Tese de Doutoramento em Engenharia Eletrotécnica apresentada à Universidade de Aveiro.Nos últimos anos, a crescente procura e troca de informação tem
levado ao aumento de tráfego nas redes de comunicação óticas
actuais. 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 binàrios distintos, permite uma
maior escalabilidade e eficiência da rede.
A tese começa por apresentar uma caracterização experimental
detalhada das propriedades estáticas e dinámicas 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 MZISOA.
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 depedência da constelação do sinal com
o desvio dos parâmetros operacionais, em torno do valor ótimo. A técnica é validada experimentalmente para modulação QPSK.ABSTRACT: Over 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 alloptical
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.Apoio financeiro da Fundação para a
Ciência e Tecnologia — FCT através
da bolsa SFRH / PROTEC / 50015 /
2009