Popis:
Cílem diplomové práce bylo seznámit se s možnostmi konverze mezi technologiemi OTDM a WDM. Vzhledem k rozsáhlé problematice byl nejprve popsán princip samotného optického přenosového systému. Samostatná kapitola byla věnována jevům ovlivňujícím optické přenosy. V rámci útlumu optických vláken byly zmíněny materiálové absorpce, lineární a nelineární rozptyly a ohybové ztráty. Následoval popis vidové, chromatické a polarizační vidové disperze optických vláken. Poslední část kapitoly představovaly nelineární jevy, mezi které patří vlastní fázová modulace, křížová modulace a čtyřvlnné směšování. Praktická práce byla již věnována problematice multiplexních přenosových systémů. Vysvětleny byly principy fungování frekvenčních, prostorových a hybridních multiplexních přenosových systémů. Detailně pak byly popsány a srovnány přenosové systémy časového a vlnového multiplexu. Pozornost byla věnována také jednotlivým prvkům přenosového řetězce multiplexu, jako jsou jednotlivé typy zdrojů záření, detektorů, modulátorů, optických zesilovačů, rozbočovačů, slučovačů, multiplexorů a demultiplexorů. Následující část práce měla za cíl vyústit v návrh modelu vzájemné konverze mezi systémy OTDM a WDM. Nejprve byly zhodnoceny doposud provedené experimenty týkající se konverze mezi OTDM a WDM. Poté byl navržen principiální model konverze OTDM/WDM/OTDM. Vysvětleny byly jeho jednotlivé části a jejich funkce. Součástí navrhu byla i obecná doporučení k případné praktické realizaci. Vzhledem k omezenému množství času vyhrazeného pro přístup k simulačnímu programu Optsim byly provedeny simulace pouze některých dílčích částí konverzního modelu. V závěru práce bylo provedeno zhodnocení navrženého modelu.
Klíčová slova:
OTDM
WDM
FWM
XPM
komprese pulsů
optická vlákna
přenosové systémy
konverze
Obsah:
- Úvod 1
1 Optická vlákna 2
1.1 Jednovidová vlákna 3
1.2 Mnohovidová vlákna 4
2 Přenosové vlastnosti optických vláken 5
2.1 Útlum optického vlákna 5
2.1.1 Materiálové absorpce 5
2.1.2 Lineární rozptyly 7
2.1.3 Nelineární rozptyly 8
2.1.4 Ohybové ztráty 9
2.2 Disperze optických vláken 9
2.2.1 Vidová disperze 9
2.2.2 Chromatická disperze 10
2.2.3 Polarizační vidová disperze 12
2.3 Nelineární jevy v optických vláknech 12
2.3.1 Vlastní fázová modulace 13
2.3.2 Křížová fázová modulace 14
2.3.3 Čtyřvlnné směšování 14
3 Multiplexní přenosové systémy 17
3.1 Frekvenční multiplex 18
3.2 Vlnový multiplex 18
3.2.1 Princip vlnového multiplexu 19
3.2.2 Vývoj systémů vlnového multiplexu 20
3.2.3 Široký vlnový multiplex 20
3.2.4 Hustý vlnový multiplex 20
3.2.5 Hrubý vlnový multiplex 21
3.3 Časový multiplex 23
3.4 Prostorový multiplex 26
3.5 Hybridní multiplex 26
4 Základní prvky multiplexních přenosových systémů 27
4.1 Zdroje záření 27
4.1.1 Fabry‐Perotovy laserové diody 28
4.1.2 Plošně vyzařující lasery 28
4.1.3 Laserové diody s rozloženou zpětnou vazbou 29
4.2 Detektory 30
4.3 Modulátory 31
4.3.1 LiNbO3 modulátory 31
4.3.2 Elektroabsorpční modulátory 31
4.4 Optické zesilovače 32
4.4.1 Optické vláknové zesilovače 32
4.4.2 Polovodičové optické zesilovače 33
4.5 Multiplexery a demultiplexery 33
4.6 Rozbočovače a slučovače 34
5 Konverze OTDM/WDM 35
5.1 Základní princip konverze 37
5.2 Větev s hodinovými WDM signály 38
5.2.1 FWHM 39
5.2.2 Zpoždění impulsů 40
5.2.3 Komprimování impulsů pomocí Ramanovského zesilovače 41
5.3 Větev s datovým OTDM signálem 45
5.4 Parametrická konverze OTDM/WDM 45
5.2.1 Větev s hodinovými WDM signály 32
5.2.2 Větev s datovým OTDM signálem 33
5.2.3 Vzorkovací část systému 35
6 Konverze WDM/OTDM 49
6.1 Základní princip konverze 49
6.2 Větev s datovými WDM signály 49
6.3 Větev s hodinovým OTDM signálem 49
6.4 Konverze WDM/OTDM pomocí XPM 50
7 Závěr 53
Seznam použité literatury 54
Seznam použitých zkratek 56
Seznam příloh