Рассмотрены оптические явления в световодах и быстрорасширяющиеся области их применения. Стимулом стремительного развития опто-волоконных систем явилась оптическая связь, позволившая в миллиарды раз увеличить объем информации, передаваемой по одной волоконной линии по сравнению с обычной электропроводной линией. Приведены результаты технологии изготовления ультрачистого оптического стекла, рассмотрен прогресс в создании лазерных источников излучения и скоростных систем регистрации оптических сигналов.

Запропоновано модель структури інтегрованої відомчої мережі зв'язку (ІВМЗ) на підставі об'єднання волоконно-оптичних мереж і мереж абонентського радіодоступу, що сприяє зручності користування, підвищенню пропускної спроможності, надійності, завадозахищеності мережі та забезпеченню мобільності швидкісних терміналів абонентів. Досліджено алгоритм доступу елементів загального користування в ІВМЗ з урахуванням двоетапної процедури обробки заявок з метою забезпечення можливості вибору необхідних розмірів об'ємів буферів пам'яті накопичувачів, продуктивності комутаторів і сталості процедури доступу в обох сегментах ІВМЗ. Розроблено алгоритм адаптивної обробки цифрових сигналів у процесі передачі за умов складної сигнальної обстановки.

Запропоновано принципи створення автоматизованої геоінформаційно-енергетичної системи (АГІЕС) на базі оптико-електроніки. Одержано дві спеціалізовані моделі АГІЕС та розроблено їх структурну й архітектурну організацію відповідно до призначення, що надають можливість об'єднання до єдиного універсального інформаційно-енергетичного простору різних баз знань, виконання швидкісного та якісного обміну інформацією та забезпечення необхідною енергією, а також розширення області застосування та функціональних можливостей. Для АГІЕС запропоновано модифікованй метод Q-перетворення, що дає змогу підвищити завадостійкість на 11 %. Для його реалізації розроблено алгоритм і програмну реалізацію, а також проаналізовано завадостійкість методу за дії шумових завад різного розподілу. Модифіковано метод паралельного векторно-матричного множення як перспективний метод обробки інформації в АГІЕС. Розроблено структурну модель паралельного векторно-матричного помножувача на базі цього методу, що характеризується підвищенням на порядок обчислювальної продуктивності.

Побудовано математичний апарат для розрахунку статистики параметрів електромагнітних нелінійних хвиль, що розповсюджуються у нелінійних середовищах за наявності шумів. З'ясовано, що удосконалені теоретичні методи дозволяють моделювати такі дійсні фізичні процеси, як розповсюдження електромагнітних солітонних імпульсів у сучасних волоконно-оптичних лініях зв'язку. Встановлено, що шуми у лініях зв'язку мають достатньо малу інтенсивність, для дослідження впливу шумів на розповсюдження солітонів використано адіабатичну солітонну теорію збурень. За допомогою рівняння теорії збурень представлено рівняння Ланджевена, які описують еволюцію параметрів електромагнітних солітонів, одержано рівняння Фоккера - Планка для функцій густини ймовірності солітонних параметрів. Проаналізовано рівняння Фоккера - Планка, одержані для трьох видів електромагнітних імпульсів - скалярних, векторних і надкоротких солітонів. Рівняння Фоккера - Планка досліджено з використанням точних і наближених методів - методу ВКБ і гауссового наближення.

Розроблено модель оптичної транспортної DWDN системи передачі інформації, що базується на побудові й аналізі ОКО-діаграми та дозволяє одержати характеристики якості функціонування для кожного спектрального каналу, залежно від його характеристик. Досліджено залежність максимальної швидкості передачі та довжини регенераційної ділянки за заданих коефіцієнтів бітової помилки. Проведено вимірювання диференціальної групової затримки сигналу в оптичних волокнах. На підставі одержаних результатів вимірювань створено підсистему моделювання поляризаційної модової дисперсії (ПМД). Удосконалено схему компенсації ПМД, що суттєво зменшує вплив даного виду дисперсії на параметри транспортних систем. Встановлено, що джиттер складається з детермінованої та випадкової складових. Розроблено спосіб мінімізації впливу джиттера шляхом часового зсуву точки прийняття рішень щодо прийняття біту. Наведено методи оптимізації параметрів і мінімізації впливу нелінійних ефектів, компенсації поляризаційної модової дисперсії та зменшення впливу джиттера, що дозволяють збільшити довжину регенераційної ділянки та швидкість передачі інформації, причому ефективність використання запропонованих рішень зростає зі збільшенням швидкості передачі, а це дозволяє досягти збільшення пропускної здатності системи.

