Doutoramento em Engenharia ElectrotécnicaOver the years, the increased search and exchange of information lead to an
increase of traffic intensity in todays optical communication networks. Coherent
communications, using the amplitude and phase of the signal, reappears as
one of the transmission techniques to increase the spectral efficiency and
throughput of optical channels.
In this context, this work present a study on format conversion of modulated
signals using MZI-SOAs, based exclusively on all- optical techniques through
wavelength conversion. This approach, when applied in interconnection nodes
between optical networks with different bit rates and modulation formats, allow
a better efficiency and scalability of the network.
We start with an experimental characterization of the static and dynamic
properties of the MZI-SOA. Then, we propose a semi-analytical model to
describe the evolution of phase and amplitude at the output of the MZI-SOA.
The model’s coefficients are obtained using a multi-objective genetic algorithm.
We validate the model experimentally, by exploring the dependency of the
optical signal with the operational parameters of the MZI-SOA.
We also propose an all-optical technique for the conversion of amplitude
modulation signals to a continuous phase modulation format. Finally, we study
the potential of MZI-SOAs for the conversion of amplitude signals to QPSK and
QAM signals. We show the dependency of the conversion process with the
operational parameters deviation from the optimal values. The technique is
experimentally validated for QPSK modulation.Nos últimos anos, a crescente procura e troca de informação tem levado ao
aumento de tráfego nas redes de comunicação óticas atuais. As comunicações
coerentes, com recurso à amplitude e fase do sinal, ressurgem como uma das
técnicas de transmissão capazes de aumentar a eficiência espectral e o
rendimento dos canais óticos. Nesse âmbito, este trabalho apresenta um
estudo sobre a conversão de formatos de modulação de sinais, usando
técnicas exclusivamente no domínio ótico, através de conversão de
comprimento de onda, com base no MZI-SOA. Esta técnica, aplicada em nós
óticos que interligam redes óticas com débitos binários distintos, permite uma
maior escalabilidade e eficiência da rede.
A tese começa por apresentar uma caracterização experimental detalhada das
propriedades estáticas e dinâmicas do MZI-SOA. É depois proposto um modelo
semi-analítico que descreve a evolução da amplitude e fase do sinal ótico à
saída do MZI-SOA. Os coeficientes do modelo são obtidos recorrendo a um
algoritmo genético multiobjectivo. O modelo é validado experimentalmente,
explorando a dependência do sinal ótico com os parâmetros operacionais do
MZI- SOA.
Segue-se a proposta de uma técnica de conversão de formato de modulação
de amplitude para modulação de fase contínua. Finalmente, é feito um estudo
das potencialidades do MZI-SOA para conversão de formato de modulação de
amplitude para modulação QPSK e QAM. Mostra-se a dependência da
constelação do sinal com o desvio dos parâmetros operacionais, em torno do
valor ótimo. A técnica é validada experimentalmente para modulação QPSK
