Componentes optoelectrónicos para redes fotónicas de alto débito

• Author(s): André, Paulo Sérgio de Brito
• Date: 2002
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/10773/2664
• Origin: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
• Subject(s): Comunicações ópticas; Redes ópticas
• Document Type: Doctoral thesis
• Language: Portuguese

Description

O presente trabalho tem por objectivo o estudo dos diversos componentes optoelectrónicos que constituem uma rede fotónica, com vista ao aumento da flexibilidade, débito, conectividade e desempenho. Para tal, são analisados os blocos e funções essenciais que permitem a implementação de uma rede óptica transparente e multiplexada no comprimento de onda. Inicialmente, caracterizaram-se os diversos componentes optoelectrónicos envolvidos em redes ópticas multicomprimento de onda, tendo-se dado uma ênfase especial ao meio de transporte de informação, nomeadamente, às propriedades não lineares das fibras ópticas. Foi implementado laboratorialmente um demonstrador de um nó óptico de extracção e inserção de canais sintonizável, baseado numa rede de Bragg gravada em fibra óptica, tendo esta configuração de nó evoluído para um estágio de protótipo comercial. Foi, também, implementado um demonstrador de um nó óptico de cruzamento de canais, completamente reconfigurável baseado em componentes discretos disponíveis comercialmente, onde se demonstra uma arquitectura estritamente não bloqueante. Foram estudadas as diversas técnicas de conversão de comprimento de onda e implementado um módulo capaz de realizar conversão de comprimentos de onda, no domínio óptico e independente do ritmo e formato de modulação, que suporta ritmos de transmissão de 2.5 Gbit/s, baseado na modulação cruzada do ganho num amplificador óptico semicondutor reflectivo. Por fim, foi desenvolvida uma metodologia transparente de análise do desempenho em sistemas de comunicações ópticas utilizando amostragem assíncrona. Foi derivado um modelo para os histogramas assíncronos em função das características dos impulsos, tendo-se implementado um módulo de análise de qualidade de serviço de uma rede óptica.

The present work intends to study several optoelectronic components used in a high speed photonic network, in order to increase flexibility, debit, connectivity and performance. The basic essentials blocks and functions to the implementation of a transparent and wavelength multiplexed optical network are analysed. Initially, the optolectronic components typically used in a multiwavelength network are characterised. A specific emphasis is focused on the transport medium, mainly the non-linear proprieties of the optical fibres. A tunable optical add-drop multiplexer node demonstrator based in a fibre Bragg grating was experimentally implemented. A completely reconfigurable optical cross connect based on commercially available discrete components was also implemented where a strictly non blocking architecture was demonstrated. Several optical wavelength conversion techniques were studied and a wavelength conversion module working on the optical domain, independent of the bitrate and signal format which support a 2.5 Gbit/s bitrate was implemented. This module is based on the cross gain modulation in a semiconductor optical reflective amplifier. An optical performance monitoring transparent methodology using asynchronous sampling was developed. A numerical model for the asynchronous histograms based on the optical pulses characteristics was derived. An optical network quality of service analysing module was implemented.