Fiber-Optic Communications

Transparències de l'assignatura "Comunicacions Òptiques" del curs 4B d'enginyeria de telecomunicacions.2010/201

Mesures de retard de grup a freqüències òptiques

En el treball presentat a continuació s’ha realitzat un estudi teòric sobre el fenomen de la dispersió i els problemes que provoca en les comunicacions òptiques. L’estudi s’ha centrat més concretament en la dispersió cromàtica i els seus efectes. També s’han analitzat diferents mètodes de compensació i mesura d’aquest tipus de dispersió. S’ha estudiat el funcionament de diferents dispositius utilitzats en els muntatges experimentals d’aquests mètodes de mesura, i posteriorment s’han caracteritzat aquests dispositius de cara al muntatge experimental. Aquestes caracteritzacions han representat una contribució important al laboratori de comunicacions òptiques de la universitat politècnica. Finalment s’ha implementat en el laboratori el muntatge experimental del mètode de mesura MPSM. S’ha realitzat el muntatge del mètode amb el modulador òptic treballant en mode asimètric. De les mesures de retard de grup extretes s’ha pogut determinar les mancances d’aquest mètode i establir una base de treball per la implementació de nous mètodes que en millorin les prestacion

Mesures de retard de grup a freqüències òptiques

En el treball presentat a continuació s’ha realitzat un estudi teòric sobre el fenomen de la dispersió i els problemes que provoca en les comunicacions òptiques. L’estudi s’ha centrat més concretament en la dispersió cromàtica i els seus efectes. També s’han analitzat diferents mètodes de compensació i mesura d’aquest tipus de dispersió. S’ha estudiat el funcionament de diferents dispositius utilitzats en els muntatges experimentals d’aquests mètodes de mesura, i posteriorment s’han caracteritzat aquests dispositius de cara al muntatge experimental. Aquestes caracteritzacions han representat una contribució important al laboratori de comunicacions òptiques de la universitat politècnica. Finalment s’ha implementat en el laboratori el muntatge experimental del mètode de mesura MPSM. S’ha realitzat el muntatge del mètode amb el modulador òptic treballant en mode asimètric. De les mesures de retard de grup extretes s’ha pogut determinar les mancances d’aquest mètode i establir una base de treball per la implementació de nous mètodes que en millorin les prestacion

La llum que ens envolta

El 20 de desembre de 2013, l'Assemblea General de les Nacions Unides en la seua resolució nº 68, "reconeixent la importància de la llum i les tecnologies basades en la llum per a la vida dels ciutadans del món i per al desenvolupament futur de la societat mundial en molts nivells", va proclamar el 2015 «Any Internacional de la Llum i de les Tecnologies Basades en la Llum» per a fer palès el paper fonamental que exerceix la llum i les seues tecnologies en totes les activitats humanes. La llum és a l'origen de la vida, ha inspirat la bellesa, pintors, poetes, arquitectes, i és essencial en fotografia, cinema, teatre o televisió, perquè no hi ha dubte que afecta la resposta emocional de l'audiència. N'hi ha prou amb mirar al nostre voltant per a comprovar que les nombroses aplicacions de la llum han revolucionat la societat a través de la ciència, l'enginyeria, l'arquitectura, la medicina, les comunicacions, la cultura, l'art i fins i tot l'oci.Este trabajo ha sido subvencionado por el Ministerio de Economía y Competitividad (FIS2011-29803-C02-01 y FIS2014-56100-C2-1-P), por la Generalitat Valenciana (PROMETEOII/2015/015 e ISIC/2012/013) y por la Universidad de Alicante (VIGROB-069 y GITE-09006-UA)

Caracterització, modelat i aplicacions dels moduladors de polarització birefringet de LINbO3

