Studium vlivů teplotního namáhání zesilovacích vláken v OCDMA sítích

Jakub Kolář

Disertační práce

Study of Thermal Stress Effects on Amplifier Fibres in OCDMA Networks

Anotace:

V současné době vnímáme neustále se zvyšující nároky na přenosové optické sítě. Pozorujeme neustálý tlak na zvyšování přenosových rychlostí v oblasti telekomunikačních systémů. Jeden z dalších velmi důležitých požadavků je, že vláknové optické sítě dnešní doby musí být schopny překlenout velké vzdálenosti. Jelikož během průchodu optického signálu komunikační trasou je signál utlumován, je zapotřebí použít optické zesilovače, aby se dosáhlo požadované úrovně optického signálu i na konci komunikační trasy. Obsahem této práce je studium teplotních vlastností a závislostí pro vláknově optické zesilovače, které jsou nasazovány v dnešních optických vláknových sítích. Tato práce se pak primárně zaměřuje na vláknové zesilovače dopované erbiem a jejich nasazení v OCDMA sítích. V teoretické části je vysvětlena nezbytná teorie tykající se optických zesilovačů. Jsou zde popsány principy fungování a druhy optických zesilovačů používaných v optických sítích. Dále je zde vysvětlen princip, typy a fungování OCDMA sítí. Praktická část je zaměřena na samotný návrh a realizaci stavby optického erbiem dopovaného vláknového zesilovače a potažmo celého experimentálního pracoviště, které slouží pro samotné teplotní namáhání dopovaných vláken. Dále jsou popsána praktická měření, která byla realizována na Strathclyde University v Glasgow. Následně jsou popsány simulace provedené v programu Optiwave Optisystem. Jako posledním bodem praktické části je kapitola zabývající se návrhem na řešení či potlačení změn způsobených teplotním namáháním. Hlavním přínosem práce jsou nové poznatky o teplotním namáhání různých typů dopovaných vláken v síti OCDMA a vlivu teplotního namáhání dopovaných vláken na chování OCDMA sítě.

Abstract:

At present time, the demands placed on transmission optical fibre networks are increasing. We can notice incessant pressure on increasing of the speed of transmission. One of the other essential demands is that optical fibre networks have to be able to bridge large distances. When a signal passes through the optical fibre, it is attenuated by a wide range of influences. Therefore, it is appropriate to include optical fibre amplifiers in the transmission path to achieve required quality of the signal at the end of the transmission path. This thesis deals with the issue regarding optical fibre amplifiers that are currently used in optical fibre networks and describes the influence of temperature on optical amplifiers. Particularly, the thesis is focused on Erbium-doped fibre amplifiers and their use in OCDMA networks. In the theoretical part, the essential theory related to optical fibre amplifiers is explained. There are described the fundamental principles and the types of optical amplifiers used in optical networks. Furthermore, the principle, types, and operation of OCDMA networks are explained. The practical part is aimed at the design and assembling of Erbium-doped optical fibre amplifier as well as at assembling of the complete workplace. The practical measurements, which were carried out at Strathclyde University in Glasgow, are also described. Subsequently, the simulations performed in Optiwave Optisystem are described. Lastly, the chapter deals with the proposal to solve or suppress changes caused by a thermal stress of erbium doped fibres. The main contribution of this thesis is new knowledge about the effect of thermal stress of different types of doped fibres in OCDMA network and the effect of thermal stress of doped fibres on the behaviour of OCDMA network.

Klíčová slova

EDFA, vliv teploty na EDFA, EDFA zesilovač, Erbiem dopované vlákno, OCDMA

Keywords

EDFA, Influence of temperature on EDFA, EDF amplifier, Erbium-doped fibre, OCDMA

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 23. 3. 2022

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 9. 6. 2022
• Vedoucí: Vladimír Vašinek
• Oponent: Ivan Martinček, František Uherek, Čestmír Vlček

VŠB – Technická univerzita Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Doktorský studijní program / obor:
Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika / Komunikační technologie