Μελέτη Σειριακής Διασύνδεσης Οπτικών Πυλών Σε Καταστάσεις Μεταγωγής / Μη-μεταγωγής

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία εκτελέστηκε στο Εργαστήριο Φωτονικών Επικοινωνιών στα πλαίσια της διεθνώς συντελούμενης προσπάθειας δημιουργίας αμιγώς οπτικών δικτύων. Για την πραγματοποίηση τέτοιων δικτύων είναι απαραίτητο όχι μόνο η μετάδοση αλλά όλες οι λειτουργίες επεξεργασίας των σημάτων να γίνονται στο οπτικό επίπεδο.Μια από αυτές, εξέχουσας σημασίας, είναι η μεταγωγή, δηλαδή, η ικανότητα διαφοροποίησης της διαδρομής που ακολουθούν τα διφύα. Η υλοποίηση της λειτουργίας αυτής, που αποτελεί το αντικείμενο της εργασίας, γίνεται με χρήση οπτικών διακοπτών-πυλών .Για τη μελέτη της μεταγωγής εξετάστηκε μέσω προσομοιώσεων η λειτουργία μιας οπτικής πύλης που εκτελούσε τη λογική πράξη AND, και η οποία υλοποιήθηκε με συμβολομετρικό διακόπτη τύπου Mach-Zehnder (ΜΖΙ). Επίσης, εξετάστηκε η περίπτωση δύο πυλών AND σε σειρά, ώστε να εξαχθούν συμπεράσματα για την ποιοτική επιβάρυνση του σήματος λόγω της διαδοχικής του διέλευσης μέσω των πυλών. Το στοιχείο αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό αφού καθορίζει αν μπορούν να χρησιμοποιηθούν πολλές πύλες στη σειρά - προϋπόθεση απαραίτητη για τη σχεδίαση και υλοποίηση σύνθετων αμιγώς οπτικών δικτύων.Στόχος ήταν να προσδιοριστούν οι παράγοντες εκείνοι που βελτιστοποιούν τη λειτουργία μεταγωγής της πύλης. Προς την κατεύθυνση αυτή εκτελέστηκαν προσομοιώσεις σε ρυθμούς 10 και 40 Gb/s για διάφορες τιμές ισχύος εισόδου, χωρίς σήμα ελέγχου και με σήμα ελέγχου συνεχές, παλμικό και πακέτα, για διάφορες τιμές του σήματος κορεσμού του SOA (Semiconductor Optical Amplifier) του ΜΖΙ και εισαγωγή του στην πύλη παράλληλα και αντίθετα από το σήμα εισόδου. Οι μετρήσεις αφορούσαν το λόγο αντίθεσης (ER) των σημάτων στις δύο θύρες εξόδου και το ρυθμό λαθών στο δέκτη (BER). Τα αποτελέσματα που προέκυψαν συγκρίθηκαν ώστε να εξαχθούν τα τελικά συμπεράσματα. Για την διεξαγωγή των προσομοιώσεων αυτών χρησιμοποιήθηκαν τα εργαλεία VPIcomponentMaker και VPItransmissionMaker του πακέτου προσομοίωσης της εταιρίας Virtual Photonics Incorporated (VPI)