Automodulación de fase en redes ópticas pasivas de próxima generación, utilizando modulación por desplazamiento cuaternario de fase Automodulación de fase en redes ópticas pasivas de próxima generación, utilizando modulación por desplazamiento cuaternario de fase

Abstract

Antecedentes: la información en un canal de fibra óptica sufre distorsiones debido a la aparición de efectos lineales y no lineales, restringiendo la velocidad de transmisión. En este documento se analiza el error no lineal denominado automodulación de fase (SPM),el cual genera un desfase en los pulsos trasmitidos, ocasionando errores de bits en la comunicación. Objetivo: el proyecto está orientado a evaluar el comportamiento del error no lineal SPM en una comunicación monocanal de fibra óptica utilizando Matlab. Métodos: su desarrollo parte del modelado matemático del error SPM, para ser codificado en Matlab y evaluar su desempeño en el canal para condiciones específicas. Para realizar las simulaciones se implementó un canal de comunicaciones en fibra óptica, teniendo en cuenta los parámetros que rigen las redes XGPON o 10GPON que son la siguiente generación de Red Óptica Pasiva con Capacidad de Gigabit (GPON). Para simular el canal de fibra óptica se definieron las distancias de 20, 40 y 60 km, y las potencias de 4, 10 y 20 mW, con velocidades de transmisión de 10 Gbps, en las longitudes de onda de 1550 y 1310 nm, usando la modulación QPSK. Los parámetros para desarrollar la simulación consideraron las recomendaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU). Resultados: mediante un análisis gráfico se identificaron los parámetros que afectan el error SPM, como la potencia, el área efectiva, la distancia y el tipo de fibra, entre otros. Conclusión: el error SPM por sí solo no es perjudicial para las redes XGPON en la modulación QPSK, considerando que el máximo desfase obtenido en el proyecto fue  de 28.8°, siempre y cuando se tengan en cuenta la potencia, la distancia y los tipos de fibra, de acuerdo con las recomendaciones de la ITU (G652, G987, G691 y G957). 

Palabras clave: Automodulación de fase, fibra óptica monomodo estándar, modulación por desplazamiento cuaternario de fase, red óptica pasiva con capacidad de gigabit.

Abstract

Background: the information transmitted by optical fiber channels is distorted due to the appearance of linear and nonlinear effects, which restrict the transmission rate, this paper  analyzes the nonlinear error selfphase modulation (SPM) Objective: the project aims to evaluate the behavior of nonlinear error SPM in a single channel fiber optic communication using Matlab. Methods: development of the mathematical modeling of error SPM to be coded in Matlab and evaluate their performance in the channel for specific conditions. To perform simulations a communications channel is implemented in fiber optics taking into account the parameters governing XGPON or 10GPON networks or which are the next generation of Gigabit Passive Optical Network (GPON). To perform simulations three distances 20, 40 and 60 km, and three power values of 4, 10 and 20 mW were defined, with transmission speeds of 10 Gbps wavelengths 1550 and 1310 nm, respectively; using QPSK modulation. The parameters to simulate were defined taking into account the recommendations of the International Telecommunication Union (ITU). Results: using a  graphical analysis we identified the parameters that affect the error SPM, such as potency, the effective area, the distance, the fiber type, among others. Conclusion: the error SPM alone is not harmful to the GPON networks in QPSK modulation, considering that the maximum phase shift obtained in the project was 28.8°, provided that the power, the distance and the types of fiber are taken into account according to the recommendations of the ITU (G652, G987, G691 y G957).

Keywords: Gigabit passive optical network, quaternary phase shift keying, self phase modulation, standar singlemode fiber.

Resumo

Antecedentes: ainformação num canal de fibra óptica sofre distorções devido à aparição de efeitos lineares e não lineares, restringindo a velocidade de transmissão. Neste documento analisou-se o erro não linear denominado auto-modulação de fase -Self-phasemodulation- (SPM), o qual gera uma lacuna nos pulsos transmitidos, ocasionando erros de bitsna comunicação. Objetivo: o projeto esteve orientado a avaliar o comportamento do erro não linear SPM em uma comunicação de fibra óptica de canal único utilizando Matlab. Métodos: seu desenvolvimento partiu da modelagem matemática do erro SPM, para ser codificado em Matlab eavaliar seu desempenho no canal para condições específicas. Para realizar as simulações se implementou um canal de comunicações em fibra óptica, tendo em conta os parâmetros que regem as redes XGPON ou 10GPON que são a seguinte geração de Rede Óptica Passiva com Capacidade de Gigabit (GPON). Para simular o canal de fibra óptica se definiramas distancias de 20,40 e 60km, eas potencias de 4, 10 e 20mW, com velocidades de transmissão de 10 Gbps, nas longitudes de onda de 1550 e 1310 nm, usando a modulação QPSK. Os parâmetros para desenvolver a simulação consideraramas recomendações da União Internacional de Telecomunicações (ITU). Resultados: através de uma análise gráfica se identificaram os parâmetros que afetamo erro SPM, como a potência, a área efetiva, a distânciaeo tipo de fibra, entre outros. Conclusão: o erro SPM por sisónãoé prejudicial para as redes XGPON namodulação QPSK, considerando que a máxima diferença obtida no projeto foi de 28,8°, sempre e quando se tenham em conta a potência, a distância e os tipos de fibra, de acordo com as recomendações da ITU (G652, G987, G691 e G957).

Palavras-chave: Auto-modulação de fase, fibra óptica de canal único padrão, modulação por deslocamento de fasequaternário, rede óptica passiva com capacidade de gigabit.