ТематическаяТематическая карточка

на новую научно-исследовательскую работу

Вид, шифр, наименование работы.

Цель работы. Основные характеристики. Объемы работ и поставок по годам (в текущих ценах), в млн. руб.

 ИТОГО 2024г.

1 2 3

          НИР «Хххххх-Фотоника»

Исследование возможности создания устройства преобразования последовательности низкочастотных цифровых импульсов в последовательность одиночных фото… .нов(фотонный преобразователь).

Цель НИР: 

Изучение технических подходов и возможностей создания … фотонного преобразователя . Определение достижимых технических характеристик изделия. Разработка технического задания на опытно-конструкторскую работу по созданию устройства преобразования последовательности низкочастотных цифровых импульсов в последовательность одиночных фотонов… ..

Сроки проведения НИР – 2024г.

Потребные ассигнования        

НИР млн. руб. ХХ,00 ХХ,00

Справка – обоснование

необходимости задания НИР «Хххххх-Фотоника»

I. Шифр НИР – «Хххххх-Фотоника»

II. Наименование НИР – Исследование возможности  создания … . устройства преобразования последовательности низкочастотных цифровых импульсов в последовательность одиночных фотонов.

III. Цель работы - Изучение технических подходов и возможностей создания устройства преобразования последовательности низкочастотных цифровых импульсов в последовательность одиночных фотонов . Определение достижимых технических характеристик изделия. Разработка технического задания на опытно-конструкторскую работу по созданию … устройства преобразования последовательности низкочастотных цифровых импульсов в последовательность одиночных фотонов.

IV. Обоснование необходимости задания системных исследований в интересах развития Фотоники.

 Необходимость создания полностью оптических сетей обусловлена решением проблемы передачи постоянно возрастающего объема трафика данных. Ключевую роль в создании полностью оптических сетей может оказать разработка и внедрение устройства преобразования последовательности низкочастотных цифровых импульсов в последовательность одиночных фотонов отводится оптическим коммутаторам,, так как без них не представляется возможным реализация основной парадигмы полностью оптических сетей. Сегодня на низких частотах работает огромное количество всевозможных устройств, ПК, мобильные сети , Интернет, и они будут работать если не всегда, то достаточно долгое  время. Следовательно требуется устройства способные производить преобразования электрического сигнала в оптический и обратно. Такие устройства есть и они уже хорошо работают, но они преобразуют последовательность импульсов низких частот в последовательность огромного потока фотонов, тем самым (засоряют) передаваемый оптоволоконный канал. Если каждый низко частотный импульс передавать одним фотоном, то скорость передачи информации можно увеличить до десять в пятнадцатой степени импульсов в секунду и больше, в зависимости от используемого видимого спектра. Одним из способов увеличения скорости передачи информации это использовать более высокочастотные устройства генерации. Чем выше частота, тем выше скорость передачи информации. Второй способ передавать информацию (импульсы) одновременно с N генераторов и принимать их N количеством приемников, но для этого потребуется ещё N линий связи. Супер перспективным способом увеличения скорости передачи информации будет использовать преобразователь последовательности низкочастотных цифровых импульсов в последовательность одиночных фотонов или их необходимого числа для передачи последовательности фотонов на достаточно большое расстояние, более ста км. Надо понимать что с уменьшением числа фотонов будет уменьшаться дальность передачи данных , по этому использовать одиночные преобразователи целесообразно в специальных сетях или приборах для создания квантового супер компьютера, то есть там где это необходимо. Для массового потребителя запредельная скорость передачи данных не обязательна достаточно от ста до тысячи Гбит/сек, с чем преобразователь легко справится. Увеличивая скорость в сто раз мы сможем увеличить передачу данных с 2МГц до 200МГц, а с 10 ГГц до 1000 ГГц. Это позволит сети 1-5G преобразовать в супер быстродействующие. коммутация на оптическом уровне (т.е коммутация осуществляется без преобразования оптического сигнала в электрическую форму и обратно), которая реализуется с помощью оптических переключателей.

 Изменение архитектуры волоконно-оптических сетей, оперативная маршрутизация в сетях доступа и локальных системах ВОСП невозможна без быстрой и эффективной коммутации оптических информационных потоков. Эта коммутация осуществляется с помощью волоконно-оптических коммутаторов. Это совокупность оптических коммутационных приборов, реализующая полнодоступную схему на «n» входов и «m» выходов, объединенная конструктивно и схемно. Оптическое коммутирование для маршрутизации передаваемых сигналов имеет большое значение и позволяет избегать оптоэлектрического преобразования. В настоящее время существует довольно большое количество типов волоконно-оптических коммутаторов, отличающихся двумя важнейшими показателями: скоростью переключения и емкостью – числом коммутируемых стандартных модулей. 

