http://hdl.handle.net/2003/127 2017-07-10T07:40:58Z 2017-07-10T07:40:58Z López Vizcaíno, Jorge http://hdl.handle.net/2003/35933 2017-04-20T02:00:07Z 2017-04-19T11:12:00Z

Title: Energy-efficient design of optical transport networks Authors: López Vizcaíno, Jorge Abstract: Energy efficiency is becoming a key factor in the design and operation of telecommunications networks as a way to reduce operational expenditures and the carbon footprint associated to telecom operators. This Ph.D. thesis evaluates and proposes novel energy-efficient approaches in three design areas of optical transport networks: (1) Network architectures and operation modes; (2) Resilience schemes; and (3) Optical amplifier placements. The solutions proposed in these areas are shown to significantly reduce the power consumption in realistic deployment scenarios and could be applied by telecom operators in the near and medium-term future to enhance the energy efficiency of optical transport networks.

2017-04-19T11:12:00Z Akhtari, Simon http://hdl.handle.net/2003/35292 2016-10-18T02:00:07Z 2016-10-17T13:37:58Z

Title: Optische Verstärker für räumliches Modenmultiplexen mit Mehrmodenfasern Authors: Akhtari, Simon

2016-10-17T13:37:58Z Westhäuser, Matthias http://hdl.handle.net/2003/30414 2015-08-12T21:51:43Z 2013-07-05T06:42:17Z

Title: Untersuchung und Kompensation linearer Störeffekte in stochastischen optischen Übertragungssystemen Authors: Westhäuser, Matthias Abstract: Die Dissertation mit dem Titel „Untersuchung und Kompensation linearer Störeffekte in stochastischen optischen Übertragungssystemen“ beschäftigt sich mit der Analyse der Auswirkung und Kompensation von linearen Störeffekten in optischen, glasfaserbasierten Übertragungssystemen. Mit Hilfe von numerischen Simulationen wird untersucht, inwieweit die linearen Störeffekte der chromatischen Dispersion (CD), Polarisationsmodendispersion (PMD), polarisationsabhängigen Dämpfung (PDL) und von durch Faser-Bragg-Gittern induzierten Gruppenlaufzeitschwankungen (GDR) die Signalqualität in optischen Metro- und Weitverkehrsübertragungssystemen beeinflussen. Die stochastischen Eigenschaften der Effekte PMD, PDL und GDR werden mit Hilfe von Monte Carlo-Simulationen (MC) und Multikanonischen Monte Carlo-Simulationen (MMC) untersucht. Zusätzlich wird der Einfluss eines kohärenten Übersprechens zwischen Kernen einer Mehrkernfaser (MCF) auf die Signalqualität untersucht. Alle angeführten linearen Störeffekte können den optischen Signal-zu-Rauschabstand (OSNR) für typische Systemkonfigurationen um mehrere Dezibel reduzieren und somit zu einer Beeinträchtigung der Signalqualität des Übertragungssystems führen. Im zweiten Teil der Dissertation wird gezeigt, dass sich die auftretenden OSNR-Einbußen mit Hilfe optischer, adaptiver Filterstrukturen mit endlicher und unendlicher Impulsantwort (FIR, IIR) reduzieren lassen. Mehrere numerische Optimierungsmethoden wie das Least-Mean-Squares-Verfahren (LMS), Recursive Least Squares (RLS), Partikelschwarmoptimierung (PSO), Trust-Region (TR) und die Matrixinversion, mit deren Hilfe sich die a priori unbekannten komplexen Koeffizienten der Filterstruktur bestimmen lassen, werden vorgestellt und miteinander verglichen.; The Ph.D. thesis with the title „Untersuchung und Kompensation linearer Störeffekte in stochastischen optischen Übertragungssystemen“ is composed of an analysis of the influence and compensation of linear distortion effects in optical, fiber-based transmission systems. Numerical simulations are used to investigate and quantify how linear distortion effects like chromatic dispersion (CD), polarization mode dispersion (PMD), polarization-dependent loss (PDL) and fiber Bragg grating-induced group delay ripples (GDR) influence the signal quality in optical metro- and long-haul transmission systems. The stochastic quantities of PMD, PDL and GDR are investigated by using Monte Carlo (MC) and Multicanonical Monte Carlo (MMC) simulations. Additionally, the influence of coherent crosstalk between cores of a multi core fiber (MCF) is investigated. All of the listed linear distortion effects can reduce the optical signal-to-noise-ratio (OSNR) by several decibel and can thus result in a reduction of the signal quality of the optical transmission system. In the second part of the thesis it is shown that the induced OSNR penalties can be reduced by using optical, adaptive equalizer structures with finite and infinite impulse responses (FIR, IIR). Several numerical optimization routines like Least-Mean-Squares (LMS), Recursive Least Squares (RLS), Particle Swarm Optimization (PSO), Trust-Regin (TR) and Matrix-Inversion which can be used to determine the a priori unknown complex coefficients of the filters structure are described and compared.

