Resumo: O presente trabalho tem como objetivo avaliar curvas de capacidade associados aos transceptores ópticos levando em consideração as limitações impostas pelos algoritmos de processamento digital de sinais utilizados na detecção coerente. São investigados os formatos de modulação M-QAM com 4, 8, 16 e 64 símbolos, principalmente em regimes de baixa relação sinal ruído. De maneira específica, consideraram-se as etapas de equalização adaptativa e recuperação de fase, realizadas respectivamente pelos algoritmos RDE e BPS. Propõe-se um algoritmo supervisionado de detecção e correção de escorregamentos de fase que apresenta como diferencial a introdução de informações do desempacotador de fases para realizar estas tarefas. O método proposto apresentou resultados superiores ao do método supervisionado convencional em todos os formatos de modulação avaliados. De fato, a introdução de informações do desempacotador de fases na compensação de escorregamentos de fase permitiu reduzir o número de falsos positivos encontrados em comparação com a técnica supervisionada convencional. O algoritmo RDE se mostrou responsável por penalizar a capacidade obtida com o formato de modulação 64-QAM, enquanto não introduziu perdas nas curvas de capacidade associadas aos outros formatos de modulação avaliados. Por sua vez, a recuperação de fase realizada por meio do algoritmo BPS se mostrou a principal fonte de degradações nas curvas de capacidade obtidas com os formatos de modulação considerados. Observou-se que os escorregamentos de fase causam o decaimento abrupto das curvas de capacidade. Mesmo na ausência destes eventos, o algoritmo BPS mostrou penalizar a capacidade por causa do nível de desvio de fase residual presente nos símbolos em sua saída. E a redução da largura de linha dos lasers transmissor e oscilador local de 100 kHz para 10 kHz, apesar de não conseguir eliminar a ocorrência de escorregamentos de fase, produz ganhos para praticamente todos os formatos de modulação avaliados Ver menos

Abstract: The present work aims to evaluate capacity curves associated with optical transceivers taking into account limitations imposed by digital signal processing algorithms used in coherent detection. We evaluate M-QAM modulation formats with 4, 8, 16, and 64 symbols, mainly in low signal-to-noise ratio regime. In particular, we investigate the stages of adaptive equalization and phase recovery, performed by the RDE and BPS algorithms, respectively. In this thesis, we propose a novel supervised algorithm for locating cycle slips in the recovered constellation. The proposed mechanism correlates the phase unwrapper results with the recovered symbol sequence. The method presented superior results compared to conventional methods for all the evaluated modulation formats, by reducing the number of false positives. The RDE algorithm was responsible for penalizing the capacity obtained with the 64-QAM modulation format, while for lower-order modulation formats no losses where observed. On the other hand, imperfect phase recovery performed through the BPS algorithm proved to be the main source of degradations in the capacity curves obtained with the considered modulation formats. It was observed that the cycle slips cause abrupt decay of the capacity curves. Even in the absence of these events, the BPS algorithm proved to penalize the capacity because of the level of residual phase shift present in the symbols at its output. The reduction of transmitter and local oscillator laser linewidth from 100 kHz to 10 kHz, despite not being able to eliminate the occurrence of cycle slips, produces gains for practically all the evaluated modulation formats Ver menos