Algoritmos para recetores coerentes em redes óticas de acesso

Abstract

O constante aumento na necessidade de largura de banda tem levado ao desenvolvimento de redes WDM com elevada densidade de canais, assim como à adoção de formatos de modulação avançados de elevada eficiência espectral. Tais formatos requerem a substituição dos atuais recetores de intensidade por sistemas de receção coerente, onde toda a informação presente no domínio ótico é adquirida. Uma vez que toda a informação é adquirida, torna-se possível e vantajoso efetuar pós-compensação digital das distorções introduzidas na transmissão em fibra ótica. Nesta dissertação é estudada a pós-compensação digital dos efeitos da dispersão dos modos de polarização numa rede WDM, onde cada canal é modulado numa única polarização. Através de simulação em MATLAB foram desenvolvidos e testados diversos algoritmos que permitem realizar a tarefa em questão. Os mesmos algoritmos foram depois implementados em hardware, com recurso a uma FPGA. Foi desenvolvida uma interface de teste em MATLAB que, em comunicação com o hardware, permite testar a performance dos diversos algoritmos. Por fim, foi escolhida a melhor opção para implementar um equalizador para a dispersão nos modos de polarização, tendo em conta o desempenho e requisitos em termos de hardware de cada implementação.

The constant demand for bandwidth has led to the development of ultra-dense WDM networks as well as advanced modulation formats with high spectral efficiencies. Such modulation formats require coherent receivers, which enable acquiring all the information present in the optical field. Since all the information is received, effective digital post-compensation of transmission impairments becomes possible. The subject of this dissertation is digital post compensation of polarization mode dispersion in a WDM network comprising single-polarization channels. Several algorithms were developed and tested in a MATLAB environment to perform the task in hands. Such algorithms were then implemented in hardware, resorting to a FPGA. A MATLAB interface between the computer and the hardware was developed, enabling the assessment of the performance of the algorithms. Finally, the best algorithm was chosen by comparing the performance and hardware requirements for each implementation.