Аналіз сучасного стану розробки та використання просторових мультіплексерів і багатозв’язних світловодів для надвисокошвидкістних систем оптичного зв’язку

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorТрубін, Олександр Олексійович
dc.contributor.authorОрищенко, Дмитрій Валерійович
dc.date.accessioned2026-09-30T14:07:10Z
dc.date.available2026-09-30T14:07:10Z
dc.date.issued2026
dc.description.abstractМета роботи – провести комплексний аналіз теоретичних засад просторового мультиплексування (SDM) у волоконно-оптичних системах зв’язку, дослідити сучасні архітектури просторових мультиплексерів та багатозв’язних світловодів, а також виконати кількісну оцінку пропускної здатності SDM-систем порівняно з традиційними одномодовими волокнами. Актуальність теми зумовлена наближенням сучасних оптичних мереж до нелінійної межі Шеннона (близько 100 Тбіт/с для стандартного одномодового волокна), що створює загрозу «кризи пропускної здатності» (capacity crunch) на тлі експоненційного зростання глобального інтернет-трафіку. Технологія просторового мультиплексування, яка використовує раніше не задіяний просторовий вимір оптичного волокна (багатосерцевинні та маломодові структури), розглядається науковою спільнотою як єдиний перспективний шлях подальшого масштабування пропускної здатності магістральних мереж. Об’єкт дослідження – процеси передачі багатоканальних оптичних сигналів у системах із просторовим мультиплексуванням, включаючи явища міжсерцевинних перехресних завад (ICXT) та диференційної групової затримки (DGD). Предмет дослідження – теоретичні моделі (нелінійне рівняння Шредінгера, теорія зв’язаних мод, теорія зв’язаної потужності), архітектури просторових мультиплексерів (фотонні ліхтарі, багатоплощинне перетворення світла MPLC, 3D-хвилеводи), конструкції багатозв’язних світловодів (маломодові FMF, багатосерцевинні MCF, гібридні FM-MCF) та методи оцінки пропускної здатності на основі модифікованої формули Шеннона. Методи дослідження – аналіз науково-технічної літератури, порівняльний аналіз технологій просторового мультиплексування, математичне моделювання перехресних завад з використанням аналітичних виразів Кошиби–Сайто, кількісний розрахунок пропускної здатності для різних типів багатосерцевинних волокон (гетерогенні MCF, сильнозв’язані CC-MCF), а також аналіз світових експериментальних рекордів (зокрема, передача 22,9 Пбіт/с NICT, 2023).
dc.description.abstractotherPurpose of the work – to conduct a comprehensive analysis of the theoretical foundations of Space Division Multiplexing (SDM) in fiber-optic communication systems, to investigate modern architectures of spatial multiplexers and multi-filament optical waveguides, and to perform a quantitative assessment of the throughput capacity of SDM systems in comparison with conventional single-mode fibers. Relevance of the topic is driven by the approaching of modern optical networks to the nonlinear Shannon limit (about 100 Tbit/s for standard single-mode fiber), which creates a threat of a “capacity crunch” against the background of exponential growth of global Internet traffic. Space Division Multiplexing technology, which utilizes the previously unused spatial dimension of the optical fiber (multi-core and few-mode structures), is recognized by the scientific community as the only promising way for further scalability of backbone network throughput. Object of research – the processes of multi-channel optical signal transmission in Space Division Multiplexing systems, including inter-core crosstalk (ICXT) and differential group delay (DGD) phenomena. Subject of research – theoretical models (nonlinear Schrödinger equation, coupled-mode theory, coupled-power theory), architectures of spatial multiplexers (photonic lanterns, Multi-Plane Light Conversion – MPLC, 3D waveguides), designs of multi-filament optical waveguides (few-mode fibers FMF, multi-core fibers MCF, hybrid FM-MCF), and methods for throughput estimation based on a modified Shannon formula. Research methods – analysis of scientific and technical literature, comparative analysis of spatial multiplexing technologies, mathematical modeling of crosstalk using Koshiba–Saitoh analytical expressions, quantitative calculation of throughput for different types of multi-core fibers (heterogeneous MCF, strongly coupled CC-MCF), as well as analysis of world experimental records (e.g., 22.9 Pb/s transmission by NICT, 2023).
dc.format.extent82 с.
dc.identifier.citationОрищенко, Д. В. Аналіз сучасного стану розробки та використання просторових мультіплексерів і багатозв’язних світловодів для надвисокошвидкістних систем оптичного зв’язку : дипломна робота ... бакалавра : 172 Телекомунікації та радіотехніка / Орищенко Дмитрій Валерійович. – Київ, 2026. – 82 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/83607
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectпросторове мультиплексування
dc.subjectнелінійна межа шеннона
dc.subjectбагатосерцевинні волокна
dc.subjectмаломодові волокна
dc.subjectміжсерцевинні перехресні завади
dc.subjectфотонний ліхтар
dc.subjectбагатоплощинне перетворення світла
dc.subjectкремнієва фотоніка
dc.subjectmimo-обробка
dc.subjectпропускна здатність
dc.subjectspace division multiplexing
dc.subjectnonlinear shannon limit
dc.subjectmulti-core fibers
dc.subjectfew-mode fibers
dc.subjectinter-core crosstalk
dc.subjectphotonic lantern
dc.subjectmulti-plane light conversion
dc.subjectsilicon photonics
dc.subjectmimo processing
dc.subjectthroughput capacity
dc.titleАналіз сучасного стану розробки та використання просторових мультіплексерів і багатозв’язних світловодів для надвисокошвидкістних систем оптичного зв’язку
dc.typeBachelor Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Oryshchenko_bakalavr.pdf
Розмір:
1.14 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Бакалаврські роботи (ЕКІР)
Бакалаврські роботи