L'objectiu principal d'aquest projecte és caracteritzar el modulador de polarització electroòptic fabricat amb tecnologia d'òptica integrada. Concretament, es definiran els paràmetres principals del modulador com són el voltatge de mitja ona i la resposta en freqüència i també s'estudiaran les seves principals aplicacions. Per assolir aquest objectiu s'ha de caracteritzar el modulador, però abans de poder arribar a la caracterització es necessari entendre com funciona el modulador electroòptic basat en cristalls de Niobat de Liti (LiNbO3) que, és la base de les guies d'ona que fan possible el modulador; per tant, una part fonamental en la realització del projecte és l'estudi de les propietats dels medis birefringents com és el LiNbO3 i de les seves possibles aplicacions en les comunicacions per fibra òptica. Finalment, una part complementària del projecte és l'estudi i la realització del disseny d'un controlador de polarització manual que ens permeti realitzar els experiments necessaris per a caracteritzar el modulador

Funció no lineal òptima per una fotodetecció Gaussiana

En els sistemes de comunicacions òptiques amb amplificació òptica, l’estadística de les mostres sorolloses rebudes no és Gaussiana estacionària a l’entrada de l’equalitzador. Aquest fet és degut a l’efecte de la llei quadràtica del fotodetector sobre el senyal, que fa que es produeixin grans canvis en els equalitzadors en comparació amb els canals AWGN. En els equalitzadors que depenen de l’estadística d’entrada, com són els receptors MLSE, l’efecte de la llei quadràtica del fotodetector produeix un augment dràstic en la complexitat en funció de la distància de transmissió i/o velocitat. La llei quadràtica del fotodetector, a més a més, causa que els efectes lineals que es produeixen al canal, com són part de la dispersió cromàtica (CD) i la dispersió per mode de polarització (PMD), es tornin no lineals en el domini elèctric i causin distorsions harmòniques. Aquestes distorsions harmòniques limiten la capacitat i abast dels sistemes digitals i analògics, i fan que les tècniques d’equalització tradicionals (FFE, DFE, MLSE amb mètrica simplificada) en aquests canals no lineals tinguin un pitjor rendiment que en un canal lineal. Aquestes distorsions harmòniques provoquen un augment de l’ISI (interferència intersimbòlica) en sistemes digitals i fan que la solució d’equalització electrònica (EE) sigui sub-òptima. En sistemes analògics com Radio over Fiber (RoF) l’efecte de la llei quadràtica provoca un augment de la distorsió d’intermodulació degut al mesclat dels harmònics. Aplicar l’arrel quadrada sobre el senyal pot ser una solució eficient per compensar part dels efectes no lineals que provoca el fotodetector. En altres treballs s’ha comprovat que utilitzant el dispositiu arrel quadrada s’aconsegueix transmetre a major velocitat i/o distància, ja que linealitza el sistema aproximant el canal per un canal lineal AWGN (amb varianza pràcticament estacionària) i redueix l’ISI notablement. Aquest fet provoca que es pugui utilitzar la mètrica simplificada en els receptors MLSE i que l’equalització amb filtres FIR sigui pràcticament òptima (el diagrama d’ull en recepció és més simètric). La principal problemàtica del dispositiu arrel quadrada és que l’estadística de sortida és de Rice. Això fa que en sistemes IM/DD amb alfabet binari i relació d’extinció infinita, el símbol “0” no tingui una estadística Gaussiana. En aquest document es desenvolupen un conjunt de tècniques matemàtiques per trobar la funció òptima que permeti linealitzar totalment el sistema i permeti aproximar el canal per un canal AWGN, és a dir amb soroll blanc i Gaussià estacionari. Es plantegen diferents solucions per trobar la funció òptima. En la major part del document s’analitza el cas en el que el soroll ASE és el predominat, i per tant es negligeix el soroll tèrmic i el soroll shot, tot i així també es dedica una part a l’anàlisi de la combinació de soroll ASE i soroll tèrmic. Finalment, a destacar que aquest tipus d’equalització no lineal és una solució de baix cost en comparació amb els compensadors de dispersió òptics

