Minimization of Interchannel Interference E ects in Nyquist-WDM Systems

ABSTRACT: The need of increasing the capacity of current deployed optical networks to perform terabits transmissions has been driven to the development of superchannel systems, (principally based on Nyquist-WDM) to be carried out in flexible grid or gridless scenarios. Nevertheless, one of the main issues to be mitigated in these systems is the interchannel interference (ICI), whose effect is intensified when the spectral channel spacing is reduced (for further spectral efficiency increment). In this thesis, we present a study of the ICI effects in Nyquist-WDM systems by means of BER calculation as a function of several system parameters such as: frequency channel spacing, roll-off factor of the digital pulse-shaping filter, laser's linewidth, transmission distance, mark probability of the pseudo-random bit sequence, optical-to-signal noise ratio, among others. Besides, two methods enabling ICI mitigation are proposed: on one hand, a method based on FEC-coded sequence distribution among optical carriers for applications of multiple carriers (superchannels) as a single entity, and on the other hand, a method to perform nonsymmetrical demodulation (NSD) based on the k-means algorithm enabling time-varying distortions mitigation. In contradiction of techniques for ICI mitigation in recent art, these proposals avoid the use of multiple-input multiple-output equalizers or training sequences. Specifically, for NSD approach, information of adjacent channels is not required

Mitigation of Nonlinear Effects using Machine Learning in Coherent Optical Access Networks

Introduction/Context: The use of coherent detection jointly with high-level modulation formats such as 16 and 64-QAM seems to be a convenient strategy to increment capacity of future optical access networks. However, coherent detection requires high complexity digital signal processing to mitigate different impairments. Objective: Mitigate signal distortions using nonsymmetrical demodulation techniques based on Machine Learning (ML) algorithms. Methodology: First, a single channel Nyquist m-QAM system at 28 and 32 Gbps was simulated in VPIDesignSuite software. Then, different signals modulated at 16 and 64-QAM were generated with different laser linewidth, transmission distances and launch powers. Two ML algorithms were implemented to carry out the demodulation of the generated signals. The performance of the algorithms was evaluated using the bit error rate (BER) in terms of different system parameters as laser linewidth, transmission distance, launch power and modulation format. Results: The use of ML allowed gains up to 2 dB in terms of optical signal-to-noise ratio at a BER value of  for 16-QAM and 1.5 dB for 64-QAM. Also, the use of ML showed that it is possible to use a lower cost laser (100 kHz linewidth vs 25 kHz) with a better BER performance than using conventional demodulation. Conclusions: We showed that the use of both algorithms could mitigate nonlinear effects and could reduce computational complexity for future optical access networks.Introducción/Contexto: Una de las estrategias más convenientes para el incremento de las capacidades en las redes ópticas de acceso, es el uso de la detección coherente junto con formatos de modulación de alto nivel tales como 16 y 64-QAM. Sin embargo, la detección coherente es una tecnología que requiere de un complejo procesamiento digital de señales para la mitigación de diferentes fenómenos. Objetivo: Minimizar efectos distorsivos de las señales ópticas usando demodulación no simétrica basada en algoritmos de Aprendizaje Automático.  Metodología: Se simuló un sistema Nyquist m-QAM a 28 y 32 Gbps en el software especializado VPIDesignSuite. Luego, se generaron diferentes señales moduladas a 16 y 64-QAM a diferentes anchos de línea de láser, longitudes de transmisión y potencias. Se implementaron dos algoritmos de aprendizaje automático para realizar demodulación de las señales generadas. Finalmente, el desempeño de la demodulación se midió en términos de la tasa de error de bit (BER, del inglés Bit Error Rate), en función de varios parámetros del sistema tales como longitud de fibra, potencia de salida, ancho espectral del láser y formato de modulación. Resultados: A un valor de BER de , el uso de los algoritmos permitió ganancias de hasta 2 dB en términos de relación señal a ruido óptica para 16-QAM y de 1.5 dB para 64-QAM. Además, la demodulación basada en estos algoritmos permitió una transmisión de hasta 50 km usando un láser con un ancho espectral de 100 kHz logrando un BER menor que usando un láser de 25 kHz sin implementar las técnicas de demodulación propuestas.   Conclusiones: Se demostró que las dos técnicas pueden ser aplicadas para minimizar efectos no lineales, y a su vez, permitiría una reducción de complejidad computacional en futuras redes de acceso ópticas

