Theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Realisierung eines Performance-Monitoring-Systems basierend auf der frequenzaufgelösten Messung der Stokes-Parameter modulierter optischer Signale

Die stetig steigende Anzahl von Internetanschlüssen im Festnetz und internetfähigen mobilen Endgeräten sowie immer schnelleren Internetzugängen führt zu einem starken Anstieg des Datenverkehrs im Internet. Um diese Fülle an Daten transportieren zu können sind sowohl schnelle Backbone- als auch Metro- und Zugangsnetze notwendig. In den heutigen Weitverkehrsnetzen etablieren sich nach und nach Kanaldatenraten von 40 Gbit/s bis zu 100 Gbit/s (z.B. 100G Ethernet) und in Metronetzen Kanaldatenraten von 10 Gbit/s. In diesen hochbitratigen Netzen spielen Signalverzerrungen aufgrund von Polarisationsmodendispersion (PMD) für die Signalqualität und somit für eine fehlerfreie Übertragung eine immer bedeutendere Rolle. Im Gegensatz zur chromatischen Dispersion (CD), welche deterministisch kompensierbar ist, ist PMD aufgrund zufälliger äußerer Einflüsse wie z.B. Temperaturschwankungen und mechanischen Vibrationen ein zufälliger Prozess, welcher eine adaptive Kompensation notwendig macht.
Für diese sind schnelle Messsysteme notwendig, die die PMD-Parameter einer Übertragungsstrecke bestimmen, welche dann verwendet werden können, um einen optischen oder elektrischen PMD-Kompensator einzustellen. Weiterhin können die Daten als Routinginformationen genutzt werden, um z.B. optische Signale in WDM-Systemen von Kanälen mit hoher PMD auf Kanäle niedriger PMD umzuleiten.
In der vorliegenden Arbeit soll die Polarisationsinformation eines modulierten optischen Signals (Stokes-Parameter), welches sich durch das PMD-behaftete optische Netz ausgebreitet hat, frequenzaufgelöst bestimmt und dazu verwendet werden, die PMD der Strecke und das OSNR des Signals online zu überwachen. Dazu werden verschiedene Messsystemrealisierungen untersucht:

- Abstimmbares Fabry-Perot-Filter + Polarimeter
- Abstimmbarer Filter basierend auf der stimulierten Brillouin-Streuung + Polarimeter
- Polarimeter basierend auf kohärenter Detektion

Es werden Messergebnisse zur Bestimmung der PMD erster und zweiter Ordnung in einem 10 Gbit/s NRZ System gezeigt. Weiterhin wird das EMTY-Modell als ein viel versprechender Kandidat zur schnellen Einstellung der Parameter eines Polarisationsmodendispersionskompensators (PMDCs) untersucht und abschließend eine mögliche PMDC Realisierung auf Basis von optischen Delay-Line-Filtern diskutiert.