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Koch, Benjamin: Elektrooptische Polarisationsregelung mit Interferenzdetektion für automatisches DQPSK-Polarisationsdemultiplex. 2012
Inhalt
Kurzfassung
Abstract
1 Einleitung
1.1 Motivation dieser Arbeit
1.2 Grundlagen
1.2.1 Wellenausbreitung in Glasfaser
1.2.2 Repräsentation von Polarisationszuständen
1.2.2.1 Ausbreitungsgeschwindigkeit
1.2.2.2 Jonesvektor
1.2.2.3 Stokesvektor und Poincarékugel
1.2.3 Fundamentale Polarisationszustände
1.2.4 Orthogonalität von Polarisationszuständen
1.2.5 Doppelbrechung
1.2.5.1 Jonesmatrix
1.2.5.2 Müllermatrix
1.2.6 Polarisatoren
1.2.7 Polarisationsstrahlteiler
1.3 Grundlagen der Polarisationsregelung
1.3.1 Prinzipielle Ansätze
1.3.1.1 Polarisationsregler mit Polarimeter
1.3.1.2 Polarisationsregler mit skalarem Rückkopplungssignal
1.3.2 Polarisationstransformatoren
1.3.3 Polarisationsregelstrategien
1.3.4 Anforderungen an die Polarisationsregelung
1.3.4.1 Genauigkeit
1.3.4.2 Zuverlässigkeit
1.3.4.3 Geschwindigkeit
1.3.5 Stand der Technik
1.3.6 Bauelementcharakterisierung
1.4 Systemaufbau
1.4.1 Elektrooptischer Polarisationstransformator
1.4.2 Reglerhauptplatine
1.4.2.1 Kommunikationsschnittstellen
2 Polarisationsstabilisierung mit Intensitätsdetektion
2.1 Intensitätsdetektoren
2.2 Regelung mit Intensitätsdetektion
2.2.1 Modulation in Richtung des Optimums
2.2.2 Modulation in beliebige Richtungen
2.2.3 Maximale Polarisationsnachregelgeschwindigkeit
2.2.4 Polarisationsabweichungen
2.2.5 Relative Regelverstärkung
3 Polarisationsdemultiplex mit Interferenzdetektion
3.1 Interferenzdetektoren
3.1.1 Symboltaktdetektion
3.1.2 Interferenzdetektion
3.1.2.1 Elektrische und optische Interferenzleistung
3.1.2.2 Hochfrequenzdetektoren mit spannungslinearer Kennlinie
3.1.2.3 Charakteristik
3.1.2.4 Addition der Interferenzsignale
3.1.2.5 Leitungslängen
3.1.2.6 Detektorcharakteristik bei Addition der Interferenzsignale
3.1.2.7 Nutzung beider Ausgänge der Frontends
3.1.2.8 Interferenzdetektoren mit logarithmischer Kennlinie
3.1.3 Vergleich der Interferenzdetektoren
3.2 Regelung mit Interferenzdetektion
3.2.1 Regelung mit idealer leistungslinearer Detektorkennlinie
3.2.1.1 Vor- und Nachteile anderer Detektorkennlinien
3.2.2 Polarisationsregelung mit verschiedenen Detektoren
3.3 Auswirkungen von PDL
3.3.1 Polarisationsänderungen durch PDL
3.3.2 Polarisationsdemultiplex bei PDL
3.3.3 Polarisationsregelung bei PDL
3.3.4 Polarisationsregelung bei PDL mit Detektion beider Kanäle
4 Regelexperimente mit Intensitätsdetektion
4.1 Polarisationsverwürfler
4.1.1 Trajektorien
4.1.2 Maximale Polarisationsänderungsgeschwindigkeit
4.1.3 Mittlere Polarisationsänderungsgeschwindigkeit
4.1.4 Frequenzspektrum des Polarisationsverwürflers
4.2 Hochgeschwindigkeitspolarisationsregelung
4.2.1 Analyse der Regelqualität
4.2.2 Kurzzeitexperimente
4.2.3 Regelparameter
4.2.3.1 Modulationsweite
4.2.3.2 Relative Regelverstärkung
4.2.4 Temperaturen
4.2.5 Wellenlängen
4.2.6 Langzeitexperimente
4.2.7 Änderung der analysierten Polarisation
4.2.8 Grenzen der Regelgeschwindigkeit
4.2.8.1 Modulationszeit
4.2.8.2 Totzeit
4.2.8.3 Rechenzeit
4.2.8.4 Erreichbare Regelgeschwindigkeit
5 Regelexperimente mit Interferenzdetektion
5.1 112-Gbit/s-PDM-RZ-DQPSK
5.1.1 Übertragung über 1035 km und Verwürflung bis 800 rad/s
5.1.2 Übertragung über 640 km und Verwürflung bis 60 krad/s
5.2 200-Gbit/s-PDM-RZ-DQPSK
6 Zusammenfassung und Ausblick
6.1 Weiterführende Arbeiten
Literaturverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Publikationen
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