Mitigation of Distortions in Radio-Over-Fiber Systems Using Machine Learning

Introducción: El constante crecimiento de usuarios conectados a internet por medio de dispositivos móviles ha conllevado a incrementar la investigación en el paradigma de las redes híbridas conocido como Radio-sobre-Fibra. Estas redes aprovechan las ventajas del ancho de banda de la fibra óptica y la movilidad de las transmisiones inalámbricas, evitando el cuello de botella que se da por la conversión óptico a eléctrico. No obstante, la dispersión cromática propia de la fibra óptica genera distorsiones en la señal de radiofrecuencia modulada ópticamente, lo cual limita su alcance.  Objetivo: Mejorar el desempeño de un sistema de radio sobre fibra en términos de la tasa de error de bit, usando demodulación no simétrica por medio del algoritmo de aprendizaje automático Máquina de Soporte Vectorial.  Metodología: Se simula un sistema de Radio-sobre-Fibra en el software especializado VPIDesignSuite. Se transmiten señales de radiofrecuencia moduladas en formatos 16 y 64-QAM con diferentes anchos de línea de láser sobre fibra óptica. Se aplica el algoritmo Máquina de Soporte Vectorial para la demodulación de la señal.  Resultados: La implementación del algoritmo de aprendizaje automático para la demodulación de la señal mejora significativamente el desempeño de la red permitiendo alcanzar los 30 km de transmisión por fibra óptica. Esto implica una reducción de la tasa de error de bit hasta en dos órdenes de magnitud en comparación con la demodulación tradicional.  Conclusiones: Se demuestra que con el uso de umbrales asimétricos usando algoritmo de Máquina de Soporte Vectorial se logran mitigar distorsiones en términos de la tasa de error de bit. Así, esta técnica se hace atractiva para futuras redes de acceso de alta capacidad.  Introduction: The ever-growing number of users connected to internet via mobile devices has driven to increase the research in the paradigm of hybrid optical networks called Radio-over-Fiber. These networks take advantages of the bandwidth given by the optical fiber and the mobility given by wireless transmissions, avoiding the bottleneck of optical-to-electrical conversion interfaces. However, the chromatic dispersion of the optical fiber generates distortions in the radiofrequency signals optically modulated, limiting the reach of transmission.  Objective: To improve the performance of a Radio-over-Fiber system in terms of bit-error-rate, using nonsymmetrical demodulation by means of the machine learning algorithm Support Vector Machine.  Methodology: A Radio-over-Fiber System is simulated in the specialized software VPIDesignSuite. The radiofrequency signals are modulated at 16 and 64-QAM formats with different laser linewidths and transmitted over optical fiber. The Support Vector Machine algorithm is applied to carry out nonsymmetrical demodulation.  Results: The implementation of the machine learning algorithm for signal demodulation significantly improves the network performance, reaching transmissions up to 30 km. It implies a reduction of the bit-error-rate up to two Introduction: The ever-growing number of users connected to internet via mobile devices has driven to increase the research in the paradigm of hybrid optical networks called Radio-over-Fiber. These networks take advantages of the bandwidth given by the optical fiber and the mobility given by wireless transmissions, avoiding the bottleneck of optical-to-electrical conversion interfaces. However, the chromatic dispersion of the optical fiber generates distortions in the radiofrequency signals optically modulated, limiting the reach of transmission.  Objective: To improve the performance of a Radio-over-Fiber system in terms of bit-error-rate, using nonsymmetrical demodulation by means of the machine learning algorithm Support Vector Machine.   Methodology: A Radio-over-Fiber System is simulated in the specialized software VPIDesignSuite. The radiofrequency signals are modulated at 16 and 64-QAM formats with different laser linewidths and transmitted over optical fiber. The Support Vector Machine algorithm is applied to carry out nonsymmetrical demodulation.  Results: The implementation of the machine learning algorithm for signal demodulation significantly improves the network performance, reaching transmissions up to 30 km. It implies a reduction of the bit-error-rate up to two orders of magnitude in comparison with conventional demodulation.  Conclusions: Mitigation of distortions in terms of bit-error-rate is demonstrated in a Radio-over-Fiber system using nonsymmetrical demodulation by using the Support Vector Machine algorithm. Thus, the proposed technique can be suitable for future high-capacity access networks. &nbsp

Elastic networks of the future : benefits for the Colombian internal telecommunication network

