Ανάπτυξη φωτονικών συστημάτων για εφαρμογή σε ευρυζωνικά οπτικά δίκτυα πρόσβασης νέας γενιάς

Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι η ανάπτυξη τεχνικών και υποσυστημάτων προσαρμοσμένων στις απαιτήσεις των οπτικών δικτύων πρόσβασης νέας γενιάς. Σε αυτό το πλαίσιο, η διατριβή εστιάζει στη μελέτη, ανάπτυξη και πειραματική υλοποίηση πρωτότυπων λύσεων στη σχεδίαση των δομών του χρήστη, τη μετάδοση δεδομένων ανάμεσα στους χρήστες και την κινητικότητά τους. Οι υλοποιήσεις καλύπτουν μεγάλο εύρος και συνεισφέρουν σημαντικά στην ανάπτυξη φωτονικών δικτύων πρόσβασης νέας γενιάς, καθώς είναι βελτιστοποιημένες όσον αφορά την επίδοση μετάδοσης, την ενεργειακή αποδοτικότητα, το κόστος και τη δυνατότητα ολοκλήρωσής τους. Πιο συγκεκριμένα, παρουσιάζεται μία τεχνική αμιγώς οπτικής ανάκτησης φέρουσας βασισμένη σε παθητικό οπτικό φιλτράρισμα, για επαναχρησιμοποίηση μήκους κύματος και επαναδιαμόρφωση σε δίκτυα πρόσβασης. Η τεχνική εφαρμόζεται σε πλήρως αμφίδρομα δίκτυα πολυπλεξίας μήκους κύματος, με μονάδες οπτικού δικτύου που βασίζονται σε ημιαγώγιμους ανακλαστικούς οπτικούς ενισχυτές, ενώ αποδεικνύεται ότι είναι κατάλληλη για εφαρμογή σε διαφορετικού τύπου συρρευματικά σήματα, επιδεικνύοντας υψηλό ρυθμό μετάδοσης δεδομένων. Επιπλέον, υλοποιείται μία διαφανής στο μήκος κύματος μονάδα οπτικού δικτύου, που αποτελείται από ένα φίλτρο Fabry–Pérot και έναν ημιαγώγιμο οπτικό ενισχυτή, για αμιγώς οπτική ανάκτηση του ρολογιού του συρρευματικού σήματος και επαναδιαμόρφωσή του, για μετάδοση του αντιρρευματικού σήματος, η οποία εφαρμόζεται σε πλήρως αμφίδρομα δίκτυα με συμμετρική ταχύτητα 10 Gb/s. Αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται και για την αποφυγή του θορύβου σκέδασης Rayleigh μέσω μετατόπισης του μήκους κύματος. Επιπροσθέτως, παρουσιάζεται μέθοδος για οπτική μετάδοση δεδομένων ανάμεσα σε χρήστες μέσω επιλεκτικής στο μήκος κύματος δρομολόγησης. Αυτή η τεχνική παρέχει τη δυνατότητα εγκατάστασής της σε μητροπολιτικά δίκτυα και σε δίκτυα πρόσβασης. Τέλος, σε radio-over-fiber δίκτυα παρουσιάζεται μέθοδος δυναμικής ανάθεσης μήκους κύματος για διαχείριση των μεταβάσεων των χρηστών σε διαφορετικές κυψέλες και χρησιμοποιείται η τεχνική του οπτικού πολλαπλασιασμού συχνότητας για μετάδοση ετερογενών υπηρεσιών μέσω μίας οπτικής φέρουσας προς δύο χρήστες.