2013-07-05T06:42:17Z Gentemann, Roland B. http://hdl.handle.net/2003/25103 2015-08-12T20:45:50Z 2008-03-06T08:29:59Z

Title: Automatisierte Präzisionsmontage faseroptischer Komponenten Authors: Gentemann, Roland B. Abstract: Der zunehmende Bedarf an Datenverbindungen hoher Bandbreite erfordert die Verlegung von faseroptischen Netzen dichter zum Endverbraucher (Fibre To The Home, FTTH). Damit zukünftige Dienste zu marktgerechten Preisen angeboten werden können, bedarf es günstiger Komponenten. Da die Aufbau- und Verbindungstechnik häufig einen Großteil der Fertigungskosten ausmacht, müssen gerade in diesem Bereich Technologien entwickelt werden, die eine kostengünstige Fertigung erlauben. Die vorliegende Arbeit befasst sich schwerpunktmäßig mit Technologien zur Führung und Justage von Einmodenglasfasern, sowie deren automatisierte Montage. Silicium V-Gruben und Rautenstrukturen werden in Hinblick auf Führungs- und Montagegenauigkeit untersucht. Faserverbünde aus speziellen Dünnkernfasern werden an integriert optische Wellenleiter auf SiON-Basis gekoppelt. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit ist die automatisierte Montage von volumenmikromechanisch strukturierten Glasfaserschaltern auf Silicium-Basis. Hierzu werden entwickelte Vakuumgreifer, die Konzeption des Systems und die Möglichkeiten der Bildverarbeitung zur Überwachung des Montageprozesses vorgestellt.

2008-03-06T08:29:59Z Steinkamp, Ansgar http://hdl.handle.net/2003/24964 2015-08-12T20:43:20Z 2008-01-24T08:13:14Z

Title: Wechselwirkung von Polarisationsmodendispersion und polarisationsabhängiger Dämpfung in faseroptischen Systemen Authors: Steinkamp, Ansgar Abstract: In faseroptischen Kommunikationssystemen sind im Wesentlichen zwei polarisationsabhängige Effekte zu beachten: Polarisationsmodendispersion und polarisationsabhängige Dämpfung. Während Polarisationsmodendispersion (PMD) vor allem aufgrund von ortsabhängiger Doppelbrechung der verwendeten Glasfasern auftritt, liegt die Ursache von polarisationsabhängiger Dämpfung (engl.: Polarization-Dependent Loss, PDL) in einer Polarisationsabhängigkeit der Leistungstransmission diverser optischer Komponenten entlang der Strecke begründet. Aufgrund von PMD kommt es zu Verzerrungen des optischen Signals, PDL resultiert derweil in einer zufälligen Schwankung des Verhältnisses aus Signalleistung und Rauschleistung (engl.: Signal to Noise Ratio, SNR). Die beiden Effekte für sich genommen sind in der Literatur umfassend beschrieben, ihre Auswirkungen sind sehr gut erforscht. Nur in ersten Ansätzen erforscht sind allerdings bisher die Wechselwirkungen zwischen den beiden Effekten. Die Aufgabe dieser Arbeit besteht darin, entsprechende Lücken des Kenntnisstands – unter Zuhilfenahme numerischer Simulationen – möglichst umfassend zu schließen. Dabei zeigt sich, dass sich der Einfluss von PMD auf PDL im Wesentlichen auf eine Veränderung der statistischen Eigenschaften der PDL beschränkt. Die Einflussnahme in umgekehrter Richtung ist weitaus komplizierter und zudem nur äußerst unzureichend in der Literatur beschrieben. Deshalb werden hier vor allem die Auswirkungen von PDL auf PMD-bedingte Signalverzerrungen analysiert.

2008-01-24T08:13:14Z Plura, Markus http://hdl.handle.net/2003/19664 2015-08-12T19:10:24Z 2004-12-29T11:02:45Z

Title: Schnelle Simulationsmethoden zur Lösung der nichtlinearen Schrödinger-Gleichung Authors: Plura, Markus Abstract: Die Analyse und Optimierung heutiger optischer Übertragungssysteme erfordert effiziente Methoden zur Simulation der Signalausbreitung. Grundlage für die Ausbreitungsberechnung der optischen Signale in Glasfasern bildet die sogenannte nichtlineare Schrödinger-Gleichung (NLSG).Nach der Vorstellung der grundlegenden Eigenschaften des Übertragungsmediums Glasfaser und der Einführung der Ausbreitungsgleichung werden verschiedene Verfahren zur Lösung der NLSG auf ihre Effizienz untersucht. Hierbei wird zuerst ein Überblick der zur Verfügung stehenden klassischen numerischen Verfahren gegeben.Der derzeit meistverwendete Simulationsansatz, der so genannte Split-Step-Ansatz wird ausführlich behandelt. Die unterschiedlichen Varianten dieses Verfahrens werden erläutert und bewertet.Eine Sonderform diese Verfahrens, die Modellierung des linearen Split-Step-Operators durch IIR-Filter wird in einem separaten Abschnitt behandelt. Durch die Implementierung dieses Verfahrens kann eine Lösung der Modellgleichung ohne die Verwendung von aufwändigen Fourier-Transformationen erreicht werden, was den Rechenaufwand erheblich reduziert.Die Kollokations-Methode, welche ebenfalls auf dem Split-Step-Prinzip beruht, wird nachfolgend analysiert. Die Signalverläufe werden hier anhand orthogonaler Basisfunktionen entwickelt. Abhängig von der Wahl der Basisfunktionen kann die zweifache Zeitableitung in der Modellgleichung auch analytisch angegeben werden, was eine schnelle Berechnung ermöglicht. Die Wahl der Schrittweiten bildet unabhängig von der verwendeten Implementierung des Split-Step-Verfahrens die Grundlage für eine effiziente Simulation der Signalpropagation. Diese Schrittweitenverteilungen werden basierend auf unterschiedlichen Kriterien errechnet und anhand ihres Aufwands und der erzielten Berechnungsgenauigkeit beurteilt. Abschließend wird die Simulation der Signalausbreitung in optischen Glasfasern durch neuronale Netze behandelt. Neuronale Netze sind in der Lage, jeden linearen und nichtlinearen Zusammenhang nachzubilden. Diese Grundeigenschaft wird angewendet, um die nichtlineare Übertragungsfunktion der Glasfasern zu approximieren.

2004-12-29T11:02:45Z