 Переходное затухание коммутатора - отношение мощности на нужном (скоммутированном) выходе к мощности сигналов на всех остальных выходах. Этот показатель должен быть как можно больше.

 Коэффициент ослабления коммутируемого сигнала на выходе в режиме «выключено» по сравнению с режимом «включено» (может варьироваться от 40 - 50 дБ до 10 - 15 дБ в зависимости от типа коммутатора). Этот показатель должен быть как можно больше.

 Поляризационные потери коммутатора (PDL) - ослабление коммутируемого сигнала, вызванное его поляризацией. Уровень этих потерь зависит от места коммутатора в системе связи и должен быть как можно меньше. Для их снижения на входе коммутатора может быть использовано специальное волокно, препятствующее возникновению поляризации сигнала.

 Существуют несколько технологий, используемых для создания оптических коммутаторов. Среди них можно выделить следующие типы оптических коммутаторов:

- механические оптические коммутаторы;

- электрооптические коммутаторы;

- термооптические коммутаторы;

- оптоэлектронные коммутаторы на основе SOA (ППОУ);

- интегральные активно-волноводные коммутаторы;

- коммутаторы на фотонных кристаллах;

- коммутаторы на многослойных световодных жидкокристаллических матрицах;

- коммутаторы на ИС с набором матриц оптоэлектронных вентилей, связанных при взаимодействии оптическим лучом.

Для полноценной работы устройства преобразования потребуется преобразователь последовательности низко частотный импульсов и некоторые дополнительные устройства широко представленные на рынке Стоимость всего устройства будет определяться в зависимости от решаемой задачи, причем преобразователь будет стоить на порядок меньше всех остальных устройств.

Решаемые задачи:

- расширение функциональных возможностей сети связи. 

- увеличение пропускной способности сегментов сети

- повышение сетевой безопасности сегментов сети.

- увеличение пропускной способности транспортных систем без капитальных затрат на строительство дополнительных ВОЛС (спектральное уплотнение ВОЛС – применение технологии DWDM);

- применение вновь разработанных вариантов сценариев работы сети в изменяющихся условиях обстановки в режиме реального времени с сохранением контрольных сроков доставки сообщений;

С целью определения путей и способов решения поставленных задач предлагается проведение «Хххххх-Фотоника» в 2024 году. 

(Ориентировочный бюджет ХХ млн. руб.) 

Ожидаемые результаты:

- концепция (общий замысел) - определение принципов построения современной полностью оптической сети.

- предложения по оптимизации сетевых ресурсов;

- методические рекомендации по обеспечению единого сетевого мониторинга и управление оптическими сетями.

- предложения на разработку ТЗ для вновь разрабатываемых оптических устройств.

Оптические коммутаторы строятся на основе пассивных оптических разветвителей, в которых нет электрических сигналов.

Наименование:

Исследование возможности создания … .

НИР «Хххххх-Фотоника»

Преимущества оптических световодов:

- время распространения сигнала,

- широкополосность,

- помехозащищенность,

- малое затухание светового сигнала.

Цель НИР: Изучение технических подходов и возможностей создания … . Определение достижимых технических характеристик изделия. Разработка технического задания на опытно-конструкторскую работу по созданию …..

Решаемые задачи

- разработка методов, обеспечивающих увеличение пропускной способности в направлениях связи между объектами;

- разработка методологического аппарата оценки характеристик сети в различных условиях обстановки;

- разработка облика перспективных возможностей сети связи;

- оценка повышения сетевой безопасности сегментов сети;

- разработка метода наложения транспортных систем на базе используемого кабельного хозяйства, без капитальных затрат на строительство дополнительных ВОЛС;

- разработка метода сопряжения вновь разрабатываемой аппаратуры с существующей для повышения быстродействия и пропускной способности каналов связи;

- обеспечение встречной работы с аппаратурой Э2004.

- предложения по оптимизации сетевых ресурсов с использованием оптической коммутации;

Преимущества оптических коммутаторов:

- время доставки сигнала,

- безопасность,

- помехозащищенность,

Срок проведения НИР Потребные ассигнования, в млн. руб. Ассигнования, в млн. руб.

2024 год (12 месяцев) ХХ,0 ХХ,0

Ожидаемые результаты:

- концепция (общий замысел) - определение принципов построения современной, полностью оптической сети.

- методические рекомендации по обеспечению единого сетевого мониторинга и управление оптическими сетями.

- ТЗ на разработку новых оптических уст

ройств.

На страницу проекта