Optische Netzwerke (PDF)
Ein feldtheoretischer Zugang
Ausgehend von den feldtheoretischen Grundlagen wird für Licht als elektromagnetische Welle eine Theorie zur Lösung praxisrelevanter Probleme der hochbitratigen optischen Nachrichtenübertragung entwickelt. Durch einen Ansatz mit allen drei Komponenten des...
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Produktinformationen zu „Optische Netzwerke (PDF)“
Ausgehend von den feldtheoretischen Grundlagen wird für Licht als elektromagnetische Welle eine Theorie zur Lösung praxisrelevanter Probleme der hochbitratigen optischen Nachrichtenübertragung entwickelt. Durch einen Ansatz mit allen drei Komponenten des jeweiligen Feldvektors lassen sich in Form des erweiterten Jones- und Kohärenz-Matrizenkalküls Eliminationsmöglichkeiten für die nachteilige polarisationsabhängige Dämpfung, die Polarisationsmodendispersion sowie die störende Modenkopplung angeben. Die Beseitigung der genannten Nachteile erfolgt durch Beschaltung der optischen Baugruppen, z.B. der Lichtwellenleiter, mit optischen Transformationsnetzwerken, wobei zu deren Realisierung neue Synthese-Verfahren verwendet werden. Ausserdem wird gezeigt, wie sich die entwickelte Theorie auch auf optische Stromsensoren zur Elimination der nachteilig auf den Faraday-Effekt wirkenden Doppelbrechung einsetzen lässt. Zur Anwendung der dargestellten Theorie wurden zahlreiche Erfindungsmeldungen eingereicht und einige Patente erteilt.
Lese-Probe zu „Optische Netzwerke (PDF)“
Vorwort (S. V)Optische Netzwerke mit Lichtwellenleitern sind für die moderne Informationstechnik von zentraler Bedeutung, weil mit ihnen hohe Bitraten störungssicher übertragen werden können. Dem Streben, immer höhere Bitraten zu verwenden, wirken jedoch begrenzende Effekte, wie die Polarisationsmodendispersion und die polarisationsabhängige Dämpfung im Zusammenwirken mit der Modenkopplung und der Doppelbrechung, entgegen.
Diese nachteiligen Erscheinungen in Lichtwellenleitern gilt es zu eliminieren, wenn man davon ausgeht, dass die polarisationsunabhängige Dämpfung schon durch faseroptische Verstärker und die chromatische Dispersion durch Faser-Bragg-Gitter kompensiert sind. Zunehmend erlangen optische Prinzipien der Präzisionsmesstechnik an Bedeutung. Mit faseroptischen Sensornetzwerken gelingt bauelementekompatibel zur Informationsübertragungstechnologie die Messgrössenerfassung bei hoher Empfindlichkeit und ausreichender Streckenneutralität. Dem Wunsch, hochpräzise Verfahren bei der messtechnischen Erfassung physikalischer Grössen einzusetzen, wirken jedoch die gleichen Effekte begrenzend entgegen, wie sie von optischen Nachrichtensystemen her bekannt sind.
Das vorliegende Buch soll feldtheoretische Methoden zur Berechnung optischer Nachrichtensysteme und Sensornetzwerke vermitteln. Es wendet sich sowohl an die in der Praxis tätigen Ingenieure als auch an Studierende an Universitäten und Fachhochschulen. Zahlreiche Aufgaben mit ausführlichen Lösungen sollen zum Verständnis der zum Teil mathematisch aufwendigen Verfahren beitragen. Das Buch gliedert sich in zehn Kapitel. Nach der Einleitung, in der ein Überblick zu optischen Netzwerken gegeben wird und das Ziel für das Studium des Buches formuliert ist, erfolgt im 2. Kapitel die Darstellung der Grundlagen mit den Maxwell-Gleichungen als Ausgangspunkt. Im Kapitel 3 finden Sie eine erweiterte Form des Jones-Kalküls bei Verwendung aller drei Komponenten des jeweiligen Feldes für Licht als
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elektromagnetische Welle.
