Transmissão de Sinais OFDM com Envoltória em Sistemas Ópticos com Detecção Coerente

Nome: Esequiel da Veiga Pereira
Tipo: Tese de doutorado
Data de publicação: 30/03/2017
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
Jair Adriano Lima Silva Orientador
Marcelo Eduardo Vieira Segatto Co-orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
Andres Pablo López Barbero Examinador Externo
Jair Adriano Lima Silva Orientador
Marcelo Eduardo Vieira Segatto Coorientador
Maria Jose Pontes Examinador Interno
Paulo de Tarso Neves Júnior Examinador Externo
Rodrigo Varejao Andreao Examinador Interno

Resumo: Para acompanhar a crescente demanda por capacidade de canal das redes de transporte ópticas (backbone), a investigação de formatos de modulação suportando uma enorme capacidade de transmissão ganha interesse especial. A multiplexação por divisão de frequências ortogonais (OFDM) aplicado em sistemas ópticos com detecção coerente (COOFDM) tem sido apontado como um dos fortes candidatos para a atualização dos sistemas fotônicos convencionais. Devido ao espectro óptico compacto, os sinais CO-OFDM são
pouco influenciados pela degradação linear, tais como dispersão de velocidade de grupo (GVD) e dispersão de modo de polarização (PMD). No entanto, o alto valor da relação entre a potência de pico e a potência média (PAPR) torna-o vulneráveis à não linearidade da fibra e degrada seu desempenho de transmissão. Apresenta-se neste trabalho uma proposta de utilização de técnica Constante envelope aplicado a sinais OFDM transmitidos em redes ópticas com detecção coerente, denominado de CO-CE-OFDM, que reduz o valor do PAPR para apenas 3 dB, como uma forma de combater não só as não linearidades geradas pelo modulador Mach-Zehnder, mas também,
as próprias não linearidades geradas pela fibra óptica, devido a altos valores de PAPR e elevados valores de potência óptica. Resultados de simulações feitas em ambiente Matlab, para 1200 km de fibra SSMF, mostraram que quando a transmissão é feita em regime linear (baixa potência na entrada da fibra), em algumas situações, CO-CE-ODFM apresenta um desempenho superior aos
apresentados pelo sistema óptico com detecção coerente convencional. Por exemplo, para 100 ��/� de taxa, níveis de mapeamento de 16 QAM e índice de modulação óptica (OMI) igual a 2, 5, o sistema proposto com índice de modulação de fase elétrica (2�ℎ) igual a 3 apresentou ganhos medidos relação sinal-ruído óptico (OSNR) superiores a 12 dB, para uma taxa de erro de bits de 10−3. Em regime n~ao linear, decorrente do aumento da potência óptica, mesmo para baixos valores de OMI e altos valores de relação sinal-ruído óptico (OSNR), CO-CE-OFDM apresentou ganhos de desempenhos de aproximadamente 26 dB, quando a potência óptica na entrada é de 10 dBm. Para altos valores de OMI esse ganho de desempenho é cerca de
12 dB, para 16 QAM e 100 Gb/s de taxa. Além disso, para o sistema proposto, foi desenvolvido um modelo analítico que permite avaliar de forma rápida e a um baixo custo computacional, a variação da taxa de erro de bits em função da variação da relação sinal-ruído. Apesar do ganho de desempenho apresentado, CO-CE-OFDM apresenta um alargamento espectral, o que pode ser um problema em sistemas multicanais.
Keywords: Constante envelope, Detecção coerente, Fibra Óptica, Mitigação de não linearidades, OFDM óptico, PAPR.

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