Kolloquiumsvortrag: Dr. Jochen Leibrich
02.06.2014 von 17:15 bis 18:30
Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik, Kaiserstr. 2,Raum: "Aquarium" Geb. D
Titel:
“Flexible optische Datenübertragung mit modernen Modulationsverfahren”
Abstract:
Die digitale Datenübertragung über die optische Glasfaser ist unbetritten die am besten geeignete Technologie, um große Datenmengen über globale Entfernungen zu übertragen. Aufgrund der enormen Bandbreite von mehreren THz konnte noch zur Jahrtausendwende vergleichsweise veschwenderisch mit dieser Bandbreite umgegangen werden. Dies zeigte sich vornehmlich durch Verwendung sehr einfacher und damit kostengünstiger Modulationsverfahren, die im Gegenzug einen geringen Datendurchsatz pro belegter Bandbreite boten. Des weiteren wurde für die Umsetzung der Wellenlängenmultiplex-Technologie (entspricht dem Frequenzmultiplex aus der klassischen Nachrichtentechnik) ein starres Frequenzraster standardisiert, das eine unflexible spektrale Anordnung der Multiplexkanäle bedingt.
In der heutigen Zeit haben sich die Umstände deutlich gewandelt. Die stark gestiegen Anzahl der Internetteilnehmer weltweit und das vergrößerte Datenaufkommen pro Teilnehmer haben die Bandbreite auch auf der optischen Glasfaser zur knappen Ressource werden lassen. Um den erforderlichen Datendurchsatz liefern zu können, bedient sich die optische Nachrichtentechnik nun Verfahren, die in anderen Gebieten seit Jahren erfolgreich eingesetzt werden, wie z.B. die Verwendung höherstufiger Modulationsverfahren, lineare und nichtlineare Entzerrung sowie Kanalcodierung. Die besondere Herausforderung liegt in der hohen Geschwindigkeit, in der diese Verfahren ausgeführt werden müssen, so dass rechenaufwändige Implementierungen in Hinblick auf Entwicklungskosten und Energiebedarf kritisch zu sehen sind.
Das vorgestellte Habilitationsvorhaben setzt hier an. Um die verfügbare Bandbreite flexibel nutzen zu können, werden die bekannten klassischen digitalen Modulationsverfahren für die flexible optische Datenübertragung weiterentwickelt. Dabei wird berücksichtigt, dass der optische Bandpasskanal bei Verwendung von Polarisationsmultiplex inhärent vierdimensional ist. Des weiteren wird die Möglichkeit genutzt, digitale Symbole entlang der Zeitachse zu Symbolgruppen zu kombinieren, wodurch schließlich mehrdimensionale Symbolräume entstehen. Es wird hierfür eine Entwurfsmethodik erarbeitet, die theoretisch beliebige gebrochen rationale Werte für die Anzahl von Bits pro Datensymbol erlaubt. Der Vorteil der vergrößerten Flexibilität liegt in der Anwendung in optischen Übertragungsnetzen, in denen eine zur Verfügung stehende Übertragungsbandbreite optimal ausgenutzt wird um bei geforderter Übertragungslänge möglichst hohen Datendurchsatz zu erzielen.
Ein zweiter Schwerpunkt des Habilitationsvorhabens beschäftigt sich mit der Implementierung des orthogonalen Frequenzmultiplexverfahrens für die Anwendung in passiven optischen Netzen. Hier wird Flexibilität gerade im Zugangsbereich zum Endkunden benötigt, um je nach aktuell geforderter Datenrate die verfügbaren Ressourcen optimal zu verteilen.