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Main Title: Timing Jitter In Long-haul WDM Return-To-Zero Systems
Author(s): Richter, André
Advisor(s): Petermann, Klaus
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät IV - Elektrotechnik und Informatik
Type: Doctoral Thesis
Language: English
Language Code: en
Abstract: Die vorgestellte Arbeit faßt Forschungsergebnisse zum stochastischen Zeitversatz (Timing Jitter) in optischen Langstreckensystemen mit Wellenlängenmultiplex (engl. Wavelength Division Multiplexing (WDM)) und Return-to-Zero (RZ) Modulationsformaten zusammen. Es wurden semi-analytische Berechnungstechniken entwickelt und anhand numerischer Methoden validiert, mit deren Hilfe der Timing Jitter bezüglich des optischen Verstärkerrauschens und der Kreuzphasenmodulation (engl. Cross-Phase Modulation (XPM)) bestimmt werden kann. Der Einfluß verschiedener Übertragungsparameter auf die Akkumulation von Timing Jitter wurde untersucht. Ausgehend von aktuellen Trends im Design von WDM Langstreckensystemen sind Entwicklungsüberlegungen zum Aufbau und der generellen Wirkungsweise von optischen Sendern, der optischen Glasfaserstrecke (inklusive optischer Verstärker), und von optischen Empfängern dargelegt, welche typischerweise für die untersuchten Systeme verwendet werden. Es wurden die Zeit- und Frequenzdynamik von sogenannten Dispersion-Managed Solitons (DMS) und gechirpten RZ (engl. Chirped Return-to-Zero (CRZ)) Pulsen betrachtet, da diese Modulationsformate von großer Bedeutung für WDM Langstreckensysteme sind. Eine der bedeutendsten Ergebnisse der vorgelegten Arbeit ist die Vorstellung eines neuen Ansatzes zur Berechnung von Timing Jitter, hervorgerufen durch Kreuzphasenmodulation zwischen optischen RZ Pulsen welche im Wellenlängenmultiplex über Langstreckensysteme übertragen werden, und dessen Abbildung in einen semi-analytischen Algorithmus. Des weiteren wurde ein kürzlich publizierter Ansatz zur Berechnung von Timing Jitter, hervorgerufen durch optisches Verstärkerrauschen, vorgestellt und in einen semi-analytischen Algorithmus abgebildet. Beide Algorithmen wurden in einer gegebenen kommerziellen Softwareumgebung implementiert und validiert. Die wesentlichen Vorteile der beiden vorgestellten semi-analytischen Algorithmen bestehen in der allgemeinen Anwendbarkeit auf beliebige RZ Pulseformen und der Reduzierung des Berechnungsaufwandes um Größenordnungen im Vergleich zu rein numerischen Methoden. Dies ermöglicht systematische Parameteroptimierungen typischer RZ WDM Langstreckensysteme. Es ist z.B. gezeigt worden, dass die Akkumulation von Timing Jitter sehr stark von der örtlichen Position der Dispersionskompensation und der optischen Verstärker abhängig ist. Weitere kritische Systemparameter sind der WDM Kanalabstand, und die zeitliche Position der RZ Pulse im Bitfenster zu Beginn der Übertragung. Abschließend wurde der Einfluß von Timing Jitter auf die Bitfehlerrate (engl. Bit Error Rate (BER)) untersucht. Es wurde gezeigt, dass das Verhalten der betrachteten Systeme durch Timing Jitter dominiert ist und dass BER Schätzmethoden, die auf der Annahme von Gauss-förmigen Amplitudenverteilungen am Entscheider beruhen, stark verfälschte Resultate liefern.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-4823
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/877
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-580
Exam Date: 19-Feb-2002
Issue Date: 15-Jul-2002
Date Available: 15-Jul-2002
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): Optische Glasfaserübertragung
Stochastischer Zeitversatz
Wellenlängenmultiplex
Long-Haul
Optical Fiber Communications
Return-to-Zero
RZ
Timing Jitter
Wavelength Division Multiplexing
WDM
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Appears in Collections:Technische Universität Berlin » Fakultäten & Zentralinstitute » Fakultät 4 Elektrotechnik und Informatik » Publications

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