RESUMEN: El continuo crecimiento de la demanda de datos está dirigiendo la investigación para dar luz a una red eficiente en el uso de la fibra óptica y el espectro radioeléctrico. La próxima generación de redes será el resultado de una convergencia entre el dominio óptico e inalámbrico para reunir cada una de sus virtudes en una vasta red de telecomunicaciones más resiliente y más simplificada. Colombia no estará marginada de estos avances ya que actualmente despliega fibra óptica por gran parte del territorio nacional y por tal motivo debe estar informada de los progresos actuales en lo referente a redes de telecomunicaciones de nueva generación y orientar de mejor forma los lineamientos legales del ministerio de TIC (Tecnologías de la Información y las Comunicaciones) para traer en consecuencia grandes beneficios a la regulación de la red interna de telecomunicaciones en cuanto a lo decretado acerca de los inmuebles de propiedad horizontal. En este trabajo se plasman los avances en investigación concernientes a transmisiones por fibra óptica, incluyendo el nuevo paradigma de redes híbridas de fibra óptica con redes inalámbricas que permitirán simplificar la red global de telecomunicaciones. Las redes elásticas del futuro sugieren que las redes internas de telecomunicaciones serán más reducidas, simples y versátiles, lo cual facilitará la libre competencia entre los proveedores de servicios de comunicaciones, evitando el monopolio de espacios dentro de edificios de propiedad horizontal. Palabras clave: FI-WI, PON, redes elásticas, redes malla, supercanales, WDM.ABSTRACT: The continuous growth in data demand is leading research to bring to light an efficient network using fiber optics and radioelectric spectrum. The next generation of networks will be the result of a convergence between the optical and wireless domain with the purpose to gather all of their virtues in a vast telecommunications network more resilient and more simplified. Colombia will not be marginalized of these advances because actually has deployed optical fiber in most of the country and therefore they must be informed of current progress in terms of new generation of telecommunications networks and guide in a better way the legal guidelines of the Ministry of ICT (Information and Communications Technology) to bring great benefits to the regulation of internal telecommunications network, concerning what was decreed about the immovable of horizontal property. In this paper, research advances are reflected concerning optical fiber transmission, including the new paradigm of hybrid fiber optic networks with wireless networks that will simplify the global telecommunications network. The elastic networks of the future suggest that internal telecommunications networks will be smaller, simple, and versatile, which will facilitate competition between communication service providers, avoiding the monopoly of spaces within horizontal property buildings. Keywords: Elastic networks, FI-WI, mesh networks, PON, superchannels, WDM

Redes ópticas elásticas: un nuevo paradigma en las futuras redes de telecomunicaciones

