Moderne Übertragungssysteme werden häufig in Lichtwellenleitertechnik aufgebaut, um möglichst große Datenraten übertragen zu können. Vor wenigen Jahren schien diese Technik nahezu grenzenloses Kapazitätsvolumen bereit zu stellen. Doch im Zuge des explosionsartig steigenden Bandbreitenbedarfs stoßen in neuerer Zeit auch optische Übertragungssysteme immer häufiger an ihre Übertragungsgrenzen. Der Bandbreitenbedarf machte es notwendig, auch in optischen Systemen nach neuen bandbreiteneffizienten Übertragungsverfahren zu suchen, was letztlich zu zwei wichtigen technologischen Entwicklungen führte: • Erstens ermöglichte der technologische Fortschritt die Herstellung von stabilen Halbleiterlasern mit hoher spektraler Reinheit. Damit wurde es möglich, Signale parallel auf mehreren dicht nebeneinander liegenden Wellenlängen in sogenannten DWDM-Systemen zu übertragen. • Zweitens wird zunehmend über die Verwendung von bandbreiteneffizienten Modulationsverfahren diskutiert. Dieses sogenannte Partial-Response-Signalling ermöglicht, die einzelnen Kanäle der DWDM-Systeme noch dichter nebeneinander zu betreiben. Als nützlicher Nebeneffekt wird sinkt mit abnehmender Bandbreite die chromatische Dispersion in der Faser, wodurch letztlich größere Übertragungslängen ermöglicht werden. DWDM-Systeme erfordern besonders präzise Messtechniken, um die benachbarten Kanäle getrennt erfassen zu können. Unter Umständen muss die spektrale Auflösung dieser Anordnungen so hoch sein, dass die Spektren der modulierten optischen Signale detailliert untersucht werden können. Dies erfordert dann optische Auflösungsbandbreiten bis hinunter zu einigen MHz. In dieser Arbeit werden verschiedene Modulationsverfahren hinsichtlich ihrer typischen spektralen Eigenschaften verglichen. Anhand exemplarischer Messungen wird die Eignung verschiedener Messverfahren für WDM-Systeme untersucht, gleichzeitig sollen Grenzen für den Einsatz üblicher Laborgeräte in diesen Systemen aufgezeigt werden.
Inhaltsverzeichnis
- ZUSAMMENFASSUNG
- Abkürzungen
- Inhaltsverzeichnis
- EINLEITUNG
- WDM-Technik in LWL-Systemen
- Datenübertragung mit spektraleffizienten Signalen
- Datenübertragung im NRZ-Format
- Spektrale Eigenschaften des NRZ-Signals
- Duobinärer Code
- Struktur
- Erzeugung
- Spektrale Eigenschaften
- Modifizierter duobinärer Code
- Struktur
- Erzeugung
- Spektrale Eigenschaften
- Spektraleffiziente Modulation in LWL-Systemen
- Modulation
- Demodulation
- MESSTECHNIK IN DWDM-SYSTEMEN
- Messungen mit optischen Spektrumanalysatoren
- prinzipieller Versuchsaufbau
- tatsächlicher Versuchsaufbau
- Versuchsdurchführung
- Messungen
- Messungen mit Fabry-Perot-Resonator
- prinzipieller Versuchsaufbau
- tatsächlicher Versuchsaufbau
- Versuchsdurchführung
- Messungen
- Besonderheiten
- Einfluss des Logarithmierers
- Einfluss der Kanalbandbreite
- Einfluss des optischen Empfängers
- Messungen nach dem Überlagerungsprinzip
- prinzipieller Versuchsaufbau
- tatsächlicher Versuchsaufbau
- Versuchsdurchführung
- Messungen
- Besonderheiten
- Abschließende Beurteilung
- ANHANG: VERWENDETE GERÄTE
- ANHANG: KONSTRUKTION EINES LOGARITHMIERERS
- Möglichkeit 1: Logarithmierer mit Operationsverstärker
- Möglichkeit 2: Digitale Messwerterfassung
- Möglichkeit 3: Verwendung handelsüblicher Logarithmierer
- Der Baustein AD 606
- Funktionsweise
- Konstruktive Merkmale
- AD 606 in DC-Anwendungen
- Schaltungsaufbau
- Schaltplan
- Schaltungsbeschreibung
- Platinenlayout
- Logarithmierer
- Schaltplan
- Schaltungsbeschreibung
- Platinenlayout
- Netzteil
- Schaltplan
- Schaltungsbeschreibung
- Platinenlayout
- Funktionsnachweis
- DC-Kennlinie
- Einsatz der Schaltung im Sub-Millivolt-Bereich
- AC-Kennlinie
- Gehäuse
- Gehäusezeichnungen
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der Untersuchung von spektraleffizienten Signalen in einem breitbandigen optischen Übertragungssystem für WDM-Betrieb. Ziel ist es, die Eignung verschiedener Messverfahren für WDM-Systeme zu untersuchen und Grenzen für den Einsatz üblicher Laborgeräte in diesen Systemen aufzuzeigen.
- Charakterisierung spektraleffizienter Signale (z.B. NRZ, duobinärer Code, modifizierter duobinärer Code)
- Analyse der spektralen Eigenschaften dieser Signale
- Untersuchung der Eignung verschiedener Messverfahren für die Analyse von WDM-Signalen (z.B. optische Spektrumanalysatoren, Fabry-Perot-Resonatoren, Überlagerungsprinzip)
- Bewertung der Grenzen des Einsatzes üblicher Laborgeräte in WDM-Systemen
- Entwicklung und Konstruktion eines Logarithmierers für die Verbesserung der Messgenauigkeit
Zusammenfassung der Kapitel
Die Arbeit beginnt mit einer Einleitung, die die Bedeutung der WDM-Technik in Lichtwellenleiter-Systemen sowie die Verwendung spektraleffizienter Signale für die Datenübertragung erläutert. Im zweiten Kapitel werden verschiedene Modulationsverfahren, wie z.B. NRZ, duobinärer und modifizierter duobinärer Code, hinsichtlich ihrer spektralen Eigenschaften untersucht und verglichen.
Kapitel 3 befasst sich mit der Messtechnik in DWDM-Systemen. Dabei werden verschiedene Messverfahren vorgestellt und hinsichtlich ihrer Eignung für die Analyse von spektraleffizienten Signalen in WDM-Systemen bewertet. Das Kapitel beinhaltet detaillierte Beschreibungen von Messungen mit optischen Spektrumanalysatoren, Fabry-Perot-Resonatoren und nach dem Überlagerungsprinzip.
Schlüsselwörter
WDM, DWDM, spektraleffiziente Signale, NRZ, duobinärer Code, modifizierter duobinärer Code, optische Spektrumanalyse, Fabry-Perot-Resonator, Überlagerungsprinzip, Messtechnik, Logarithmierer
- Arbeit zitieren
- Viktor Peter Jagst (Autor:in), 2002, Messtechnische Untersuchungen spektraleffizienter Signale in einem breitbandigen optischen Übertragungssystem für WDM-Betrieb, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/38759
