Προσομοίωση οπτικών μεταγωγέων σε οπτικά τηλεπικοινωνιακά δίκτυα ROADM βάσει τεχνολογίας LCOS
Τα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα αποτελούν την αποδοτικότερη επιλογή, όσον αφορά την εγκατάσταση ευρυζωνικών δικτύων κορμού, καθώς παρουσιάζουν μοναδικά χαρακτηριστικά μετάδοσης. Διαθέτουν τεράστιο εύρος ζώνης, υψηλή αξιοπιστία, ενώ επίσης, έχουν μειωμένο κόστος μετάδοσης ανά bit πληροφορίας σε σχέση με τ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2022
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | https://hdl.handle.net/10889/23701 |
| id |
nemertes-10889-23701 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Τηλεπικοινωνιακά δίκτυα Οπτικά δίκτυα Οπτικοί διακόπτες Οπτικοί μεταγωγείς Υγροί κρύσταλλοι Δίκτυα οπτικών ινών Παρεμβολές Χωρικοί διαμορφωτές φωτός Επιλεκτική μεταγωγή μήκους κύματος Εκτροπή δέσμης Telecommunications Telecoms LCOS technology ROADM systems Optical switches Optical networks Liquid crystals Liquid crystal on silicon Spatial light modulators Simulation Telecom networks Optical fiber networks Crosstalk Beam steering |
| spellingShingle |
Τηλεπικοινωνιακά δίκτυα Οπτικά δίκτυα Οπτικοί διακόπτες Οπτικοί μεταγωγείς Υγροί κρύσταλλοι Δίκτυα οπτικών ινών Παρεμβολές Χωρικοί διαμορφωτές φωτός Επιλεκτική μεταγωγή μήκους κύματος Εκτροπή δέσμης Telecommunications Telecoms LCOS technology ROADM systems Optical switches Optical networks Liquid crystals Liquid crystal on silicon Spatial light modulators Simulation Telecom networks Optical fiber networks Crosstalk Beam steering Μαυρούλια, Ασημίνα Προσομοίωση οπτικών μεταγωγέων σε οπτικά τηλεπικοινωνιακά δίκτυα ROADM βάσει τεχνολογίας LCOS |
| description |
Τα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα αποτελούν την αποδοτικότερη επιλογή, όσον αφορά την εγκατάσταση ευρυζωνικών δικτύων κορμού, καθώς παρουσιάζουν μοναδικά
χαρακτηριστικά μετάδοσης. Διαθέτουν τεράστιο εύρος ζώνης, υψηλή αξιοπιστία, ενώ επίσης, έχουν μειωμένο κόστος μετάδοσης ανά bit πληροφορίας σε σχέση με τα
υπόλοιπα ενσύρματα δίκτυα. Τα σύγχρονα οπτικά δίκτυα προσανατολίζονται γύρω από την ταχεία μετάδοση μεγάλου όγκου πληροφορίας, με όσο το δυνατόν λιγότερες απώλειες. Ένα σύστημα που υποστηρίζει αυτή την εξέλιξη, στο χώρο των τηλεπικοινωνιών, είναι εκείνο όπου βασίζεται η τεχνολογία LCOS για οπτικά δίκτυα ROADM (Reconfigurable Optical Add / Drop Multiplexing).
Η παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη θεωρητική μελέτη και προσομοίωση οπτικών μεταγωγέων (οπτικοί διακόπτες) σε τηλεπικοινωνιακά δίκτυα. Πιο συγκεκριμένα, διερευνάται η χρήση τεχνολογίας LCOS (Liquid Crystal On Silicon), διατάξεων υγρών κρυστάλλων σε σταθερό υπόστρωμα πυριτίου, η λειτουργία των οποίων έχει ως στόχο τη χωρική διαμόρφωση φωτός (SLM) για αρχιτεκτονικές οπτικών δικτύων, που βασίζονται στην τεχνική πολυπλεξίας ROADM. Πυρήνας της έρευνας αυτής αποτελεί η μελέτη της οπτικής μεταγωγής μέσω επιλεκτικής εναλλαγής μήκους κύματος (Wavelength Selective Switch – WSS), χρησιμοποιώντας την τεχνική εκτροπής δέσμης (beam steering).
Επικεντρώνοντας το ενδιαφέρον μας στη λειτουργία του οπτικού μεταγωγέα για τη χωρική διαμόρφωση της πληροφορίας, υλοποιήθηκε η προσομοιωτική επισκόπηση των επιμέρους διαδικασιών για τη βέλτιστη δρομολόγηση μήκους κύματος. Για την επίτευξη της οπτικής μεταγωγής WSS, επιλέχθηκε η μέθοδος beam steering, η οποία και υπέδειξε την ανάγκη για δημιουργία ενός προσομοιωτικού μοντέλου χωρικού διαμορφωτή LCOS. Αρχικά, κατά ιδανική προσέγγιση, κατασκευάστηκε ένα αναλυτικό μοντέλο beam steering, το οποίο με τη σειρά του οδήγησε στην υλοποίηση και εξέταση ενός συστήματος προσομοίωσης WSS, ώστε να μπορέσουμε να προσεγγίσουμε τη διαδικασία της επιλεκτικής εναλλαγής μήκους κύματος με τη χρήση μιας πραγματικής διάταξης LCOS – SLM, εντός κάποιων πιο ρεαλιστικών ορίων.
