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Type: TESE DIGITAL
Title: Emulação de PMD e controlador de moduladores ópticos poliméricos
Title Alternative: PMD emulator and polymer-based optical modulator control
Author: Bravalheri, Anderson Cleyton, 1988-
Advisor: Fraidenraich, Gustavo, 1975-
Abstract: Resumo: O crescimento acelerado da internet nos últimos anos tem incitado mudanças profundas e frequentes nos sistemas ópticos de telecomunicações. Cada vez mais, a procura por novas tecnologias que permitam melhorar a eficiência espectral e a capacidade de transmissão, bem como reduzir o consumo energético, é vista como uma peça importante para manter um bom ritmo de desenvolvimento e até mesmo para evitar um possível colapso desses sistemas como os conhecemos. Nesse sentido, duas atividades são fundamentais: a elaboração de métodos que permitam testar novas tecnologias em laboratório e a própria evolução, padronização e miniaturização das tecnologias em processo de adoção. Devido ao seu comportamento estocástico, a dispersão de modo de polarização (PMD) é um dos efeitos da propagação de sinais em fibras ópticas mais difíceis de serem simulados. Usualmente, ela é estudada em laboratório através do emprego de dispositivos chamados de emuladores de PMD, ou através de montagens em anéis de recirculação que se comportam de modo similar a eles. O principal problema com esta técnica é o grande número de elementos birrefringentes necessários para reproduzir com precisão a natureza da PMD, o que dificulta a produção de tais emuladores. Analogamente, em anéis de recirculação, um grande número de voltas é necessário e isto prejudica a realização de experimentos em que o impacto do aumento da distância percorrida é analisado. Dessa forma, na primeira parte deste trabalho, a revisão a respeito das técnicas convencionais de emulação de PMD é realizada e uma nova metodologia, baseada na distribuição não uniforme dos estados de polarização da luz, é proposta e avaliada através de simulações. Por sua vez, moduladores compostos de material polimérico, têm-se mostrado promissores para a construção da nova geração miniaturizada de transmissores ópticos para altas taxas. Infelizmente, a tarefa de descobrir e manter o ponto de operação correto de moduladores ópticos externos é normalmente um desafio e as técnicas baseadas na inserção de tom piloto, comuns para moduladores de LiNbO3, de maneira geral, não são aplicáveis para essa nova classe de dispositivo. Assim, na segunda parte deste trabalho, um método de controle de moduladores poliméricos para sistemas com modulação de fase em quadratura e multiplexação em polarização (PM-QPSK), baseado em corrente, é proposto a partir da análise das estatísticas da potência óptica de saída e avaliado através de resultados experimentais

Abstract: The accelerated growth of the Internet in last years has driven significant and frequent changes in optical telecommunication systems. More and more, the search for new technologies to improve the spectral efficiency and the transmission capacity, as well as to reduce the power consumption, is seen as a key factor to keep the rapid pace of development and even to avoid the breakdown of these systems as we know them. Hence, two activities are essential: the creation of methods that enable the laboratorial validation of the emerging technologies, and the evolution, standardization and miniaturization of the technologies already in adoption process. Due its stochastic behavior, the polarization-mode dispersion (PMD) is one of most difficult fiber effects to simulate. The most common way to study PMD in laboratory is through the use of devices called PMD emulators, or recirculating loops that mimic their behavior. The main problem with these emulators is the large number of elements used to precisely reproduce the random nature of PMD, which hampers their assembly. Similarly, for recirculating loops, a great number of laps are necessary and this impairs the execution of experiments that analyze the effects of increasing the size of the lightpath. Therefore, in the first part of this work, a review about the most common technique to emulate PMD is made and a new methodology, based on non-uniform distribution of the polarization state of the light, is proposed and evaluated using simulations. In turn, polymer-based optical modulators are promising devices to enable the next generation of miniaturized high-bitrate optical transmitters. Unfortunately, the task of discovering and maintaining the correct operating point of the external optical modulators is often a challenge and pilot tone based techniques commonly used for $LiNbO_3$ are, in general, not suitable for this new class of devices. Thus, in the second part of this work, a polymer modulator bias control method for polarization-multiplexed quadrature phase shift keying (PM-QPSK) systems, based on current, is proposed by analyzing the statistics of the output optical power and evaluated using experimental results
Subject: Comunicações ópticas
Polarização (Luz)
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2016
Appears in Collections:FEEC - Tese e Dissertação

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