Лаборатория оптики и фотоники кафедры телекоммуникационных систем Уфимского университета науки и техналогий 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:
К настоящему времени лаборатория оснащена следующим оборудованием: