Πειραματική Αξιολόγηση Κυκλωμάτων Πομπού Και Δέκτη Για Οπτικές Διασυνδέσεις Κέντρων Δεδομένων

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά στην πειραματική αξιολόγηση κυκλωμάτων πομπού και δέκτη για οπτικές διασυνδέσεις σε κέντρα δεδομένων. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να παρουσιάσει τις επιδόσεις του πομπού και του δέκτη και να καταλήξει σε κάποια συμπεράσματα για τη χρήση τους.Στο πρώτο κεφάλαιο της εργασίας παρουσιάζονται γενικά στοιχεία για τη Φωτονική Τεχνολογία και τις οπτικές επικοινωνίες καθώς και σημαντικές αναφορές στον τρόπο λειτουργίας των κέντρων δεδομένων (data centers). Στο ίδιο κεφάλαιο γίνεται πιο εκτενής αναφορά στα πλεονεκτήματα των Ενεργών οπτικών καλωδίων (Active Optical Cables), που αποτελούν βασικό μέσο διασύνδεσης στα data centers. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται εκτενής αναφορά στα lasers, τον τρόπο λειτουργίας τους, τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους αλλά και τις ιδιότητές τους. Επίσης, γίνεται σύγκριση ανάμεσα σε διάφορα είδη laser, ενώ αναφέρονται και τα διάφορα πεδία εφαρμογής τους. Στο τρίτο κεφάλαιο επικεντρώνουμε την προσοχή μας σε ένα συγκεκριμένο είδος ημιαγωγικού laser, των laser επιφανειακής εκπομπής κάθετης κοιλότητας (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser-VCSEL). Εν συνεχεία γίνεται αναφορά στις φωτοδιόδους (photodiodes) και στον τρόπο λειτουργίας τους και τέλος ασχολούμαστε με τους ενισχυτές TIA (Transimpedance Amplifier) που χρησιμοποιούνται προκειμένου να ενισχύσουν τα φωτορεύματα των φωτοδιόδων. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζουμε τις πειραματικές μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν για ορισμένα VCSELs. Πιο συγκεκριμένα παρουσιάζουμε αρχικά τις μετρήσεις για τις καμπύλες LIV των VCSEL και στη συνέχεια παραθέτουμε τις μετρήσεις σε σχέση με τις αντίστοιχες μετρήσεις των S-parameters.Στο τελευταίο κεφάλαιο (πέμπτο) παρουσιάζονται οι πειραματικές μετρήσεις του οπτικού πομπού και του οπτικού δέκτη, ξεχωριστά. Επιπλέον, γίνεται πειραματική αξιολόγηση των επιδόσεών τους καθώς και σχολιασμός όλων των αποτελεσμάτων με την παράθεση όλων των απαραίτητων διαγραμμάτων.