Τα βήματα της μεθοδολογίας της διαδικασίας WSS με την τεχνική beam steering παρουσιάζονται ως διαδοχικά κομμάτια ενός πάζλ, που οδήγησε στην τελική σύνθεση ρεαλιστικών μοντέλων προσομοίωσης και την διερεύνησή τους.
Τα αναλυτικά μοντέλα προσομοίωσης, που χρησιμοποιήθηκαν για τον σχεδιασμό ενός πραγματικού οπτικού διακόπτη, ήταν ικανά να μας δώσουν στοιχεία σχετικά με τη συμπεριφορά του μελετώμενου συστήματος WSS, καθώς και πληροφορίες τόσο για την απόδοση όσο και για τις απώλειες και παρεμβολές (crosstalk), εξαιτίας των φαινομένων που υπεισέρχονται στο σύστημα αυτό, στην πραγματικότητα. |
| author2 |
Mavroulia, Asimina |
| author_facet |
Mavroulia, Asimina Μαυρούλια, Ασημίνα |
| author |
Μαυρούλια, Ασημίνα |
| author_sort |
Μαυρούλια, Ασημίνα |
| title |
Προσομοίωση οπτικών μεταγωγέων σε οπτικά τηλεπικοινωνιακά δίκτυα ROADM βάσει τεχνολογίας LCOS |
| title_short |
Προσομοίωση οπτικών μεταγωγέων σε οπτικά τηλεπικοινωνιακά δίκτυα ROADM βάσει τεχνολογίας LCOS |
| title_full |
Προσομοίωση οπτικών μεταγωγέων σε οπτικά τηλεπικοινωνιακά δίκτυα ROADM βάσει τεχνολογίας LCOS |
| title_fullStr |
Προσομοίωση οπτικών μεταγωγέων σε οπτικά τηλεπικοινωνιακά δίκτυα ROADM βάσει τεχνολογίας LCOS |
| title_full_unstemmed |
Προσομοίωση οπτικών μεταγωγέων σε οπτικά τηλεπικοινωνιακά δίκτυα ROADM βάσει τεχνολογίας LCOS |
| title_sort |
προσομοίωση οπτικών μεταγωγέων σε οπτικά τηλεπικοινωνιακά δίκτυα roadm βάσει τεχνολογίας lcos |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://hdl.handle.net/10889/23701 |
| work_keys_str_mv |
AT maurouliaasēmina prosomoiōsēoptikōnmetagōgeōnseoptikatēlepikoinōniakadiktyaroadmbaseitechnologiaslcos AT maurouliaasēmina simulationofopticalswitchesforopticaltelecommunicationroadmnetworksbasedonlcostechnology |
| _version_ |
1771297322647420928 |
| spelling |
nemertes-10889-237012022-11-05T04:37:46Z Προσομοίωση οπτικών μεταγωγέων σε οπτικά τηλεπικοινωνιακά δίκτυα ROADM βάσει τεχνολογίας LCOS Simulation of optical switches for optical telecommunication ROADM networks based on LCOS technology Μαυρούλια, Ασημίνα Mavroulia, Asimina Τηλεπικοινωνιακά δίκτυα Οπτικά δίκτυα Οπτικοί διακόπτες Οπτικοί μεταγωγείς Υγροί κρύσταλλοι Δίκτυα οπτικών ινών Παρεμβολές Χωρικοί διαμορφωτές φωτός Επιλεκτική μεταγωγή μήκους κύματος Εκτροπή δέσμης Telecommunications Telecoms LCOS technology ROADM systems Optical switches Optical networks Liquid crystals Liquid crystal on silicon Spatial light modulators Simulation Telecom networks Optical fiber networks Crosstalk Beam steering Τα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα αποτελούν την αποδοτικότερη επιλογή, όσον αφορά την εγκατάσταση ευρυζωνικών δικτύων κορμού, καθώς παρουσιάζουν μοναδικά χαρακτηριστικά μετάδοσης. Διαθέτουν τεράστιο εύρος ζώνης, υψηλή αξιοπιστία, ενώ επίσης, έχουν μειωμένο κόστος μετάδοσης ανά bit πληροφορίας σε σχέση με τα υπόλοιπα ενσύρματα δίκτυα. Τα σύγχρονα οπτικά δίκτυα προσανατολίζονται γύρω από την ταχεία μετάδοση μεγάλου όγκου πληροφορίας, με όσο το δυνατόν λιγότερες απώλειες. Ένα σύστημα που υποστηρίζει αυτή την εξέλιξη, στο χώρο των τηλεπικοινωνιών, είναι εκείνο όπου βασίζεται η τεχνολογία LCOS για οπτικά δίκτυα ROADM (Reconfigurable Optical Add / Drop Multiplexing). Η παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη θεωρητική μελέτη και προσομοίωση οπτικών μεταγωγέων (οπτικοί διακόπτες) σε τηλεπικοινωνιακά δίκτυα. Πιο συγκεκριμένα, διερευνάται η χρήση τεχνολογίας LCOS (Liquid Crystal On Silicon), διατάξεων υγρών κρυστάλλων σε σταθερό υπόστρωμα πυριτίου, η λειτουργία των οποίων έχει ως στόχο τη χωρική διαμόρφωση φωτός (SLM) για αρχιτεκτονικές οπτικών δικτύων, που βασίζονται στην τεχνική πολυπλεξίας ROADM. Πυρήνας της έρευνας αυτής αποτελεί η μελέτη της οπτικής μεταγωγής μέσω επιλεκτικής εναλλαγής μήκους κύματος (Wavelength Selective Switch – WSS), χρησιμοποιώντας την τεχνική εκτροπής δέσμης (beam steering). Επικεντρώνοντας το ενδιαφέρον