Kjær, Rasmus

Fiber Raman amplifiers are investigated with the purpose of identifying new applications and limitations for their use in optical communication systems. Three main topics are investigated, namely: New applications of dispersion compensating Raman amplifiers, the use Raman amplification to increase the length of future access networks, and inter-channel transient crosstalk and a new all-optical method to remedy these unwanted effects. Finally, a numerical amplifier model is developed to better understand the dynamics, gain and noise limitations of the amplifier. I denne afhandling undersøges fiberbaserede Raman-forstærkere med henblik på at identificere både deres begrænsninger og nye anvendelsesmuligheder i optiske kommunikationssystemer. En numerisk forstærkermodel er blevet udviklet for bedre at forstå forstærkerens dynamik, dens gain- og støjbegrænsninger. Modellen bruges til at forudsige forstærkerens statiske og dynamiske egenskaber, og det eftervises at dens resultater er i god overensstemmelse med eksperimentelle forstærkermålinger. Dispersions-kompenserende fiber er på grund af sin store udbredelse og fiberens høje Raman gain effektivitet et meget velegnet Raman gain-medium. Tre nye anvendelser af den såkaldte dispersions-kompenserende Raman-forstærker (DCRA) præsenteres, og disse er: terminal dispersions-kompensering vha. en DCRA, forlængelse det dynamiske område af en kommerciel Erbium-doteret fiberforstærker (EDFA), samt brugen af en hybrid bredbånds-DCRA/EDFA med 60 nm båndbredde, et støjtal under 4,5 dB og en samlet udgangseffekt på 22 dBm. Med henblik på at forlænge rækkevidden af fremtidige access-netværk foreslås en ny arkitektur for såkaldte langdistance passive optiske netværk (PON). Dette system evalueres både teoretisk og eksperimentelt. Distribueret Raman-forstærkning bruges i PON-forbindelsen til at kompensere for fibertabet. Udvalgte pumpekonfigurationer, samt disses indvirkning på den maksimale rækkevidde og antal kanaler i systemet, undersøges numerisk. En bidirektionel 120 km fiberforbindelse demonstreres eksperimentelt uden at der observeres ekstra forringelse af modtagerfølsomheden p.g.a. den bidirektionelle trafik. De dynamiske egenskaber af PON-forbindelsen testes med forstyrrende trafik og som konklusion vurderes systemet at være en lovende kandidat til fremtidige langdistance access PONs med dynamisk trafik. Krydstale mellem to eller flere kanaler i mættede fiberforstærkere kan medføre transienter i udgangseffekten, hvilket kan være et stort problem i rekonfigurérbare og højhastigheds- (f.eks. 40 Gbit/s) netværk. Effekttransienter kan medføre pludselige fejl i modtagelsen af signalet og i værste fald kan transienterne medføre beskadigelse af vitale komponenter. I afhandlingen præsenteres en ny, rent optisk metode til at udbedre signaler, der er blevet forringet p.g.a. transienter. Metoden optimeres vha. en numerisk model og demonstreres samtidigt på fire 40 Gbit/s kanaler. Modtagerens følsomhed forbedres med mere end 5 dB efter brug af metoden

Online Research Database In Technology

Raman amplification in optical communication systems

http://orbit.dtu.dk/ws/files/4986172/Rasmus%20Kj%C3%A6r.pdf

Raman amplification in optical communication systems

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Online Research Database In Technology