Trabalho de Conclusão de Curso

Documento

Autoria

Oliveira, Gustavo Silva

Unidade da USP

Data de Apresentação

Orientador

Rocha, Mônica de Lacerda

Banca

Feres, Mariana Massimino
Sanches, Anderson Leonardo

Título em Português

Formatos de modulação de uma portadora óptica com detecção direta

Palavras-chave em Português

Comunicações ópticas
Formatos de modulação de fase
Formatos de modulação de intensidade
DPSK
DQPSK
DB
AMI
CRZ
RZ-OOK
NRZ-OOK
Optica eletrônica
Comunicação optica
Modulação digital

Resumo em Português

Este trabalho de conclusão de graduação analisa formatos de modulação óptica alternativos ao tradicional formato binário de intensidade OOK (on-off keying), tais como CSRZ (carrier-suppressed return-to-zero), CRZ (chirped return-to-zero), ACRZ (alternate-chirp return-to-zero), CNRZ (chirped nonreturn-to-zero), duobinário, AMI (alternate-mark inversion), DPSK (differential phase shift keying) e DQPSK (differential quadrature phase shift keying). Tais formatos alternativos, ditos avançados, são uma peça-chave para atender às demandas do mercado atual de telecomunicações por transporte de grande volume de dados e alta largura de banda, bem como por redução do custo de bit da informação transmitida. Além desses formatos avançados, que são atualmente os mais investigados por oferecerem uma tolerância maior aos efeitos degradantes ao sinal que a oferecida pelo OOK, também se faz um estudo deste último formato por ele constituir a base da modulação utilizada nos sistemas que transmitem a taxas de até 10 Gb/s. Também são revistos a teoria sobre sistemas de comunicação óptica e os componentes que fazem parte desse sistema, como o transmissor, a fibra óptica e o receptor, por exemplo. Algumas simulações preliminares feitas no software Optisystem (versão 7.0), da empresa canadense Optiwave Systems Inc. Nessas simulações analisou-se o desempenho do formato DPSK na configuração back-to-back, através do diagrama de olho e de visualizadores da forma de onda e do espectro do sinal. Com essas simulações, pôde-se observar o sinal em vários “momentos” (a sequência de bits a ser enviada, o sinal produzido pelo MZM (Mach-Zehnder modulator) e o sinal demodulado no receptor) e a consequente degradação sofrida por ele. A parte final deste trabalho resume o que foi apresentado e traz as conclusões deste trabalho, como a que realça a importância dos formatos avançados de modulação para a transmissão de taxas a partir de 40 Gb/s por canal.

Palavras-chave em Inglês

Optical communications
Phase modulation formats
Intensity modulation formats
DPSK
DQPSK
DB
AMI
CRZ
RZ-OOK
NRZ-OOK

Resumo em Inglês

This undergraduate thesis analyzes the most important optical modulation formats as an alternative to the use of the traditional intensity binary format OOK (on-off keying), such as CSRZ (carrier-suppressed return-to-zero), CRZ (chirped return-to-zero), ACRZ (alternate-chirp return-to-zero), CNRZ (chirped nonreturn-to-zero), duobinário, AMI (alternate-mark inversion), DPSK (differential phase shift keying) and DQPSK (differential quadrature phase shift keying). Those formats, classified as advanced, play an important role in meeting telecommunications market current demands for high data volume transmission and broadband as well as for cost reduction of the transmitted information per bit. In addition to those advanced formats, which are currently the most investigated ones for being able to provide higher tolerance to propagation impairments imposed to the information signal than the one provided by OOK, this last format is also investigated because it is widely used in systems transmitting at rates up to 10 Gb/s. The theory about optical communication systems and its components (transmitter, optical fiber and receptor) is also reviewed in this work. Some preliminary simulations were made using the software Optisystem (version 7.0), from the Canadian company Optiwave Systems Inc. In these simulations, the performance of the DPSK format in the configuration back-to-back was analyzed through its eye diagram, waveform and signal spectrum. And then the signal and its degradation were observed in some “instants” of time: the sequence of bits to be sent, the signal produced by MZM (Mach-Zehnder modulator) and the signal demodulated at the receiver. The last part of this paper summarizes everything that was discussed and also features the conclusions of this work, the most important one being the importance of advanced modulation formats for systems transmitting beyond 40 Gb/s per channel.

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Data de Publicação

2012-03-30

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