μας στη λειτουργία του οπτικού μεταγωγέα για τη χωρική διαμόρφωση της πληροφορίας, υλοποιήθηκε η προσομοιωτική επισκόπηση των επιμέρους διαδικασιών για τη βέλτιστη δρομολόγηση μήκους κύματος. Για την επίτευξη της οπτικής μεταγωγής WSS, επιλέχθηκε η μέθοδος beam steering, η οποία και υπέδειξε την ανάγκη για δημιουργία ενός προσομοιωτικού μοντέλου χωρικού διαμορφωτή LCOS. Αρχικά, κατά ιδανική προσέγγιση, κατασκευάστηκε ένα αναλυτικό μοντέλο beam steering, το οποίο με τη σειρά του οδήγησε στην υλοποίηση και εξέταση ενός συστήματος προσομοίωσης WSS, ώστε να μπορέσουμε να προσεγγίσουμε τη διαδικασία της επιλεκτικής εναλλαγής μήκους κύματος με τη χρήση μιας πραγματικής διάταξης LCOS – SLM, εντός κάποιων πιο ρεαλιστικών ορίων. Τα βήματα της μεθοδολογίας της διαδικασίας WSS με την τεχνική beam steering παρουσιάζονται ως διαδοχικά κομμάτια ενός πάζλ, που οδήγησε στην τελική σύνθεση ρεαλιστικών μοντέλων προσομοίωσης και την διερεύνησή τους. Τα αναλυτικά μοντέλα προσομοίωσης, που χρησιμοποιήθηκαν για τον σχεδιασμό ενός πραγματικού οπτικού διακόπτη, ήταν ικανά να μας δώσουν στοιχεία σχετικά με τη συμπεριφορά του μελετώμενου συστήματος WSS, καθώς και πληροφορίες τόσο για την απόδοση όσο και για τις απώλειες και παρεμβολές (crosstalk), εξαιτίας των φαινομένων που υπεισέρχονται στο σύστημα αυτό, στην πραγματικότητα. Telecommunication networks are the most efficient option, as far as installation of broadband backbone networks is concerned, as they present unique transmission characteristics. Telecom networks provide a high bandwidth, great reliability, while they also introduce reduced transmission costs per bit of information compared to other wired networks. Modern optical networks are oriented around the speed of transmitting a large amount of information, with as little loss as possible. A system that supports this kind of development, in the field of telecommunications, is the one based on LCOS technology for ROADM (Reconfigurable Optical Add / Drop Multiplexing) optical networks. This master thesis deals with the theoretical study and simulation of optical switches in telecommunication networks. More specifically, the use of LCOS (Liquid Crystal On Silicon) technology, liquid crystal devices on a fixed silicon substrate, whose function is aimed at spatial light modulation (SLM) for optical network architectures, based on the ROADM multiplexing technique, is investigated. The core of this research is the study of optical switching through Wavelength Selective Switch (WSS), using the beam steering method. Focusing our interest on the operation of the optical switch for spatial modulation of the information (light), the simulation overview of the individual processes for optimal wavelength routing was implemented. To achieve WSS optical switching, the beam steering method was chosen, which indicated the need of creating an LCOS spatial modulator simulation model. Firstly, as an ideal approach, an analytical beam steering model was constructed, which in turn led to the implementation and examination of a WSS simulation system, so that we could approximate the wavelength selective switching process using a real LCOS – SLM device within some realistic limits. The steps of the WSS process methodology with beam steering technique are presented as successive pieces of a puzzle, which led to the final synthesis of realistic simulation models and their investigation. The analytical simulation models, used for the design of a real optical switch, were able to give us information about the behavior of the studied WSS system, as well as information about both the performance and the losses and interference (crosstalk), due to the phenomena that enter this system, in reality. 2022-11-04T12:20:36Z 2022-11-04T12:20:36Z 2022-08-29 https://hdl.handle.net/10889/23701 el Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ application/pdf |
