Μελέτη φωτονικών μικροκυματικών ζεύξεων για συστήματα κινητών επικοινωνιών 5ης γενιάς

Μέγας, Γεώργιος; Megas, Georgios

dc.contributor.author	Μέγας, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Megas, Georgios	en
dc.date.accessioned	2020-10-09T06:41:02Z
dc.date.available	2020-10-09T06:41:02Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/51334
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.19032
dc.rights	Default License
dc.subject	Μικροκυματικές φωτονικές ζεύξεις	el
dc.subject	Διαμορφωτές Mach-Zehnder	el
dc.subject	Διαμορφωτές ηλεκτρο-απορρόφησης	el
dc.subject	Δίκτυα πέμπτης γενιάς	el
dc.subject	Μέτρα ποιότητας ζεύξεων	el
dc.subject	Microwave photonic links	en
dc.subject	Mach-Zehnder modulators	en
dc.subject	Electro-absorption modulators	en
dc.subject	5G networks	en
dc.subject	Figure of merits of photonic microwave links	en
dc.title	Μελέτη φωτονικών μικροκυματικών ζεύξεων για συστήματα κινητών επικοινωνιών 5ης γενιάς	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μικροκυματικές φωτονικές ζεύξεις	el
heal.classification	Microwave photonics links	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-10-30
heal.abstract	Με την συνεχή αύξηση του όγκου τόσο των εκπεμπόμενων όσο και των λαμβανόμενων δεδομένων τα τελευταία χρόνια, μεγαλώνει όλο και περισσότερο η ανάγκη για ευρυζωνικά δίκτυα πέμπτης γενιάς (5G) να είναι σε θέση να ανταπεξέλθουν σε πολύ μεγάλες ταχύτητες μετάδοσης. Το έναυσμα για αυτή την εποχή το δίνουν οι φωτονικές μικροκυματικές ζεύξεις, οι οποίες εστιάζουν στην αλληλεπίδραση των μικροκυματικών και οπτικών κυμάτων. Πιο συγκεκριμένα οι φωτονικές διατάξεις εστιάζουν στη δημιουργία, μετάδοση, έλεγχο καθώς επίσης και στην επεξεργασία των μικροκυματικών σημάτων, συνδυάζοντας τα πλεονεκτήματα των ηλεκτρικών και οπτικών σημάτων με στόχο να παραγάγουν νέες δυνατότητες και λειτουργίες. Η σύζευξη των δύο αυτών κλάδων, στοχεύει στο να βελτιώσει σημαντικά την απόδοση και την ποιότητα των τηλεπικοινωνιών, συγκρινόμενη με τις παραδοσιακές μεθόδους που χρησιμοποιούσαν μόνο ηλεκτρικές ή οπτικές διατάξεις. Η συγκεκριμένη δυνατότητα του, δηλαδή να μπορούν να βρίσκονται μεταξύ αυτών των δύο κλάδων, αποτέλεσε το κύριο αίτιο για να εκδηλωθεί τόσο επιστημονικό όσο και εμπορικό ενδιαφέρον. Πιο συγκεκριμένα οι συζητήσεις γύρω από αυτό το πεδίο είχαν ξεκινήσει για περισσότερο από τριάντα χρόνια πριν και αναμένεται να συζητηθούν για πολλά χρόνια ακόμη, διότι η τεχνολογία που κρύβεται πίσω από τέτοιες διατάξεις είναι ιδιαιτέρως πολύπλοκη ή ακόμα και σχεδόν ανύπαρκτη για το πεδίο των ραδιοκυμάτων. Ο κύριος λόγος που τα τελευταία χρόνια ο συγκεκριμένος κλάδος βρίσκεται σε τεχνολογική άνοιξη, έχει να κάνει με την μεγάλη τεχνολογική ανάπτυξη των διαμορφωτών που χρησιμοποιούνται. Οι διαμορφωτές αποτελούν θεμέλιο λίθο για τις συγκεκριμένες διατάξεις, διότι καθορίζουν το είδος της διαμόρφωσης, με την εξωτερική διαμόρφωση να συζητείται για παραπάνω από δύο δεκαετίες. Τα τελευταία χρόνια διαμορφωτές όπως διαμορφωτές ηλεκτρο-απορρόφησης (EAM) και διαμορφωτές Mach–Zehnder (MZM) έχουν μονοπωλήσει το ενδιαφέρον με τους πρώτους να βελτιώνονται συνεχώς με νέες τεχνολογίες και υλικά. Με τους διαμορφωτές Mach-Zehnder να προϋπάρχουν και να εμφανίζουν πολύ καλή συμπεριφορά στη διαχείριση της οπτικής ισχύος, οι διαμορφωτές ηλεκτρο-απορρόφησης παρόλο που δεν διαχειρίζονται τόσο καλά την οπτική ισχύ και είναι ευαίσθητοι στα διάφορα μήκη κύματος και στη θερμοκρασία, παρουσιάζουν ένα πολύ σημαντικό πλεονέκτημα το οποίο έχει να κάνει με την ικανότητά τους να είναι άμεσα ενσωματωμένοι με λέιζερ ημιαγωγών, το οποίο έχει ως αποτέλεσμα να εμφανίζουν μεγάλο εύρος ζώνης. Όπως γίνεται εύκολα αντιληπτό το κομμάτι των διαμορφωτών πρόκειται να συζητηθεί εκτενώς για επόμενα χρόνια. Ο κύριος στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι να αναλύσει και να αξιολογήσει όλα τα μέτρα ποιότητας των φωτονικών μικροκυματικών ζεύξεων, να αναδείξει