Ψηφιακή αποκατάσταση σήματος στα συστήματα οπτικών επικοινωνιών

Abstract

Στις μέρες μας, οι αυξανόμενες απαιτήσεις για υπηρεσίες υψηλού φασματικού εύρους ζώνης επιβάλλουν την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών στο σχεδιασμό των οπτικών συστημάτων, ικανές να προσφέρουν α) χαμηλό κόστος κατά το σχεδιασμό του συστήματος, β) μεγάλη απόσταση μετάδοσης, γ) πολλοί χρήστες και δ) υψηλό εύρος ζώνης στην πλευρά του χρήστη για την παροχή των νέων υπηρεσιών. Ωστόσο, τα οπτικά συστήματα λόγω των αναλογικών χαρακτηριστικών των οπτικών σημάτων τους, υποφέρουν από γραμμικές και μη γραμμικές παραμορφώσεις. Αυτές οι παραμορφώσεις επηρεάζουν άμεσα την απόδοση των συστημάτων και η επίδραση τους αυξάνει με την αύξηση του ρυθμού μετάδοσης. Παραδοσιακά χρησιμοποιούνται οπτικοί τρόποι για την εξομάλυνση των παραμορφώσεων. Ωστόσο, η ραγδαία ανάπτυξη στον τομέα των ηλεκτρονικών αναδεικνύει την ηλεκτρονική εξομάλυνση των παραμορφώσεων ως μία ευέλικτη, χαμηλού κόστους ολοκληρωμένη και βιώσιμη λύση που αποφεύγει τις επιπρόσθετες οπτικές απώλειες. Σκοπός αυτής της μεταπτυχιακής εργασίας είναι η εξομάλυνση του φαινομένου της διασυμβολικής παρεμβολής λόγω χρωματικής διασποράς και διασποράς τρόπων πόλωσης στην ίνα, με τη χρήση ηλεκτρονικών μέσων στο κομμάτι του δέκτη, που αποτελούν τα βασικότερα εμπόδια για την επίτευξη υψηλόρυθμης μετάδοσης δεδομένων στα σύγχρονα οπτικά συστήματα. Η παρούσα πτυχιακή αποτελείται από τα εξής κεφάλαια. Στο κεφάλαιο 1, γίνεται μία ιστορική αναδρομή στον τομέα των οπτικών επικοινωνιών με την παρουσίαση των πέντε γενιών οπτικών συστημάτων αλλά και η ανάγκη χρήσης των ηλεκτρονικών εξισωτών για την εξομάλυνση των βασικών παραμορφώσεων στα σύγχρονα οπτικά συστήματα. Στο κεφάλαιο 2, περιγράφονται τα βασικά μέρη από τα οποία αποτελείται ένα οπτικό σύστημα, οι βασικές παραμορφώσεις που συναντάμε στα οπτικά συστήματα και περιορίζουν την απόσταση μετάδοσης κατά μήκος της ίνας, οι τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται για την εξομάλυνση του φαινομένου της χρωματικής διασποράς αλλά και τα βασικά κριτήρια απόδοσης ενός οπτικού συστήματος. Στο κεφάλαιο 3, γίνεται η παρουσίαση της αρχιτεκτονικής των βασικών ηλεκτρονικών εξισωτών που χρησιμοποιούνται στα σύγχρονα οπτικά συστήματα για την εξομάλυνση των παραμορφώσεων, ενώ αναλύονται οι βασικοί προσαρμοστικοί αλγόριθμοι που χρησιμοποιούνται στους ηλεκτρονικούς εξισωτές. Τέλος στο κεφάλαιο 4, γίνεται μία περιγραφή των βασικών στοιχείων και παραμέτρων του οπτικού συστήματος που προσομοιώθηκαν με τη χρήση του λογισμικού της MATLAB για την διεξαγωγή της πειραματικής μελέτης και στην συνέχεια παρουσιάζονται μέσω γραφημάτων και πινάκων τα πειραματικά αποτελέσματα και τα συμπεράσματα για την αποδοτικότητα των ηλεκτρονικών εξισωτών στην εξομάλυνση του φαινομένου της διασυμβολικής παρεμβολής λόγω χρωματικής διασποράς.