Проаналізовано оптичні транспортні мережі стосовно мережно-залежних рівнів з урахуванням техніко-економічних особливостей і стратегії планування розвитку. Значну увагу приділено питанню підвищення пропускної здатності оптичних транспортних систем, зокрема, компенсації ефектів поляризаційно-модової дисперсії у багатоканальних волоконно-оптичних системах передавання інформації зі спектральним ущільненням. Запропоновано спосіб і автоматизовану систему компенсації. Проведено аналіз топологічних властивостей транспортних мережних систем і вперше запропоновано їх застосування для оптимізації топології транспортних мереж, оцінки параметрів надійності та формування теоретичної бази для керування та розрахунку інформаційних потоків. Проаналізовано ефективність використання технічних ресурсів оптичних транспортних систем. Розроблено шляхи, методи та засоби підвищення даного показника. Запропоновано враховувати топологічні властивості мережних структур для синтезу та розвитку транспортних оптичних мереж. Наведено результати аналізу й оптимізації транспортних оптичних систем операторів телекомунікацій України.

Проанализировано качество функционирования оптических транспортных сетей (ОТС) связи на базе технологии спектрального разделения каналов, использующих передающий и приемный оптоэлектронные модули. На основании исследования предложен метод улучшения показателей волоконно-оптических систем передачи оптической информации и определены основные параметры эффективности и помехоустойчивости ОТС.

Рассмотрена задача контроля геометрических параметров каскадных волокон. Предложена методика определения местонахождения соединительной плоскости между различными участками волокон.

Вперше на основі розвитку теорії методів математичного моделювання створено методику прогнозування тренду контрольованого параметра волоконно-оптичної лінії передавання (ВОЛП) або її елементів на базі інформації про поведінку цього параметра на етапах випробувань. Розроблено методику розрахунку та проектування показників надійності ВОЛП, в межах якої запропоновано: загальні вимоги щодо забезпечення експлуатаційних показників надійності ВОЛП, послідовності розрахунку та забезпечення норм показників надійності у проектуванні ВОЛП, спосіб забезпечення надійності ВОЛП за рахунок резервування ВОЛП на транспортну телекомунікаційну мережу зв'язку. Розроблено практичні рекомендації щодо мінімізації ризику пошкоджень ВОЛП у проектуванні, будівництві та технічній експлуатації.

Вперше одержано аналітичні вирази та математичні моделі для процесу маршрутизації, які враховують прогнозоване завантаження каналів мережевої системи, одержане за допомогою аналізу її топології методами теорії графів з застосуванням матричного числення. Удосконалено модель транспортної MPLS-мережі з урахуванням у потоковій матриці ефекту гіперагрегації трафіку для заданої топологічної структури, що дозволило одержати залежності коефіцієнта блокування інформаційних потоків для умов низької, середньої та високої завантаженості мережевої системи за використання потенційно доступних ресурсів пропускної спроможності. Розвинуто теоретичні основи та концепцію побудови оптичної транспортної платформи на підставі методів багатофазного оптичного кодового мультиплексування каналів.

Описано будову та принципи функціонування оптичних транспортних мереж, створених на основі технології спектрального ущільнення каналів. На базі аналізу та оптимізації значення поляризаційно-модової дисперсії оптичних волокон систем передавання зі спектральним ущільненням каналів розроблено методи підвищення пропускної здатності оптичних транспортних мереж. Створено модель поляризаційної модової дисперсії оптичного волокна як послідовність двозаломлюючих сегментів з випадковим значенням затримки та азимута, модифіковано метод Джонса для обчислення диференціальної групової затримки сигналу оптичного волокна. За допомогою розробленої моделі одержано залежності диференціальної групової затримки сигналу DWDM-системи від довжини хвилі оптичної несучої, еліпса поляризації вхідного випромінювання, ширини смуги випромінювання лазера. Проведено моделювання та дослідження диференціальної групової затримки сигналу оптичних волокон. Наведено методи вимірювання та способи компенсації поляризаційної модової дисперсії.