Investigation on Nyquist Modulation and Multiplexing for Fiber-Optic Communications

Investigation on Nyquist Modulation and Multiplexing for Fiber-Optic CommunicationsNowadays, the society in which we live, the need to communicate increases every day; therefore, there is a need to improve both spectral efficiency and methods of transmitting data faster. This thesis analyses a new modulation, the Nyquist modulation, which consists in using Nyquist pulses conveniently spaced in time (TDM: Time Division Multiplexing) such that they are orthogonal (OTDM: Orthogonal Time Division Multiplexing) in order to be able to perfectly allocate all the channels in a finite frequency band B. Moreover, this thesis also analyses the Nyquist Multiplexing, which consist in overlaping Nyquist pulses in time, located in different frequency bands. The main aim of the thesis is to implement a modulation and a multiplexing with a simulation tool. The commercial software VPI TransmissionMaker (by Virtual Photonics Inc.) has been used for this purpose. It is a very powerful package widely used by the research community in this field. A second objective has been making different measures of the sensitivity to check the robustness of the system implemented.Hoy en día, en la sociedad en la que vivimos, la necesidad de comunicarse aumenta día tras día; por lo tanto, existe una necesidad de mejorar tanto en eficiencia espectral como en métodos de transmisión de datos más rápidos. En esta tesis se analiza una nueva modulación, la modulación Nyquist, la cual consiste en utilizar pulsos de Nyquist convenientemente espaciados en el tiempo (TDM: Multiplexación por división temporal) de manera que sean ortogonales (OTDM: Multiplexación ortogonal por división temporal) con el fin de poder distribuir perfectamente todos los canales en una banda finita de frecuencia B. Por otra parte, en esta tesis también se utiliza el Nyquist Multiplexing, el cual consiste en utilizar pulsos de Nyquist superpuestos en el tiempo, ubicados en diferentes bandas de frecuencias. El objetivo principal del trabajo es la implementación de la modulación y la multiplexación con esta herramienta de simulación; El software comercial VPI TransmissionMaker (por Virtual Photonics SA). El software es una herramienta muy potente, ampliamente utilizada por la comunidad científica en este campo. Un segundo objetivo, para comprobar la robustez del sistema implementado, ha sido hacer diferentes medidas de sensibilidad del mismo.Avui en dia, en la societat en la qual vivim, la necessitat de comunicar-se augmenta dia rere dia; per tant, existeix una necessitat de millorar tant en eficiència espectral com en mètodes de transmissió de dades més ràpids. En aquesta tesis s’analitza una nova modulació, la Nyquist Modulation, la qual consisteix en utilitzar polsos de Nyquist convenientment espaiats en el temps (TDM: Multiplexació per divisió temporal) de manera que siguin ortogonals (OTDM: Multiplexació ortogonal per divisió temporal) amb la finalitat de poder distribuir perfectament tots els canals en una banda finita de freqüència B. Per altra banda, en aquesta tesi també s’analitza el Nyquist Multiplexing, el qual consisteix en utilitzar polsos de Nyquist superposats en el temps, ubicats en diferents bandes freqüencials. L’objectiu principal del treball es la implementació de la modulació i la multiplexació a partir d’aquesta eina de simulació; el software comercial VPI TransmissionMaker (per Virtual Photonics S.A.). El software és una eina molt potent, àmpliament utilitzada per la comunitat científica en aquest camp. Un segon objectiu, per a comprovar la robustesa del sistema implementat, ha sigut fer diferents mesures de sensibilitat en el mateix

Optical communications simulator

[ANGLÈS] It is an implementation of an optical communications simulator. The modulations considered are OOK,DBPSK,DQPSK.[CASTELLÀ] Se trata de la implementación de un simulador de comunicaciones ópticas. Se consideran las modulaciones OOK,DBPSK i DQPSK.[CATALÀ] Es tracta de la implementació d'un simulador de comunicacions òptiques. Es consideren les modulacions OOK,DBPSK i DQPSK