Modellierung und Simulation optischer IIR-Filterstrukturen zur adaptiven Kompensation chromatischer Dispersion in ultrahochbitratigen optischen Übertragungssystemen

Abstract:
Die ultrahochbitratige optische Datenübertragung mit Datenraten von 100 Gbit/s und darüber stellt hohe Anforderungen an die Netzkomponenten. Geringe Systemtoleranzen und die steigende Komplexität der optischen Netze erschweren eine rein statische Kompensation von Signalverzerrungen. Die Realisierung adaptiver elektrischer Entzerrer ist aufwändig und kostenintensiv, da sie für hohe Leistungsfähigkeit kohärente Detektion und elektronische Hochgeschwindigkeitskomponenten erfordert. Leistungsfähige optische Entzerrer sind hingegen auch für hohe Datenraten vergleichsweise einfach realisierbar. In diesem Beitrag wird die adaptive Kompensation chromatischer Dispersion mit Hilfe von integriert-optischen IIR-Filtern untersucht. Dazu werden ultrahochbitratige optische Übertragungssysteme mit optischen Entzerrerkomponenten modelliert und numerisch simuliert. Die Filterstrukturen können als planare Wellenleiter in SiON-Technologie realisiert werden. Die Einstellung der Filterkoeffizienten erfolgt mit Hilfe von Phasenschiebern. Es wird gezeigt, dass die Kompensation von Restdispersion in Systemen mit 107 Gbit/s Kanaldatenrate bei der Nutzung band-breiteneffizienter, robuster Modulationsformate durch geeignete Wahl der Filterkoeffizienten möglich ist. Die verwendeten Filtereigenschaften sind dabei an eine spätere Realisierbarkeit in SiON-Technologie angepasst.