Описаны строение и принципы функционирования оптических транспортных сетей, созданных на основе технологии спектрального уплотнения каналов. На базе анализа и оптимизации значения поляризационно-модовой дисперсии оптических волокон систем передачи со спектральным уплотнением каналов разработаны методы повышения пропускной способности оптических транспортных сетей. Создана модель поляризационной модовой дисперсии оптического волокна как последовательность двопреламляющихся сегментов со случайным значением задержки и азимута, модифицирован метод Джонса для исчесления дифференциальной групповой задержки сигнала оптического волокна. С помощью разработанной модели получены зависимости дифференциальной групповой задержки сигнала DWDM-системы от длины волны отпической несущей, элипса поляризации входящего излучения, ширины полосы излучения лазера. Проведено моделирование и исследование дифференциальной групповой задержки сигнала оптических волокон. Приведены методы измерения и способы компенсации поляризационной модовой дисперсии.

Розглянуто властивості та особливості використання атмосферних оптичних ліній зв'язку. Розроблено конструкції приймально-передавальних вузлів, що формують вузькі діаграми спрямованості випромінювання під час використання напівпровідникових лазерів. Розроблено конструкції оптичних вузлів, які узгоджені з конструкціями передавальних та приймальних модулів і забезпечують юстировку каналів при розгортанні лінії зв'язку. Проаналізовано характеристики лінії з урахуванням впливу атмосфери та визначено параметри вузлів, які забезпечують дальність дії лінії зв'язку 1 км.

Проаналізовано основні характеристики надійності транспортної мережі, інфраструктура якої заснована на технології SDH. Підвищення надійності існуючого SDH-кільця досягається за рахунок застосування фрагментованих дубльованих кільцевих структур з використанням оптичних обхідних перемикачів.

Розв'язано задачу визначення напрямків збільшення швидкості передачі даних в системах синхронної цифрової ієрархії передачі SDH по волоконно-оптичним лініях зв'язку за допомогою солітонової мережі зв'язку. Здійснено аналіз фізичних умов розповсюдження сигналів.

Розглянуто методи збільшення ефективності оптичної інфокомунікаційної транспортної мережевої системи на практично всіх можливих рівнях мережевої взаємодії. Надано результати вдосконалення фізичного шару за рахунок розробки системи компенсації поляризаційно-модової дисперсії. Описано метод аналізу топології мережі для управління розвитком структури мережі за потоковими та надійнісними критеріями.

Зроблено розрахунки апаратури для проведення експериментів лазерного каналу зв'язку з геостаціонарним супутником ARTEMIS. Запропоновано схему експериментів з одночасним використанням двох типових телескопів. Наведено результати спостережень супутника.

Оценены факторы, влияющие на качество и скорость передачи информации в волоконно-оптических линиях; проанализированы возможные методы компенсации межсимвольной интерференции, поляризационно-модовой дисперсии, рассеяний различного происхождения.

Розв'язано задачу визначення напрямків збільшення швидкості передачі даних в системах синхронної цифрової ієрархії передачі SDH по волоконно-оптичним лініям зв'язку за допомогою солітонової мережі зв'язку. Проаналізовано фізичні умови розповсюдження сигналів.

Проаналізовано основні характеристики наявних оптичних комутаторів різних архітектур з урахуванням впливу блокувань, а також сучасні технології для їх реалізації у високошвидкісних волоконно-оптичних мережах, потенційні можливості, обмеження й особливості. Представлено математичну модель роботи оптичного комутатора в різних режимах завантаження. Запропоновано структурну реалізацію високопродуктивного оптоелектронного комутатора на SEED.

Наведено основні результати прикладних геолого-геофізичних досліджень, проведених у 2001 - 2002 рр. на науково-дослідному судні "Профессор Водяницкий" у Чорному морі за маршрутами проектування ВАТ "Укртелеком" ліній оптико-волоконного зв'язку.