Μελέτη Και Προσομοίωση Διατάξεων Οπτικών Διαμορφωτών Για Σύμφωνα Οπτικά Δίκτυα Υψηλής Χωρητικότητας

Abstract

Η ραγδαία αύξηση της τηλεπικοινωνιακής κίνησης σε συνδυασμό με τον κορεσμό της χωρητικότητας της συμβατικής οπτικής ίνας θέτει ως ζητούμενο την επίτευξη αποδοτικότερης χρήσης όλων των χαρακτηριστικών τα οποία προσφέρει η οπτική τεχνολογία. Η αναζήτηση αυτή οδήγησε, τα τελευταία χρόνια, στη μελέτη και βελτίωση πολλών επιμέρους στοιχείων των οπτικών δικτύων. Μια εδραιωμένη τεχνική στις ψηφιακές επικοινωνίες για την αύξηση της χωρητικότητας ενός συστήματος είναι η χρήση σχημάτων διαμόρφωσης ανώτερης τάξης, και συγκεκριμένα τα πολυεπίπεδα σχήματα ορθογωνικής διαμόρφωσης πλάτους (MQAM). Η διείσδυση των σχημάτων αυτών σε οπτικά δίκτυα, τα οποία βασίζονται σε σύμφωνους οπτικούς δέκτες, προσφέρει αυξανόμενη ευελιξία και δυνατότητες προγραμματισμού του δικτύου. Μια ευρέως αποδεκτή προσέγγιση για την επίτευξη πολυεπίπεδων σχημάτων QAM είναι η χρήση δύο παράλληλων Mach - Zehnder διαμορφωτών (MZM), που ισοδυναμούν με έναν IQ διαμορφωτή (IQMZM). To βασικό μειονέκτημα αυτής της προσέγγισης εντοπίζεται στην ανάγκη για πολύπλοκες αρχιτεκτονικές Ηλεκτρονικών Μετατροπέων Ψηφιακού-σε-Αναλογικό σήμα (DACs) υψηλής ταχύτητας και εύρους ζώνης (> 28 GHz) για τη δημιουργία των κατάλληλων σημάτων οδήγησης των οπτικών διαμορφωτών. Μια εναλλακτική τεχνική είναι η αξιοποίηση της άμεσης ψηφιακής οδήγησης (Direct Digital Driving - DDD) που επιτρέπει την παραγωγή σχημάτων ανώτερης τάξης με την χρήση δυαδικών σημάτων τάσης και χρήση Διαμορφωτών Τμηματοποιημένου Ηλεκτροδίου (Segmented Electrode Mach-Zehnder Modulator - SEMZM).Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται η μοντελοποίηση και μελέτη διαμορφωτών που χρησιμοποιούνται ευρύτατα στους σύμφωνους οπτικούς πομποδέκτες. Υλοποιείται σε περιβάλλον MATLAB ένας κλασσικός IQ Mach-Zehnder διαμορφωτής και ένας Διαμορφωτής Τμηματοποιημένου Ηλεκτροδίου Mach-Zehnder όπου προσομοιώνεται η τεχνική της άμεσης ψηφιακής οδήγησης. Επιπλέον παρουσιάζεται μια εκτενής μελέτη της επίδοσης των διαμορφωτών αυτών για QAM σχήματα διαμόρφωσης ανώτερης τάξης.