 El tráfico en las redes de datos por fibra óptica ha tenido un crecimiento exponencial debido a la creciente demanda de información por parte de los usuarios finales, llevando a una saturación en la capacidad de las redes actuales. Proyectando los sistemas de transmisiones ópticos a tasas superiores a los 400 Gbps para redes de largo alcance, no será posible mantener la tecnología WDM de rejilla espectral fija de 50 GHz, la cual permite transmitir en la actualidad tasas hasta los 100 Gbps. Teniendo como limitación además del ancho espectral que ocuparía la información, la conmutación de los dispositivos para trabajar a altas frecuencias. En este contexto, surge el concepto de las redes ópticas elásticas, donde se emplea una rejilla de espectro flexible (flexi-grid) o sin rejilla (grid-less), con ancho espectral variable por canal según la demanda de ancho de banda, permitiendo una separación espectral flexible entre canales con el propósito de optimizar la eficiencia en el uso del espectro. Este artículo hace una revisión de los nuevos conceptos tecnológicos que conllevan el escenario de redes elásticas, y los posibles retos y limitaciones para el desarrollo de estas tecnologías. Recientes pruebas experimentales incorporan nuevos conceptos tecnológicos con relación a los ya comerciales sistemas de 100-G como: el diseño de transmisores multicanales, el uso de tecnologías como Nyquist-WDM y OFDM óptico flexible, receptores digitales coherentes reconfigurables, formatos de modulación m-arios e híbridos y asignación dinámica del espectro. No obstante, grandes limitantes como los efectos no lineales de la fibra óptica deben ser foco de investigación en este nuevo escenario, debido a sus efectos en la degradación de la señal. Finalmente, se muestra como las técnicas de procesamiento digital de señales desempeñarán un papel importante para lograr la reconfigurabilidad y elasticidad de las redes de alta capacidad.Palabras clave: Comunicaciones por Fibra Óptica, Enrutamiento, Interferencia Intercanal (ICI), Multiplexación por División de Longitud de Onda, Óptica No-Lineal, Procesamiento Digital de Señales (DSP), Redes Ópticas. AbstractIn the last years, traffic on data optical networks has had an exponential growth due to the increasing demand of information by end users. This had lead to saturation of the current deployed networks in terms of capacity. Planning the optical transmission systems of long-reach to work with capacities above 400 Gbps, it will not be possible to keep the spectral fixed-grid of the WDM technology, which currently allows transmitting up to 100 Gbps. The principal limitation is due to the greater spectral bandwidth occupied by the data information and also due to the switching of electronics devices at high frequencies. In this context a new concept known as elastic optical network emerges, which proposes a flexible-grid or gridless, where the spectral width changes according to the bandwidth demand and allows optimizing the spectral efficiency with a minimum separation between adjacent channels. In this paper, we present a comprehensive survey of elastic optical networks, introducing new concepts and describing the challenges and the limitations in these networks. Recent experimental reports show new technological concepts related to the commercials 100-G systems such as: design of multichannels transmitters, gridless Nyquist-WDM and Optical-OFDM, reconfigurable digital coherent receivers, optical dynamic spectrum allocation and advanced modulation formats. Nevertheless, the nonlinearity effects of the optical fiber are a significant limitation that must be researched in detail in this new elastic scenario. Hence, it is shown how the digital signal processing techniques are going to play an important role in order to get high capacity in elastic and reconfigurable networks.Keywords: Optical Fiber Communications, Routing, Interchannel Interference (ICI), Wavelength Division Multiplexing (WDM), Nonlinear Optics, Digital Signal Processing (DSP), All-Optical Networks.  Resumo  O trafego nas redes de dados por fibra óptica tem tido um crescimento exponencial devido à crescente demanda de informação por parte dos usuários finais, levando a uma saturação na capacidade das redes atuais. Projetando os sistemas de transmissões ópticos a taxas superiores aos 400 Gbps para redes de longo alcance, não será possível manter a tecnologia WDM de grelha fixa espectral de 50 GHz, a qual permite transmitir na atualidade taxas até os 100 Gbps. Tendo como limitação ademais da largura espectral que ocuparia a informação, a comutação dos dispositivos para trabalhar a altas frequências. Neste contexto, surge o conceito das redes ópticas elásticas, onde se emprega uma grelha de espectro flexível (flexi-grid) ou sem grelha (grid-less), com largura espectral variável por canal segundo a demanda da largura de banda, permitindo uma separação espectral flexível entre canais com o propósito de otimizar a eficiência no uso do espectro. Este artigo faz uma revisão dos novos conceitos tecnológicos que envolvam o cenário de redes elásticas, e os possíveis desafios e limitações para o desenvolvimento destas tecnologias. Recentes provas experimentais incorporam novos conceitos tecnológicos com relação aos já comerciais sistemas de 100-G como: o design de transmissores multicanais, o uso de tecnologias como Nyquist-WDM e OFDM óptico flexível, receptores digitais coerentes reconfiguráveis, formatos de modulação M-ária e híbridos, e assinação dinâmica do espectro. Não obstante, grandes limitantes como os efeitos não lineares da fibra óptica devem ser foco de pesquisa neste novo cenário, devido a sus efeitos na degradação do sinal. Finalmente, mostra-se como as técnicas de processamento de sinal digital irá desempenhar um papel importante na realização do restabelecemento e flexibilidade de redes de alta capacidade.Palavras-chave: Comunicações por Fibra Óptica, Interferência Entre Canais (IEC), Multiplexação por Divisão de Longitude de Onda, Óptica Não-Lineal, Processamento Digital de Sinais (PDS), Redes Ópticas, Routing.

Análisis del Impacto de la Conversión Analógica a Digital en el Desempeño de Sistemas RoF Digitalizado

