Reconfigurable nodes for passive optical networks (PON)

Abstract

Recentemente , as redes ópticas de nova geração têm sido motivo de acesa discussão nos meios científicos. Com o aumento verificado nos últimos anos do numero de utilizadores e o aparecimento de novos serviços disponibilizados através das redes de acesso, torna-se cada vez mais claro que a fibra óptica é a única solução para disponibilizar a largura de banda necessária. Neste trabalho é apresentado um novo método passivo capaz de aumentar os níveis de escalabilidade e reconfigurabilidade destas redes. O método consiste no controlo da quantidade de potência de bomba entregue a um amplificador ou conjunto de amplificadores remotos em série, permitindo o controlo independentemente do ganho fornecido por cada amplificador. Utilizando o método proposto consegue-se evitar o uso de componentes activos, ou mais complexos, para controlo da quantidade de potência de bomba a fornecer aos amplificadores remotos, tornando o processo de amplificação simultaneamente passivo e reconfigurável. Foi também desenvolvido, no âmbito deste trabalho, uma ferramenta de simulação baseada em algoritmos genéticos, capaz de simular e determinar a melhor solução para diversos cenários, optimizando os diversos parâmetros. Foi também realizada a caracterização de uma fibra óptica dopada com érbio, onde foi estudado o comportamento do ganho da fibra dopada quando bombeada por um sinal de bomba diferente dos comprimentos de onda nominais, 980nm e 1480nm. Ainda, o caso de bombeamentos com diferentes comprimentos de onda multiplexados foi motivo de estudo.

ABSTRACT: Recently, the new generation optical networks are being the focus of several discussions in the scientific forums. With the observed increase of users in the last years, and the emergence of new services supplied through the access networks, it became even clearer that optical fiber is the best solution to provide the required bandwidth. In this work it is presented a new passive method capable to improve the scalability and reconfigurability of those networks. The method consist in controlling the amount of pump power to be supplied to one or various remotely pumped optical amplifiers disposed in series, and by this, adjust independently the gain of each. Using the proposed method, it is possible to dismiss the use of active or/and complex components, to control the remote amplifiers conditions, making all this amplification process passive and reconfigurable. It was also developed during this work, a simulation tool based in genetic algorithms, capable to simulate and reach the best solution for different network scenarios, optimizing the several parameters. A laboratory characterization of an erbium doped fiber amplifier it was also performed, where it was studied the gain behaviour of the doped fiber, when it is pumped by a signal which wavelength is different of the nominal wavelengths, 980nm and 1480nm. In this characterization it was also studied the gain behaviour when the amplifier is pumped with multiple multiplexed pump signals.