Tesis:
Análisis y diseño de redes WDM de bajo coste para entornos metropolitanos: Optimización de componentes.
- Autor: RIO CAMPOS, Carmina del
- Título: Análisis y diseño de redes WDM de bajo coste para entornos metropolitanos: Optimización de componentes.
- Fecha: 2010
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS DE TELECOMUNICACION
- Departamentos: TECNOLOGIA FOTONICA
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: RODRIGUEZ HORCHE, Paloma
- Resumen: La proliferación de aplicaciones de banda ancha, como el acceso a Internet de alta velocidad, video o trabajo a distancia, está generando un creciente interés por la mejora de servicios en hogares y pequeñas empresas proveedores de redes. La tecnología de Multiplexación por División en Longitud de Onda Aproximada (CWDM) es idónea para encontrar una solución de compromiso entre el coste y la capacidad en sistemas metropolinatos y de acceso. Dicha tecnología usa todo o parte del rango de longitud de onda de fibra desde 1270 a 1610 nm con una separación entre canales ópticos de 20 nm. Esta separación entre canales permite relajar las exigencias de los componentes utilizados, filtros, multiplexores y demultiplexores y el uso de láseres no refrigerados y modulados directamente (DML), que tienen gran simplicidad de fabricación, pequeño tamaño, bajo consumo y, sobre todo, un coste inferior al de los láseres usados en aplicaciones de Multiplexación Densa por División de Onda (DWDM). El alto valor de potencia que se obtiene a la salida en este tipo de transmisores permite alcances entre repetidores entre 80 y 100 Km. El principal problema que aparece en los sistemas que usan transmisores DML es que la forma de onda transmitida no es una réplica exacta de la corriente de modulación, produciéndose una variación de la frecuencia óptica emitida a lo largo del pulso. Este fenómeno se conoce como "chirp" en frecuencia y es fuertemente dependiente de la potencia óptica a la salida del láser y a su relación de extinción. Un aumento en cualquiera de estos dos parámetros produce una variación en el ancho espectral de los láseres y/o un desplazamiento en su frecuencia óptica de emisión que limita considerablemente la distancia de transmisión en sistemas que utilicen, sobre todo, fibras de dispersión positiva (SMF). Algunos autores han propuesto el uso de fibras de dispersión cromática negativa (NZ-DSF) con el objeto de compensar el "chirp" producido por el DML. Sin embargo, la mayoría de los enlaces ya instalados utilizan la fibra SMF con coeficiente de dispersión positivo, por lo que la modificación del tendido sería económicamente inviable. En esta Tesis, mediante una herramienta CAD para simulación de sistemas de comunicaciones ópticas, se presentan otras soluciones que no obligan a sustituir el tendido existente y se evalúa el comportamiento de diferentes sistemas trabajando a 2.5 y 10 Gbps. Con el fin de reducir la diferencia de calidad que existe entre los sistemas modulados directamente y los modulados externamente se ha analizado cómo influyen los parámetros extrínsecos de la fuente óptica (potencia de emisión, ratio de extinción y corriente de polarización) y los intrínsecos a su estructura de fabricación (coeficiente de Henry, coeficiente adiabático, etc.), en la calidad de transmisión, demostrando que, mediante su optimización, es posible obtener sistemas con calidades similares utilizando tanto fibras SMF como NZ-DSF. También, se ha planteado un sistema CWDM de n canales (regulado según la Recomendación ITU-T G. 695) modulados directamente y determinado los valores de los parámetros con los que se consigue optimizar la transmisión. En esta tesis se presenta un análisis pormenorizado de la dependencia e interrelación entre el ensanchamiento temporal del pulso a través de la fibra óptica y la forma inicial del pulso, el chirp generado por la fuente y las características dispersivas de la fibra. Así, se demuestra que, considerando los factores anteriores, existe una forma de onda para la corriente de modulación con la que se consigue minimizar el chirp y por tanto, optimizar los sistemas propuestos. Finalmente, se ha estudiado cómo afecta la inserción de filtros ópticos en las redes que emplean fuentes moduladas directamente, ya que éstas tienen un mayor ancho espectral, un espectro asimétrico y un desplazamiento en frecuencia en función de la potencia de salida del láser y, por tanto, las componentes espectrales de la señal son más vulnerables a la respuesta espectral de los elementos selectivos en longitud de onda. En concreto, se analiza la calidad de transmisión de una red CWDM en anillo a 2.5 Gb/s, de cuatro nodos, en función de los componentes utilizados: DML, fibras con características dispersivas diferentes y diversos filtros ópticos. Se han comparado los resultados obtenidos y se ha analizado el impacto de la concatenación de filtros en las redes en anillo. Se ha demostrado que la selección del ancho de banda óptimo para el demultiplexor depende tanto del tipo de láser como de la fibra utilizada.