Pós-compensação digital do canal óptico

• Autor(es): Guiomar, Fernando Pedro Pereira
• Data: 2009
• Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10773/2151
• Origem: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
• Assunto(s): Engenharia electrónica; Redes de telecomunicações; Comunicações ópticas; Processamento digital de sinal; Modulação de frequência
• Tipo de Documento: Dissertação de Mestrado
• Idioma: Português
• Orientador(es): Pinto, Armando Humberto Moreira Nolasco

Descrição

O contínuo aumento do tráfego de informação nas redes de telecomunicações tem levado a capacidade da fibra ao seu limite. Em sistemas DWDM com um curto espaçamento entre canais, o aumento das taxas de transmissão por canal obriga à reformulação do modo como é transmitida e detectada a informação. Novos formatos de modulação avançados tendem a ser adoptados em conjunto com a detecção coerente do sinal, por oposição aos actuais sistemas de modulação em intensidade e detecção directa. Aproveitando toda a informação do campo eléctrico do sinal, providenciada pela detecção coerente, novos métodos de pós-compensação digital das distorções do canal óptico podem ser aplicados. Nesta tese é estudado em detalhe um método de pós-compensação digital baseado na inversão da equação não-linear de Schrödinger, que através da propagação inversa do sinal recebido ao longo de uma fibra virtual permite estimar o sinal inicialmente transmitido. É demonstrado que este método permite a compensação conjunta dos efeitos lineares e não-linear na fibra. Foi desenvolvido um ambiente de simulação em MATLABr para permitir analisar o comportamento do método de propagação inversa em sistemas de transmissão ópticos com diferentes condições de teste. São identificadas e avaliadas as principais fontes de erro do método e estimado o seu impacto num sistema de transmissão real. São apresentadas ainda algumas heurísticas para adopção de parâmetros de compensação que optimizem o compromisso entre desempenho e esforço computacional da compensação digital. The continuous increase of data traffic in telecommunications networks has led fiber capacity to its limit. In DWDM systems with a short channel spacing, the increase in transmission rates per channel requires the reformulation of how the information is transmitted and detected. New advanced modulation formats tend to be adopted in conjunction with signal's coherent detection, as opposed to current systems using intensity modulation and direct detection. Taking all the signal's electric field information, provided by coherent detection, new methods can be applied for impairment digital post-compensation in the optical channel. This thesis studied in detail a digital post-compensation method based on the inversion of Schrödinger’s nonlinear equation, which by the inverse propagation of the received signal over a virtual fiber allows to estimate the originally transmitted signal. We proved that this method allows for the joint compensation of linear and nonlinear impairments in fiber. We developed a simulation environment in MATLABr to allow behavior analyzing of the backpropagation's method on optical transmission systems with different test conditions. We identified and evaluated the main error sources of the method and estimated its impact on a real transmission system. We also present some heuristics for the adoption of compensation parameters that optimize the compromise between performance and computational requirements of digital compensation. Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações