Modelos Matemáticos e Ferramentas de Simulação para Estudo de Sistemas Óptic...

Este trabalho estuda os componentes básicos de um sistema de transmissão óptica: transmissor, fibra óptica e receptor. O objetivo é adquirir o conhecimento necessário para trabalhar com os simuladores e poder implementar as próprias simulações, quando necessário. As equações que governam o comportamento de cada uma das partes de um sistema de comunicação óptica foram descritas. Detalharam-se dois formatos de modulação: um de fase, NRZ DPSK, e outro de amplitude, duobinário. Para validar o modelo matemático estudado, foram utilizados simuladores e plataformas de desenvolvimento. As simulações aconteceram no software Optisystem v7.0 da empresa Optiwave. As implementações ocorreram na plataforma Simulink® do software MATLAB®. Duas configurações de sistema foram estudadas, considerando cada modulação, tanto para simulação como implementação: o transmissor ligado diretamente ao receptor, back-to-back, e, uma fibra óptica entre transmissor e receptor. No simulador avaliou-se o desempenho do sistema por meio da taxa de erro de bi e do diagrama de olho. Os resultados obtidos comprovam a necessidade de maior potência óptica transmitida na presença da fibra óptica e uma menor sensibilidade do receptor na modulação duobinária [1]. Para avaliar o funcionamento da implementação no Simulink, observou-se o comportamento da onda transmitida por meio de visualizadores de sinais e diagramas de olhos.

Palavras-chave em Inglês

Optical communications
Simulation of optical systems
Mathematical modeling,
Optical transmitter
Optical fiber
Optical receiver.

Resumo em Inglês

This undergraduate work analyzes the basic components of an optical transmission system: transmitter, receiver and fiber optic. The objectives are: to learn the analytical approach for an optical transmission system, to learn how to use a simulator and to implement some components of an optical system. The equations governing the behavior of each part of an optical communication system are described. Two modulation formats have been described: a phase modulation format, NRZ DPSK, and an amplitude modulationformat, duobinary. The simulations were carried out by using the commercial software Optisystem (version7.0), form the Canadian company Optiwave Systems Inc. The modeling implementations were made by using the Simulink ® platform and MATLAB ®. Two system configurations were analyzed, considering each modulation described: the transmitter connected directly to the receiver, i.e. back-to-back, and an optical fiber between transmitter and receiver. The simulated systems performance was evaluated by measurements of the bit error rate and by visualization of the eye diagrams. The obtained results confirm the need the need of using optical amplification and also a lower receiver sensitivity for duobinary modulation format [1]. In the Simulink, implemented systems were analyzed through visual analyze and eye diagrams.

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Data de Publicação

2012-11-07

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