τα θετικά τους χαρακτηριστικά καθώς και να προτείνει λύσεις σε ενδεχόμενα μειονεκτήματα που ενδέχεται να εμφανίσουν. Η εμβάθυνση αυτή θα γίνει τόσο για τους διαμορφωτές Mach-Zehnder όσο και για τους διαμορφωτές ηλεκτρο-απορρόφησης με στόχο του να δοθεί μια όσο το δυνατόν πληρέστερη εικόνα για αυτό το τεράστιο κεφάλαιο. Κλείνοντας, οι σημαντικότερες προκλήσεις που θα συναντήσουμε στο μέλλον, θα είναι να αυξήσουμε τη φασματική περιοχή λειτουργίας, την αποδοτικότητα μετατροπής των σημάτων και την εμβέλεια, ενώ παράλληλα το κόστος να είναι σε ικανοποιητικά αν όχι σε χαμηλά επίπεδα.	el
heal.abstract	With the continuous growth of both transmitted and received data in recent years, the need for fifth generation (5G) broadband networks to be able to cope with very high transmission speeds is increasing. The trigger for this time is given by photonic microwave links, which focus on the interaction of microwave and optical waves. In particular, photonic devices focus on the creation, transmission, control and processing of microwave signals, combining the advantages of electrical and optical signals in order to produce new features and functions. The combination of these two sectors aims to significantly improve the performance and quality of telecommunications, compared to traditional methods that used only electrical or optical devices. The specific ability to be able to be between these two fields has been the main reason for attracting both scientific and commercial interest. In particular, discussions about this field had started more than thirty years ago and are expected to be discussed for many more years because the technology behind such devices is particularly complex or even almost non-existent in the field of radio waves. The main reason that this sector has been in technological spring in recent years has to do with the great technological development of the modulators that are used. Modulators are a cornerstone of these set-ups because they determine the type of configuration, with the external configuration being discussed for more than two decades. In recent years modulators such as electro-absorption modulators (EAMs) and Mach-Zehnder modulators (MZMs) have monopolized the interest with the first to constantly improve with new technologies and materials. With Mach-Zehnder modulators pre-existing and managing very good the optical power, electro-absorption modulators even though they do not manage optical power so well and are sensitive to various wavelengths and temperatures, they are equally important due to their ability to be directly integrated with semiconductor lasers, which results in a high bandwidth. It is easily understood that the part of the modulators is going to be discussed extensively for years to come. The main objective of this thesis is to analyze and evaluate all figure of merits of photonic microwave links, to highlight their positive characteristics as well as to propose solutions to any potential disadvantages that may arise. This deepening will be done for both Mach-Zehnder and electro-absorption modulators in order to give the fullest possible picture of this huge chapter. Closing the most important challenges we will face in the future would be to increase the spectral range of operation, the efficiency of signal conversion and the transmitting range, while at the same time the costs being satisfactory if not at low levels.	en
heal.advisorName	Αβραμόπουλος, Ηρακλής	el
heal.committeeMemberName	Αβραμόπουλος, Ηρακλής	el
heal.committeeMemberName	Ματσόπουλος, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Παναγόπουλος, Αθανάσιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Συστημάτων Μετάδοσης Πληροφορίας και Τεχνολογίας Υλικών Εργαστήριο Φωτονικών Επικοινωνιών (PCRL)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	129 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false