Introducción: Se evalúa numéricamente el impacto del proceso de digitalización en el desempeño de un escenario basado en tecnología Radio-sobre-Fibra a frecuencia intermedia. Objetivo: Evaluar el impacto del proceso de digitalización, en el desempeño de escenario Radio-sobre-Fibra digitalizado a frecuencia intermedia (IF-DRoF). Metodología: Se evalúa el desempeño frente al error de un sistema IF-DRoF como función de la distancia del enlace y del número de bits de resolución del conversor Analógico-a-Digital (ADC), se compara los resultados con la arquitectura Radio-sobre-Fibra analógica (ARoF). El escenario DRoF introduce un ADC en el transmisor para digitalizar las señales y un conversor Digital-a-Analógico (DAC) en el receptor para reconstruirlas. El transmisor óptico usa un Láser Emisor de Cavidad Vertical modulado directamente (DM-VCSEL) de bajo costo. Resultados: El escenario IF-DRoF extiende la distancia de transmisión en 18 km (de 25 a 43 km), y 22 km (de 25 a 47 km) usando un ADC con resolución de 4 y 8 bits, respectivamente cuando se compara con ARoF. Además, para una tasa de bit errado (BER) igual a 10-9, el sistema IFDRoF incrementa el rango en 7 km, y la tasa de bit escala como el producto número de bits de resolución del ADC × tasa de muestreo (hasta 8 × 1.25 Gb/s = 10 Gb/s). El nivel de sensitividad medido en el receptor fue de -21 dBm para un alcance máximo de 42 km a un nivel de BER de 10-5@4 bits de resolución. Conclusiones: El sistema IF-DRoF comprende una solución flexible de bajo costo, que extiende la distancia de transmisión y escala la tasa de bit con el producto n bits × frecuencia muestreo comparando con el sistema RoF analógico. Se demuestra que el rango dinámico es independiente de la distancia de transmisión excepto cuando el nivel de señal cae por debajo de la sensitividad del fotodetector del enlace óptico

Hacia la próxima generación de sistemas de Radio sobre Fibra de banda ancha: retos tecnológicos en la banda de las ondas milimétricas

In this paper, we present a review based in the most relevant scientific works of radio-over-fiber technology. The most important issues of the state-of-the-art evolution are exposed. We show a description of the main devices and the most recent experimental tests that suggest the integration between wired and wireless networks, and the convergence in heterogeneous networks. In this review, we identify a trend toward the increase of the radiofrecuency-carrier in the millimeter-wave bands (75-100 GHz) which show that the next generation of radio-over-fiber system will operate in this band of large capacity available. The challenge consisting of reaching multi-Gbps wireless transmissions in these systems very soon.En este artículo se presenta una revisión de los trabajos científicos más relevantes de la tecnología de radio sobre fibra. Se exponen los aspectos más importantes en la evolución del estado del arte de esta tecnología, basado en la descripción de sus principales dispositivos y las pruebas experimentales más recientes que sugieren la integración entre las redes inalámbricas y cableadas, además de la convergencia de servicios en redes heterogéneas. En esta revisión se identificó una tendencia hacia el incremento en la frecuencia de la portadora de radiofrecuencia en la banda de las ondas milimétricas (75 - 100 GHz), que indican que la próxima generación de sistemas de radio sobre fibra operará en esta banda de gran capacidad disponible. El gran reto consiste en lograr transmisiones inalámbricas en estos sistemas a velocidades multiGbps en un futuro cercano

Análisis del desempeño de la transmisión de datos en banda base y RF sobre redes PON de largo alcance

In this paper, the performance of long-reach passive optical network is analyzed in function of the dispersion and the optical-to-signal noise ratio. Nowadays, capable gigabits passive optical networks are standarJhon James Granada Torres M.Sc(c) Ingeniería de Telecomunicaciones, Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Investigador Grupo CMUN, UNAL Bogotá, Colombia [email protected] Jesús álvarez Guerrero Ing. Electrónico, Universidad Francisco de Paula Santander Cúcuta, Colombia [email protected] Análisis del desempeño de la transmisión de datos en banda base y RF sobre redes PON de largo alcance Claudia Milena Serpa Imbett Estudiante Ph.D Ingeniería, Universidad Pontificia Bolivariana (UPB) Medellín, Colombia [email protected] Gloria Margarita Varón Durán Ph. D Optoelectronique et hyperfréquence, Université de Toulouse, ISAE, Francia Docente Tiempo Completo, Investigador Grupo CMUN, Universidad Nacional de Colombia Bogotá, Colombia [email protected] Neil Guerrero González Ph. D Fotónica, Universidad Tecnológica de Dinamarca Docente Tiempo Completo, Investigador Grupo GITA, Universidad de Antioquia Medellín, Colombia [email protected] dized to a transmission distance of 20 km, and downstream transmission speed of 155 Mbps, 1 and 2,5 Gbps. However, tendency to unite the metro and access levels suggests the extension of the passive optical networks up to distances around 100 km and in radiofrequency up to 70 km. In this work is studied the performance of long-reach passive optical network through simulations in Virtual Photonics®(VPI). This network transmits optical signals in baseband to a distance of 100 km. The qualitative analysis of data transmission through the passive optical network is made based on the quality of the eye diagram. Also, the bit–error rate is calculated according to the optical-to-signal noise ratio to make a quantitative analysis regarding the transmission distance and speed. The simulated networks exhibits a better performance at distances below 40 km at speeds to 2,5 Gbps with standard single-mode fiber and up to 70 km to 155 Mbps in baseband and radiofrequency at 60 GHz.En este trabajo se analiza el desempeño de una red óptica pasiva de largo alcance en función de la dispersión y la relación señal a ruido óptica. Hoy en día, las redes ópticas pasivas con capacidad de Gbps están estandarizadas a una distancia de transmisión de 20 km y velocidades de transmisión en el canal descendente de 155 Mbps, 1 y 2,5 Gbps. Sin embargo, la tendencia de unir los niveles de metro y acceso sugiere la extensión de las redes ópticas pasivas hasta alcanzar distancias alrededor de los 100 km. En este trabajo se estudia a través de simulaciones en Virtual Photonics®(VPI), el desempeño de una red óptica pasiva de largo alcance, la cual transmite señales ópticas en banda base hasta una distancia de 100 km y de Radiofrecuencia hasta los 70 km. El análisis cualitativo de la transmisión de datos a través de la red PON se realiza basado en la calidad del diagrama de ojo. Asimismo, se calculan las curvas de bits erróneos en función de la relación señal a ruido óptica, para hacer un análisis cuantitativo respecto a las distancias y velocidades de transmisión. Las redes simuladas exhiben un mejor desempeño a distancias inferiores a 40 km para velocidades de 2,5 Gbps con fibras monomodo estándar y hasta los 70 km a 155 Mbps en banda base y radiofrecuencia con portadora de 60 GHz