Das Kapitel 4 ist dem erweiterten Kohärenz-Matrizen-Kalkül zur Erfassung stochastischer Eigenschaften optischer Netzwerke gewidmet. Im 5. Kapitel wird gezeigt, dass es häufig möglich ist, optische Netzwerke durch die skalare z-Komponenten-Übertragungsfunktion zu charakterisieren. Anschliessend erfolgt im Kapitel 6 eine Klassifizierung optischer Netzwerke, mit der Rechenvereinfachungen möglich sind. Die z-Komponenten-Eigenanalyse im Kapitel 7 ist der Störungsrechnung bei schwankenden Dielektrizitätstensoren von Lichtwellenleitern gewidmet. Im Kapitel 8 finden Sie ein ausführliches Anwendungsbeispiel für die Theorie der vorhergehenden Kapitel.
Nach der Zusammenfassung im Kapitel 9 sind im 10. Kapitel Anhänge dargestellt, die das Verständnis der ausgearbeiteten Theorie erleichtern sollen. Es ist mir ein Bedürfnis, besonders unserer Sekretärin, Frau Karola Sperlich, für die korrekte Ausführung der Schreibarbeiten einschliesslich der Zeichnungen zu danken. Dem Verlag danke ich für die Möglichkeit der Veröffentlichung des vorgelegten Werkes. Nicht zuletzt gebührt meiner Frau Karola Thiele herzlicher Dank für die moralische Unterstützung, auch in vielen Stunden der beschnittenen gemeinsamen Freizeit.
Hörnitz, im Oktober 2007
Reiner Thiele
Das Kapitel 4 ist dem erweiterten Kohärenz-Matrizen-Kalkül zur Erfassung stochastischer Eigenschaften optischer Netzwerke gewidmet. Im 5. Kapitel wird gezeigt, dass es häufig möglich ist, optische Netzwerke durch die skalare z-Komponenten-Übertragungsfunktion zu charakterisieren. Anschliessend erfolgt im Kapitel 6 eine Klassifizierung optischer Netzwerke, mit der Rechenvereinfachungen möglich sind. Die z-Komponenten-Eigenanalyse im Kapitel 7 ist der Störungsrechnung bei schwankenden Dielektrizitätstensoren von Lichtwellenleitern gewidmet. Im Kapitel 8 finden Sie ein ausführliches Anwendungsbeispiel für die Theorie der vorhergehenden Kapitel.
Nach der Zusammenfassung im Kapitel 9 sind im 10. Kapitel Anhänge dargestellt, die das Verständnis der ausgearbeiteten Theorie erleichtern sollen. Es ist mir ein Bedürfnis, besonders unserer Sekretärin, Frau Karola Sperlich, für die korrekte Ausführung der Schreibarbeiten einschliesslich der Zeichnungen zu danken. Dem Verlag danke ich für die Möglichkeit der Veröffentlichung des vorgelegten Werkes. Nicht zuletzt gebührt meiner Frau Karola Thiele herzlicher Dank für die moralische Unterstützung, auch in vielen Stunden der beschnittenen gemeinsamen Freizeit.
Hörnitz, im Oktober 2007
Reiner Thiele
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Autoren-Porträt von Reiner Thiele
Prof. Dr.-Ing. Reiner Thiele lehrt an der Hochschule Zittau/Görlitz (FH) im Fachbereich Elektro- und Informationstechnik.
Bibliographische Angaben
- Autor: Reiner Thiele
- 2007, 2008, 273 Seiten, Deutsch
- Verlag: Vieweg+Teubner Verlag
- ISBN-10: 3834894370
- ISBN-13: 9783834894373
- Erscheinungsdatum: 29.11.2007
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eBook Informationen
- Dateiformat: PDF
- Grösse: 2.42 MB
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