Hinweis zum Urheberrecht
Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:bvb:29-opus-16147
URL: http://www.opus.ub.uni-erlangen.de/opus/volltexte/2010/1614/
Phasenerhaltende, rein optische 2R-Regeneration phasenkodierter Datensignale
Phase-preserving, all-optical 2R-regeneration of phase-encoded data signals
Cvecek, Kristian
| SWD-Schlagwörter: |
| Optisches Nachrichtenübertragungssystem , Optische Signalverarbeitung , Optische Mehrkanalübertragung , Lichtleitfaser , Optische Datenverarbeitung , |
| Freie Schlagwörter (Deutsch): |
| Amplituden-Regeneration , 2R-Regeneration , Phasenerhaltung |
| Freie Schlagwörter (Englisch): |
| 2R-regeneration , all-optical, phase-shift-keying , phase-preservation |
| Fakultät: |
| Naturwissenschaftliche Fakultät |
| DDC-Sachgruppe: |
| Physik |
| Dokumentart: |
| Dissertation |
| Schriftenreihe: |
| Progress in Modern Optics |
| Bandnummer: |
| 31 |
| Hauptberichter: |
| Leuchs, Gerd (Prof. Dr.) |
| ISBN: |
| 978-3-941741-06-5 |
| Sprache: |
| Deutsch |
| Tag der mündlichen Prüfung: |
| 19.10.2009 |
| Erstellungsjahr: |
| 2009 |
| Publikationsdatum: |
| 09.02.2010 |
| Kurzfassung in Deutsch: |
| In modernen optischen Datenübertragungssystemen setzen sich zunehmend phasenkodierte Signalformate durch. Die Gründe
dafür sind bessere Übertragungseigenschaften im Vergleich zu herkömmlichen Modulationsformaten. Trotzdem kann es auch bei
ihrer Übertragung zu unerwünschten Leistungsschwankungen kommen, was in einer höheren Bitfehlerwahrscheinlichkeit des
Signals resultiert. Ebenfalls können die Leistungsschwankungen während der Übertragung durch den Gordon-Mollenauer-Effekt
zu Phasenstörungen des Signals führen, was die Signalqualität weiter verringert. Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit
der Entwicklung und Untersuchung von sogenannten 2R-Regeneratoren, welche die Leistungsschwankungen von phasenkodierten
Signalformaten reduzieren können ohne Phasenstörungen zu induzieren, welche die Information des Signals zerstören
könnten.
Die hier untersuchten phasenerhaltenden Regeneratoren basieren auf dem nichtlinearen Schleifenspiegel (NOLM), der jedoch
nicht phasenerhaltend regenerieren kann. Durch einen Einbau eines direktionalen Abschwächers bzw. eines bidirektionalen
Verstärkers in die NOLM-Schleife lassen sich die phasenerhaltenden 2R-Regeneratoren DA-NOLM bzw. NALM aufbauen. Der NALM
hat gegenüber dem DA-NOLM den Vorteil, daß er das Signal bei der Regeneration verstärkt und nicht abschwächt. Neben NOLM,
DA-NOLM und NALM wurde in der vorliegenden Arbeit zusätzlich eine Modifizierung des NALMs, der sogenannte WDM-NALM
untersucht, der für die Regeneration von phasenkodierten Signalen geeignet ist, die aus mehreren Wellenlängenkanälen
bestehen.
Um die Funktionsweise dieser Regeneratoren zu untersuchen, wurden zwei Meßverfahren entwickelt. Das eine mißt die
Signalphase am Ausgang des Regenerators in Abhängigkeit von der Eingangsleistung. Das zweite Verfahren erlaubt die
Bestimmung der Leistungskennlinien, während der bidirektionale EDFA des NALMs in Sättigung betrieben wird. Durch diese
Meßverfahren wurde bestätigt, daß der NOLM für eine phasenerhaltende 2R-Regeneration ungeeignet ist, wohingegen der
DA-NOLM und NALM phasenerhaltend regenerieren können.
Die signalverbessernde Wirkung des NALMs wurde anhand eines 10 Gb/s DPSK- und eines 80 Gb/s DQPSK-Signals mit Hilfe von
Augendiagramm- und der Bitfehlerwahrscheinlichkeitsmessungen experimentell nachgewiesen. Die Bestätigung der
Funktionsweise des WDM-NALMs wurde ebenfalls mit diesen Meßmethoden erbracht, wobei in diesem Fall ein DPSK-Signal,
bestehend aus zwei Wellenlängenkanälen bei 10 Gb/s verwendet wurde. |
| Kurzfassung in Englisch: |
| Over the past years, phase-shift keyed transmission formats have emerged in fiber-optic telecommunication systems.
The reasons are the advantages at high bit rates which phase-shift keying offers over conventional transmission formats.
Nevertheless, even phase-shift keyed formats can accumulate undesirable amplitude noise during transmission, which leads to higher bit error rates.
Once present, amplitude noise can in turn generate nonlinear phase noise due to the Gordon-Mollenauer effect, which further decreases the signal quality.
In this thesis, so-called 2R-regenerators are developed and investigated, that are able to reduce the amplitude noise while only negligible phase distortions are imposed upon the phase-encoded signal.
The investigated phase-preserving regenerators are based on the nonlinear optical loop mirror (NOLM), which is not suitable for phase preserving regeneration without modifications.
However, the NOLM can be modified through the integration of a directional attenuator or a bidirectional amplifier into the NOLM-loop in such away that the resulting 2R regenerators DA-NOLM or NALM can preserve the phase during regeneration.
In a NALM, the signal is being amplified, which is an advantage over the DA-NOLM inside which the signal is being attenuated.
Along with the NOLM, DA-NOLM and NALM, a modification of the NALM, the WDM-NALM, has also been investigated.
This device allows the phase preserving regeneration of signals consisting of several wavelength channels.
In order to characterize the working principle of the regenerators, two measurement procedures have been developed.
The first one measures the signals phase at the output of the regenerator against the input power.
The second one determines the input-output power characteristic of the NALM regenerators while the bidirectional amplifier is operated in saturation.
Using these measurement methods, it was shown that the NOLM is not suited for phase-preserving amplitude regeneration, whereas the DA-NOLM and NALM are able to regenerate phase-shift keyed data formats.
The regenerative effect of the NALM has been experimentally verified by a 10-Gb/s DPSK signal and an 80-Gb/s DQPSK signal by means of eye-diagram and bit error rate measurements.
With these methods, the functionality of the WDM-NALM has also been proved using an input signal that consisted of two 10-Gb/s DPSK signals at different wavelengths.
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