Test techniques of photonic integrated circuits for PON networks

Abstract

Optical communications are part of our daily routines being the basis of most of nowadays telecommunications infrastructures, standing out for the quality and e ciency concerning the data transmission. Thanks to the technological advances, there is a need to develop these communication infrastructures in order to satisfy the consumer's needs. Passive Optical Network (PON) is one of the architectures used to bring optical ber to the nal consumer. Its implementation and conservation are inexpensive, and the bandwidth is divided by the connected users. However, with the increasing access to information through digital channels it is necessary to optimize costs, increase its rate, widen the amount of information and develop the quality of the data transmission. In the future, the use of integrated optical circuits (PIC) will allow the improvement of the PON networks, since they incorporate di erent optical components with various functions. The characterization of these chips is still in an early stage in our laboratories and needs to be optimized. Thus, this work addresses tests that have been carried out to establish a testing model and present a generic test setup. This can be used as a tool with all the necessary stages to the completion of the tests. It starts with the theoretical framework about PON and the integrated optical circuits. Then, there is a chapter dedicated to measures theory and proper treatment of data obtained in an experiment. Some of the PICs tests performed in the laboratory are presented. Finally, a generic test setup and a test model are suggested. As shown in this essay, the recommended setup is less time consuming, and it o ers a higher quality in the data receiving and processing.

As comunicações óticas fazem parte do nosso dia a dia, pois atualmente são a base das infraestruturas de telecomunicações, destacando-se pela qualidade e eficiência na transmissão de dados. Devido ao desenvolvimento tecnologico que caracteriza o nosso quotidiano, torna-se necessário a evolução destas infraestruturas de comunicação para satisfazer as necessidades e exigências do consumidor final. A Rede Ótica Passiva (PON) é uma das várias arquiteturas de distribuição de fibra otica ate ao consumidor final e caracteriza-se pelo baixo custo de implementação e de manutenção e pela divisão de banda larga disponível aos clientes. No entanto, e tendo em consideração o incremento do acesso à informação através dos canais digitais, impõe-se otimizar os custos dessa rede, aumentar a sua rapidez, ampliar a quantidade de informação e melhorar cada vez mais a qualidade da transmissão dos dados. O recurso, no futuro, à utilização dos Circuitos Oticos Integrados (PIC) permitir a melhorar as redes PON, pois estes circuitos consistem em chips que integram vários componentes óticos capazes de ter variadissimas funcionalidades. A caracterização e teste destes chips encontram-se ainda numa fase inicial e pouco otimizada nos nossos laboratórios. Neste contexto, este trabalho consistiu na realização de testes que permitissem definir um protocolo de teste e apresentar uma proposta de um setup de teste genérico, sendo o principal objetivo desta dissertação que a mesma possa ser utilizada como ferramenta com todos os passos necessários à realização destes testes. Inicialmente é feito um enquadramento teórico acerca de redes óticas passivas (PON) e de circuitos oticos integrados (PIC). De seguida, é apresentado um capítulo sobre teoria de medidas e o tratamento correto dos dados obtidos numa experiência. Depois são apresentados alguns testes de PICs realizados em laboratório, constatando-se as dificuldades dos mesmos. No fim, é proposto um setup de teste genérico, acompanhado de um protocolo de teste, tendo como objetivo a otimização do tempo gasto na experiência, e da qualidade da receção e tratamento dos dados recebidos.