правительства Российской Федерации по национальному проекту «Образование».

Миссией лаборатории является, во-первых, обучение студентов основам проектирования и эксплуатации современных волоконно-оптических сетей; во-вторых – проведение фундаментальных исследований и выполнения НИОКР в области фотоники и волоконно-оптической техники.

У научных сотрудников лаборатории имеется опыт эффективного решения актуальных задач в следующих областях:

1) новые оптические материалы – исследование наноструктурных материалов с уникальными нелинейными свойствами;
2) разработка информационных технологий обработки сигналов на основе мультимасштабного анализа;
3) методы и алгоритмы цифровой дробно-интервальной предварительной коррекции сигнала;
4) исследование взаимодействия поляризационных и нелинейных эффектов в волоконно-оптических линиях передачи;
5) разработка математических методов решений нелинейных уравнений распространения электромагнитных волн на основе методов группового анализа.

Одной из ключевых исследовательских задач данной лаборатории является разработка полностью оптических элементов для волоконно-оптических сетей связи. В 2007-2011 годах осуществлены разработки по созданию нелинейного оптического переключателя на основе ситалла в неравновесном состоянии, интерференционных оптических фильтров на основе многослойных структур с переменным показателем преломления, а также оптических компенсаторов поляризационной модовой дисперсии (ПМД).В 2010-2011 проведен аудит волоконно-оптических линий связи ОАО «Башинформсвязь» и ОАО «Ростелеком» с целью оценки их резерва для дальнейшего увеличения скорости передачи. На основании полученных характеристик разработаны рекомендации по модернизации ВОЛС. Разработаны методические рекомендаций по совершенствованию системы технической эксплуатации ВОЛС в условиях повышения требований к качественным параметрам среды передачи при переходе на перспективные высокоскоростные технологии XWDM. В 2012-2013 гг. реализован проект в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, целью которого являлось повышение эффективности использования каналов связи при организации широкополосного мультимедийного доступа в эксплуатируемых телекоммуникационных сетях городского масштаба на основе технологий PON и PLC.

В настоящее время проводимые в лаборатории исследования направлены на разработку оптических методов обработки сигнала для телекоммуникаций на основе модового уплотнения каналов (MDM). Как показывают современные прогнозы, общемировой объем трафика примерно каждые 7 лет возрастает на порядок. При этом, начиная с 1980-х годов, тенденция развития технологий волоконно-оптической передачи в целом была такова, что пропускная способность магистральных сетей возрастала на порядок приблизительно каждые 4 года. Однако на текущем технологическом уровне пропускная способность волоконно-оптических линий связи уже практически достигла физического предела, и чтобы не допустить в ближайшие годы так называемого «кризиса пропускной способности» (capacity crunch), необходима разработка принципиально новых технологий передачи, которые позволили бы многократно повысить эффективность использования ресурсов оптического волокна. Таким образом, технология MDM в настоящее время рассматривается как один из наиболее эффективных вариантов решения проблемы недостатка пропускной способности. В рамках наших исследований, направленных на практическое внедрение этой технологии, разработаны новые методы анализа искажений уплотненного по модам сигнала и полностью оптической компенсации данных искажений. Предполагается, что разрабатываемые решения позволят снизить потребность в вычислительных ресурсах и реализовать MDM-системы, позволяющие передавать данные со скоростями более 10 Тбит/с по одному волокну.

Также в настоящее время в лаборатории ведутся исследования по созданию полностью оптических методов и устройств для генерации сигналов в сверхширокополосных системах типа Radio-over-Fiber (UWB-RoF). Предполагается, что результаты исследования позволят создать и внедрить в промышленное производство оборудование широкополосной передачи данных, которое в ближайшие годы обеспечит как импортозамещение в данной области, так и конкурентоспособную позицию на мировом рынке телекоммуникационного оборудования.

Данные исследования проводятся при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках следующих программ и грантов:

  • базовая часть государственного задания образовательным организациям высшего образования №2014/240;
  • мероприятие 1.2 федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы» (Соглашение о предоставлении субсидии №14.574.21.0058).

К настоящему времени лаборатория оснащена следующим оборудованием:

  • Оптический рефлектометр во временной области Yokogawa AQ7260 OTDR.
  • Анализатор хроматической дисперсии оптического волокна EXFO FTB-5800 на платформе EXFO FTB-400.
  • Анализатор поляризационной модовой дисперсии (ПМД) оптического волокна EXFO FTB-5500B на платформе EXFO FTB-400.
  • Поляризационный оптический рефлектометр во временной области EXFO POTDR-1100 на платформе EXFO FTB-400.
  • Оптический анализатор спектра Yokogawa AQ6370 OSA.
  • Модель волоконно-оптической системы передачи по технологии WDM (на основе четырехканальных полностью оптических мультиплексоров Opticin 1х4 CWDM Mux).
  • Широкополосный источник излучения в C и L диапазонах EXFO FLS-5800.
  • Стабилизированный лазерный источник высокой мощности с распределенной обратной связью Yokogawa AQ2200-111 на платформе Yokogawa AQ2202.
  • Лазерный источник, перестраиваемый в диапазоне длин волн 1440-1640 нм Yokogawa AQ2200-136 на платформе Yokogawa AQ2202.
  • Сенсор для измерения оптической мощности в широком диапазоне длин волн: тестирование волоконно-оптических систем Yokogawa AQ2200-211 на платформе Yokogawa AQ2202.
  • Сварочный аппарат для термического соединения оптических волокон Fujikura FSM 50S.
  • Электронный микроскоп Westover Scientific для контроля торцевых поверхностей волоконно-оптических коннекторов.
  • Транспортный анализатор EXFO FTB-860 NetBlazer.
  • Отладочный комплект цифровой обработки сигнала Altera Stratix III Development Kit DK-DSP-3SL150N.

Модель CWDM-ВОСП