Zur experimentellen Charakterisierung des optischen Überlagerungsempfangs:
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| Published: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1995
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| adam_text | Titel: Zur experimentellen Charakterisierung des optischen Überlagerungsempfangs
Autor: Ziemann, Olaf
Jahr: 1995
V Gliederung der Arbeit Vorwort............................................III 1 Der optische Überlagerungsempfang in Theorie, Experiment, Simulation und praktischer Anwendung...................................1 1.1 Theoretische Grundlagen des optischen Überlagerungsempfangs..........1 1.2 Möglichkeiten für Überlagerungssysteme........................6 1.2.1 Modulationsverfahren....................................6 1.2.2 Empfängerstrukturen ....................................7 1.2.3 Demodulationsverfahren ..................................11 1.3 Theoretische Grenzen des Überlagerungsempfangs..................11 1.4 Historische Entwicklung des Überlagerungsempfangs.................13 2 Das optische Experimentalsystem des Institutes für Kommunikations- und Meßtechnik..........................................19 2.1 Der Systemaufbau und die Komponenten des Systems................19 2.1.1 Zielstellung des Systemaufbaus..............................19 2.1.2 Wahl der optischen Komponenten .....?.......................21 2.1.3 Empfängervarianten für das FSK-System........................22 2.1.4 Demodulator und Filtervarianten.............................26 2.1.5 Aktive elektrische Komponenten.............................32 2.2 Laserdioden als Signalquellen in Überlagerungssystemen ..............34 2.2.1 Im Experimentalsystem verwendete Laserdioden ...................35 2.2.1.1 Auswahlkriterien.......................................35 2.2.1.2 Aufbau der Lasermodule..................................37 2.2.2 Lasereigenschaften und deren Messung.........................38 2.2.2.1 Lichtleistungs-Strom-Kennlinien .............................38 2.2.2.2 Emissionswellenlängen und Spektren...........................50 2.2.2.3 Rauscheigenschaften der Laserdioden ..........................53 2.2.2.4 Intensitätsrauschen - RIN.......... 53 2.2.2.5 Ergebnisse der RIN-Messungen an DFB-Lasem....................55 2.2.2.6
Besonderheiten des RIN-Spektrums bei den Lasern K 69/K 70...........62 2.2.2.7 RIN-Messungen an Multimodelasem...........................63 2.2.2.8 Das Phasenrauschens von einmodigen Laserdioden..................69 2.2.2.9 Möglichkeiten zur Messung der Laserlinienbreite...................71 2.2.2.10 Ergebnisse der Linienbreitemessungen an DFB-Lasem................79
VI 2.2.2.11 Linienformuntersuchungen.................................88 3 Möglichkeiten zur Charakterisierung eines optischen Überlagerungssystems ... 92 3.1 Messungen der Bitfehlerwahrscheinlichkeit.......................93 3.1.1 Messungen an den Lasern A 80/A 81 ..........................93 3.1.2 BER-Messungen mit verschiedenen Empfängervarianten...............97 3.1.3 Messungen mit Pseudozufallsfolgen ..................... 102 3.1.4 Messungen mit den Lasern K 69/K 70 .........................103 3.2 Charakterisierung eines Überlagerungssystems über die WDF ...........104 3.2.1 Möglichkeiten zur theoretischen Beschreibung des Überlagerungsempfangs ... 105 3.2.2 Methoden für die WDF-Messung.............................108 3.2.2.1 Messung der WDF mit dem BER-Meßgerät ME 522 ................. 109 3.2.2.2 Messung der WDF mit dem Digitalspeicheroszilloskop TDS 540 ......... 114 3.3 Simulationen der BER und der WDF mit X-SPOTS Vergleich mit Meßergebnissen am Experimentalsystem ...............119 3.3.1 Meßreihen zur WDF-Messung an FSK-Systemen...................119 3.3.2 Vergleich von gemessenen und simulierten BER ...................121 3.3.3 Messungen der WDF am optischen Experimentalsystem...............124 3.3.4 Berechnung der BER aus den statistischen Momenten ................133 3.4 Eine rein elektrische Testmöglichkeit für Überlagerungsempfänger........136 3.4.1 Motivation ..........................................136 3.4.2 Realisierung eines elektrischen FSK-Systems mit zwei Oszillatoren........137 3.4.3 Elektrische Realisierung des Phasenrauschens.....................137 3.4.4 Realisierung des Phasenrauschens mit Ringoszillator.................139 3.4.5 Untersuchung der Linienform und -breite des frequenzmodulierten VCRO .... 143 3.4.6 Aufbau eines kompletten FSK-Signalgenerators....................146 3.4.7 Messungen der BER, WDF und des Augendiagramms................147 3.5 Zur WDF eines
speziellen Heterodynsystems .....................151 3.5.1 Theoretische Ansätze zur Lösung der FPE dieses Systems .............152 3.5.2 Simulation des Systems mit dem Programm X-SPOTS................157 3.5.3 Abschätzungen zum Signal-zu-Rausch-Verhältnis...................160 3.5.4 Weitere Meßergebnisse...................................161 3.5.5 Zur Bedeutung der erhaltenen Ergebnisse........................165 3.6 Vorschlag für ein neues WDF-Meßgerät .............. 166 4 Zusammenfassung......................................169 5 Literaturverzeichnis.....................................170
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