Μελέτη οπτικού δέκτη με ενεργό έλεγχο φάσης και πόλωσης για χρήση σε οπτικά μητροπολιτικά δίκτυα και κέντρα δεδομένων

Στάμου, Σωτήριος; Stamou, Sotirios

dc.contributor.author	Στάμου, Σωτήριος	el
dc.contributor.author	Stamou, Sotirios	en
dc.date.accessioned	2022-06-21T10:35:04Z
dc.date.available	2022-06-21T10:35:04Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/55314
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.23012
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.subject	Κέντρα δεδομένων	el
dc.subject	Διασυνδέσεις	el
dc.subject	Σχήμα διαμόρφωσης	el
dc.subject	Σύμφωνος δέκτης	el
dc.subject	Οπτική επεξεργασία σήματος	el
dc.subject	Datacenters	en
dc.subject	Interconnects	en
dc.subject	Modulation format	en
dc.subject	Coherent receiver	en
dc.subject	Optical signal processing	en
dc.title	Μελέτη οπτικού δέκτη με ενεργό έλεγχο φάσης και πόλωσης για χρήση σε οπτικά μητροπολιτικά δίκτυα και κέντρα δεδομένων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Tηλεπικοινωνίες	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-02-22
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάμε ποιοτικά τις επιδόσεις και τις αντοχές ενός συστήματος βασισμένο στις υπάρχουσες coherent τεχνολογίες. Πιο συγκεκριμένα, εστιάζουμε στην απόδοση αυτού όσον αφορά την αντιμετώπιση του φαινομένου της Διασποράς Τρόπων Πόλωσης (Polarization Mode Dispersion – PMD) μέσω της ψηφιακής επεξεργασίας σήματος. Στη συνέχεια παρουσιάζεται ένας τρόπος ώστε να αποκτήσουμε μια εποπτεία της διαδικασίας μεταβολής της κατάστασης της πόλωσης που δέχεται το σήμα, με τη βοήθεια των διανυσμάτων Stokes και της σφαίρας Poincare. Τα παραπάνω λαμβάνουν χώρα υπό το πρίσμα ενός προτεινόμενου καινοτόμου κυκλώματος coherent δέκτη, το οποίο θα είναι σε θέση να αντιμετωπίσει τις αλλοιώσεις του σήματος όσον αφορά το PMD, την ολίσθηση της συχνότητας και το θόρυβο φάσης, μέσω της οπτικής επεξεργασίας σήματος, ώστε να μειωθεί η συνολική κατανάλωση ισχύος και το κόστος σε σχέση με τις υπάρχουσες coherent τεχνολογίες. Παράγοντας κλειδί στην υλοποίηση του συγκεκριμένου κυκλώματος και της οπτικής επεξεργασίας σήματος είναι η μονολιθική φωτονική ολοκλήρωση παθητικών και ενεργών στοιχείων, η οποία προσφέρεται από την γενικευμένη τεχνολογική πλατφόρμα ολοκλήρωσης του Indium Phosphide (InP). Αφορμή για την ανάπτυξη του προτεινόμενου κυκλώματος είναι η σταδιακή αδυναμία των ΙΜ/DD τεχνολογιών να ανταπεξέλθουν στις μελλοντικές ανάγκες της εποχής πέρα από τα 400 G στο πεδίο των διασυνδέσεων μεταξύ κέντρων δεδομένων Όσον αφορά τη δομή της εργασίας, στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζουμε την παρούσα κατάσταση όσον αφορά την κίνηση του διαδικτύου, μελετάμε τις IM/DD λύσεις που χρησιμοποιούνται σήμερα και γίνεται μια σύγκριση μεταξύ αυτών και των coherent τεχνολογιών με αφορμή την πρόσφατη επικύρωση του 400ZR IA. Στο δεύτερο κεφάλαιο ασχολούμαστε με τη φωτονική ολοκλήρωση, εισάγουμε την έννοια των γενικευμένων τεχνολογικών πλατφορμών ολοκλήρωσης, όπου παρουσιάζουμε τις πιο βασικές και στεκόμαστε σε αυτήν του InP. Στο τρίτο κεφάλαιο αναλύουμε τη δομή και τη λειτουργία ενός παραδοσιακού ψηφιακού coherent δέκτη και έπειτα παρουσιάζουμε τον προτεινόμενο καινοτόμο coherent δέκτη εξηγώντας τη συνολική λειτουργία αυτού αλλά και των ξεχωριστών building blocks από τα οποία αποτελείται, κάνοντας τέλος μια σύγκριση ισχύος και κόστους μεταξύ των δύο δεκτών. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζουμε τη διαδικασία που ακολουθήθηκε για την υλοποίηση των προσομοιώσεων, τα συμπεράσματα που προκύπτουν και τέλος στο πέμπτο κεφάλαιο προτείνουμε ιδέες για μελλοντική έρευνα.	el
heal.abstract	In this thesis we qualitatively study the performance and durability of a system based on existing coherent technologies. More specifically, we focus on its performance in dealing with the phenomenon of Polarization Mode Dispersion (PMD) through digital signal processing. Subsequently we present a way to gain an overview of the process of changing the state of polarization that the signal receives, with the help of the Stokes vectors and the Poincare sphere. The above takes place in the light of a proposed innovative coherent receiver circuit, which will be able to deal with PMD signal distortions, frequency offset and phase noise through optical signal processing to reduce total power consumption and costs in relation to existing coherent technologies. A key factor in the implementation of this circuit and optical signal processing is the monolithic photonic integration of passive and active elements, which is offered by the generic technology integration platform of Indium Phosphide (InP). The reason for the development of the proposed circuit is the gradual inability of IM / DD technologies to meet the future needs of the era beyond 400 G in the field of data center interconnects. Regarding the structure of the thesis, in the first chapter we present the current situation regarding the internet traffic, we study the IM / DD solutions used today and a comparison is made between them and the coherent technologies on the occasion of the recent validation of the 400ZR IA. In the second chapter we deal with photonic integration, we introduce the concept of generic technology integration platforms, where we present the most basic ones and we stand on that of InP. In the third chapter we analyze the structure and operation of a traditional digital coherent receiver and then we present the proposed innovative coherent receiver explaining its overall function and the separate building blocks of which it consists, concluding a comparison of power and cost between the two receivers. In the fourth chapter we present the process followed for the implementation of the simulations, the conclusions that emerge and finally in the fifth chapter we suggest ideas for future research.	el
heal.advisorName	Αβραμόπουλος, Ηρακλής	el
heal.committeeMemberName	Παναγόπουλος, Αθανάσιος	el
heal.committeeMemberName	Καψάλης, Χρήστος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Συστημάτων Μετάδοσης Πληροφορίας και Τεχνολογίας Υλικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	87 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false