Monitoreo del efecto de la dispersión cromática en un sistema de radio sobre fíbra basado en técnicas de procesamiento digital de señales

En este trabajo se estudian los efectos de la dispersión cromática en un sistema de radio sobre fibra de largo alcance que transmite en la banda de las ondas milimétricas, a partir de modelos realizados en simulación en el software VPI (Virtual photonics instruments) para sistemas con detección directa, y en Matlab para sistemas con detección coherente. Estos modelos transmiten señales de radiofrecuencia a distancias de hasta 80 km. Se hizo un análisis cualitativo de la señal mediante la calidad de los diagramas de ojo y de los espectros ópticos y eléctricos. También se calculó la tasa de error de bit de acuerdo a las variaciones de la relación señal a ruido óptica, mostrando transmisiones aceptables para modulaciones en amplitud hasta los 80 km a 1 Gbps para frecuencias de portadora entre los 60 y 100 GHz, y para transmisiones en BPSK con detección directa se calculó la magnitud del error vectorial mostrando buen desempe~no las transmisiones a 155 Mbps en distancias hasta los 100 km a 60 GHz y para 2.5 Gbps hasta los 2 km. Se presentó un novedoso método de estimación de la dispersión cromática usando ajustamiento gaussiano en histogramas asíncronos mediante el algoritmo de máxima esperanza, mostrando que los efectos de las dispersión cromática no incrementan proporcionalmente al aumento de la frecuencia de la portadora ni de la distancia de transmisión y que una pequeña variación en un parámetro de la red puede afectar signficativamente la señal recibida. / Abstract. In this work is studied the chromatic dispersion effects of long-reach Radio-over-Fiber systems in millimeter-wave band through simulations in Virtual Photonics (VPI) for intensity modulation and direct detection systems, and in Matlab for phase modulation and coherent detection systems. Those networks transmit optical signals in radiofrequency to a distance of 80 km. The qualitative analysis of data transmission through the passive optical network is made based on the quality of the eye diagram, and the optical and electrical spectrums. Also, the bit-error rate is calculated according to the optical-to-signal noise ratio to make a quantitative analysis regarding the transmission distance and speed, showing good results in a non-return-to-zero modulation at 80 km, and in BPSK transmissions with direct detection the error vectorial magnitude is estimated presenting good performance in transmission at 155 Mbps to a distance of 100 km using carrier of 60 GHz, and at 2.5 Gbps to a distance of 2 km. Radio over fiber systems with coherent detection shows better performance. A novel method for chromatic dispersion estimation is presented, using Gaussian fitting in asynchronous histograms trough expectation-maximization algorithm, showing that the effects of chromatic dispersion does not increase proportionally to the carrier frequency, or the transmission distance and that a small change in one parameter of the network may vary signifcantly the effect produced in the received signal.Maestrí