Μελέτη γεωμετρικών τεχνικών διαμόρφωσης για την αντιμετώπιση μη γραμμικών φαινομένων στην οπτική ίνα
Investigation of geometric modulation shaping towards the mitigation of nonlinear effects in optical fiber
Λέξεις-κλειδιά
Γεωμετρική διαμόρφωσηΠερίληψη
Ο κλάδος της τεχνολογίας στις μέρες μας είναι ραγδαία αναπτυσσόμενος έχοντας σαν
αποτέλεσμα και την ραγδαία αύξηση των απαιτήσεων της. Ειδικότερα στο δικτυακό
κομμάτι αν κάποιος αναλογιστεί τις απαιτήσεις των σύγχρονων εφαρμογών ως προς την
κίνηση δεδομένων (π.χ.Cloud,HD streaming) καθώς και τις αυξανόμενες συσκευές που
απαιτούν χρήση του δικτύου (π.χ. smart συσκευές) γίνεται εύκολα αντιληπτό πως για να
καλυφθούν επιτυχώς όλες μας οι ανάγκες θα χρειαστεί αύξηση στην χωρητικότητα
(capacity) καναλιού. Μια τέτοια αύξηση έχει σαν αποτέλεσμα την μεταφορά μεγαλύτερου
όγκου δεδομένων στα δίκτυα κορμού. Επομένως, για να επιτευχθεί κάτι τέτοιο η λύση
των οπτικών δίκτυών αποτελεί μονόδρομος καθώς παρουσιάζουν αυξημένη ταχύτητα
μετάδοσης (μετάδοσή δεδομένων στα 448 Gbit/s ανά κανάλι),μεγάλο εύρος ζώνης (της
τάξεως των 35THz), εξοικονόμηση ενέργειας αλλά και ασφάλεια δεδομένων. Παρόλα
αυτά υπάρχουν και κάποια προβλήματα που καλούμαστε να αντιμετωπίσουμε όπως είναι
αυτά των απωλειών ,της διασποράς, του θορύβου και των μη γραμμικών φαινομένων.
Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι να προβάλουμε την δομή τα φυσικά
φαινόμενα καθώς και τον τρόπο λειτουργίας των οπτικών δικτύων εστιάζοντας σε μια νέα
αρχιτεκτονική που εισάγουν τα σύμφωνα συστήματα επικοινωνιών. Θα μιλήσουμε για
τους συμφώνους δέκτες-πομπούς καθώς και για την Ομόδυνη-Ετεροδύνη ανίχνευση.
Ακόμα θα αναφέρουμε βασικές μεθόδους ψηφιακής επεξεργασίας σήματος (DSP) για να
περιορίσουμε κάποια προβλήματα που κάνουν την εμφάνιση τους σε τέτοια συστήματα.
Επιπρόσθετα θα γίνει αναφορά στην χρήση σύγχρονων τεχνικών διαμόρφωσης (στον
πομπό) έτσι ώστε αργότερα να περιορίσουμε την εμφάνιση μη-γραμμικών φαινόμενων.
Η κύρια τεχνική διαμόρφωσης στην οποία θα εστιάσουμε είναι η γεωμετρική διαμόρφωση
πραγματοποιώντας συγκριτική μελέτη με τα επικρατέστερα σχήματα σε αριθμητικές
προσομοιώσεις στο MATLAB. Τέλος θα τροποποιηθεί ο κώδικας της γεωμετρικής
διαμόρφωσης εισάγοντας RRC (Root-raised-cosine) φίλτρο για να βελτιστοποιήσουμε
τον κώδικα μας. Μέσα από τα αποτελέσματα και τις γραφικές παραστάσεις έχουμε μια
αναλυτική εικόνα της βέλτιστης λύσης για το καλύτερο δυνατό fec.
Περίληψη
The technology industry today is rapidly growing resulting in a rapid increase in its demands.
Especially in the network part if we take into consideration the requirements of modern
applications for data traffic (e.g. Cloud, HD streaming) as well as the growing devices that require
network use (e.g. smart devices) it is easy to understand that in order to successfully meet all our
needs we need an increase in channel capacity. Such an increase results in the transfer of larger
volumes of data to the backbone networks. Therefore, to achieve this, the solution of optical
networks is the only way as they show increased transmission speed (data transmission at 448
Gbit / s per channel), large bandwidth (of 35THz), energy saving and data security. However,
there are some problems that we are called to face such as those of losses, dispersion, noise and
fiber nonlinearities. The purpose of this paper is to project the structure, the natural phenomena
as well as the operation of optical networks focusing on a new architecture introduced by coherent
communication systems. We will talk about coherent transmitters-receivers as well as Homodyne
and Heterodyne detection. We will also mention basic digital signal processing (DSP) methods to reduce some of the problems that occur in such systems. In addition, reference will be made to
the use of modern modulation techniques (in the transmitter) so that later we can reduce the
occurrence of non-linear phenomena. The main modulation technique that we will focus on is the
geometric modulation by making a comparative study with the predominant shapes in numerical
simulations in MATLAB. Finally, the geometric modulation code will be modified by introducing a
RRC (Root-raised-cosine) filter to optimize our code. Through the results and graphs we have a
detailed picture of the optimal solution for the best possible fec.
Αριθμός σελίδων
85Σχολή
Σχολή ΜηχανικώνΑκαδημαϊκό Τμήμα
Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και ΥπολογιστώνΓλώσσα
ΕλληνικάΣυλλογή
Εκτός από όπου επισημαίνεται κάτι διαφορετικό, το τεκμήριο διανέμεται με την ακόλουθη άδεια:
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές