Аннотация

Аннотация: Современные телекоммуникационные системы требуют высокоскоростных и энергоэффективных оптических коммутаторов для обработки сигналов в условиях динамически изменяющихся нагрузок. Существующие решения, такие как механические, электрооптические, акустооптические и термооптические коммутаторы, обладают ограничениями по быстродействию и управлению, что делает их непригодными для задач оптической пакетной коммутации (OBS) и работы в сетях 5G/6G. Цель работы: Разработка волоконно-оптического устройства быстрой нереляционной коммутации на основе двухрезонаторного интерферометра Фабри-Перо (ДИФП) с гребенчатой структурой выходного зеркала, обеспечивающего высокую скорость переключения и возможность управления непосредственно через оптический сигнал. Используемые методы: В работе применены методы компьютерного моделирования (с использованием пакета HFSS) для оптимизации конструкции гребенчатого зеркала и анализа интерференционной картины в смесителе ДИФП. Также использованы аналитические подходы для расчета параметров устройства, включая градиент показателя преломления и резкость интерференционной картины. Новизна: Предложение конструкции ДИФП с гребенчатой структурой зеркала, обеспечивающей многопортовое переключение сигналов. Использование градиентного смесителя для компенсации искажений интерференционной картины. Реализация нереляционного управления, где управляющая информация передается через сам оптический сигнал. Результаты: Разработанное устройство демонстрирует возможность коммутации оптических сигналов с временем переключения до долей наносекунд, что соответствует требованиям современных высокоскоростных сетей. Моделирование подтвердило эффективность ступенчато-скошенной гребенчатой структуры для разделения сигналов с различными длинами волн. Практическая значимость: Устройство может быть применено в центрах обработки данных (ЦОД), сетях 5G/6G, а также в системах радиочастотной передачи (RoF) для управления антенными решетками. Реализация технологии позволит снизить энергопотребление и повысить скорость обработки данных, что особенно актуально для задач оптической пакетной коммутации и динамической маршрутизации.