Μελέτη και Πειραματική Αξιολόγηση Οπτικών Διατάξεων για τη Σχηματοποίηση Πολλαπλών Ανεξάρτητων Μικροκυματικών Δεσμών σε Ασύρματα Δίκτυα Πέμπτης Γενεάς με Ικανότητα Υποστήριξης Πολυεκπομπής

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία μελετά και αναλύει δύο καταρχήν διαφορετικές διατάξεις οπτικών δικτύων σχηματοποίησης δέσμης, με γνώμονα αξιολόγησης τη δυνατότητα που παρέχουν σε εφαρμογές πολυεκπομπής (multicast), υπό το πρίσμα των δικτύων πέμπτης γενεάς. Η πρώτη διάταξη βασίζεται στη χρήση ολισθητών φάσης και συμβολόμετρων Mach-Zehnder (MZI), χωροταξικά τοποθετημένα σε έναν Blass Matrix, ενώ η δεύτερη κάνει χρήση στοιχείων πραγματικής καθυστέρησης (True Time Delay, TTD) και συγκεκριμένα οπτικών γραμμών καθυστέρησης (Optical Delay Lines, ODLs), αλλά και ρυθμιζόμενων οπτικών εξασθενητών ισχύος. Η ειδοποιός διαφορά των δύο διατάξεων έγγειται στον τρόπο με τον οποίο εισαγάγει η κάθε μία την απαιτούμενη στροφή φάσης στην εκάστοτε επιθυμητή περίπτωση. Γίνεται εκτενής μελέτη του φαινομένου beamsquint που εμφανίζεται στην περίπτωση του Blass Matrix, ποσοτικοποιώντας την υποβάθμιση που προκαλεί σε μία τηλεπικονωνιακή ζεύξη. Αναλύεται η διάταξη με τα TTD στοιχεία ως μία πιθανή λύση στο παραπάνω πρόβλημα, και επιβεβαιώνεται τόσο προσομοιωτικά αλλά και πειραματικά μέσω διάταξης που υλοποιήθηκε στο Εργαστήριο Φωτονικών Επικοινωνιών, η αρχή λειτουργίας της συγκεκριμένης διάταξης. Προσομοιώνοντας μία γραμμική στοιχειοκεραία τεσσάρων στοιχείων, επιβεβαιώνεται η δυνατότητα της συγκεκριμένης πειραματικής διάταξης για άρτια μετάδοση διαμορφωμένων σημάτων, μέχρι και σε τρεις διαφορετικές κατευθύνσεις. Πειραματικά, χρησιμοποιήθηκαν σχήματα διαμόρφωσης μέχρι και 16-QAM, με φέρουσα συχνότητα στα 15 GHz και ρυθμό συμβόλων 1 GBaud. Σε κάθε περίπτωση, το Bit Error Ratio παρέμεινε χαμηλότερο από 10−5 επιβεβαιώνοντας ακράδαντα την άρτια λειτουργία της εν λόγω πειραματικής διάταξης.