Iterative Codierungs- und Entzerrungsverfahren für die optische Nachrichtenübertragung

Während die elektrische Kommunikation über Kupferkabel oder Mobilfunk für die Anbindung des Teilnehmers über die ”letzte Meile“ sorgt, bildet die optische Nachrichtenübertragung das Rückgrat moderner Telekommunikationsnetze. Vermittlungsstellen sammeln das stetig wachsende Datenaufkommen mehrerer Teilnehmeranschlussleitungen, so dass immer größere Datenraten benötigt werden. Aufgrund ihrer hohen nutzbaren Bandbreite und der geringen Dämpfung sind Glasfasern für die Verknüpfung von Vermittlungsstellen über weite Entfernungen prädestiniert, und es ist das Ziel, diese möglichst effizient zu nutzen. Mit zunehmender Annäherung an die maximal übertragbare Datenrate, die so genannte Kanalkapazität, treten nichtideale Effekte der Glasfaser in den Vordergrund, wie z. B. nichtlineare Verzerrungen und signalabhängiges Rauschen. Diese erfordern den Einsatz von Entzerrung und Kanalcodierung zur Korrektur von Übertragungsfehlern. Gegenstand dieser Arbeit ist der Entwurf und die Untersuchung iterativer Kanalcodierungs- und Entzerrungsverfahren für die optische Kommunikation. Die Störungen, die bei der Ausbreitung des Lichts über die Glasfaser entstehen und die Übertragung beeinträchtigen, werden vorgestellt und durch geeignete Kanalmodelle beschrieben. Besonderes Augenmerk erhält die Polarisationsmodendispersion, die zu den am stärksten begrenzenden Faktoren in der modernen Glasfaserübertragung zählt. Neben der reinen Kanalcodierung für den verzerrungsfreien Fall ist der Einsatz von Faltungs- und Blockcodes im Rahmen der Turbo-Entzerrung ein wesentliches Themengebiet der Arbeit. Dabei wird insbesondere eine neue Methode zum Entwurf von Low-Density Parity-Check-Codes für die iterative Entzerrung nichtlinearer Kanäle vorgestellt.