Análise de viabilidade de uma rede ótica passiva de próxima geração (SUPER-PON)

Abstract

Neste documento é apresentado um estudo sobre uma tecnologia utilizada em sistemas de comunicação óticas, que se encontra actualmente em fase de desenvolvimento por parte da Google, nomeadamente, a tecnologia SUPERPON. São apresentados alguns conceitos teóricos essenciais à compreensão da tecnologia em si e das tecnologias que a precederam, tais como XG-PON, XGS-PON, NG-PON2 e Google Fiber. Posteriormente é feita uma análise dos principais componentes necessários à implementação de um sistema de comunicações por fibra ótica. Foram ainda feitas simulações, utilizando modelos baseados em componentes reais, com vista a perceber a diferença entre os vários tipos de transmissores e recetores. São ainda apresentados testes práticos que serviram para verificar a viabilidade de implementação da tecnologia SUPER-PON. Concluiu-se que para ser possível alcançar alguns dos objetivos conhecidos até ao momento, nomeadamente, alcance de 50 km na fibra com 10 Gbit/s por canal, é necessário o uso, em donwstream, de um transmissor modulado externamente por ter menos chirp, e um recetor do tipo avalanche por conseguir detetar potências mais baixas. Nesta situação não foi necessário qualquer tipo de compensação de dispersão, devido ao tipo de modulação usada. Já para a direção upstream, pode-se usar um LASER modulado diretamente, por ser mais barato para o utilizador final, e um recetor do tipo avalanche, contudo, nesta situação é necessário a utilização de algum tipo de compensação de dispersão. No contexto desta dissertação efetuou-se a compensação usando fibras de compensação de dispersão. Além disso, validou-se ainda que a filtragem de um canal com uma elevada taxa de rejeição dos canais adjacentes, permite a utilização de vários canais com interferência mínima. Esta dissertação foi desenvolvida em parceria com a empresa PICAdvanced.

This document presents a study on a technology used in optical communication systems, which is currently under development by Google, namely SUPER-PON technology. Some theoretical concepts essential to the understanding of the technology itself and the technologies that preceded it are presented, such as XG-PON, XGS-PON, NG-PON2 and Google Fiber. Subsequently, an analysis is made of the main components necessary for the implementation of a fiber optic communications system. Simulations were also made, using models based on real components, in order to understand the deference between the various types of transmitters and receivers. Practical tests are also presented, which served to verify the feasibility of implementing SUPER-PON technology. It was concluded that in order to be able to achieve some of the objectives known so far, namely, reaching 50 km in fiber with 10 Gbit / s per channel, it is necessary to use, in donwstream, an externally modulated transmitter for having less chirp, and an avalanche-type receiver for being able to detect lower powers. In this situation, no dispersion compensation was necessary, due to the type of modulation used. As for the upstream direction, it is possible to use a LASER directly modulated, as it is cheaper for the end user, and an avalanche type receiver, however, in this situation it is necessary to use some type of dispersion compensation. In the context of this dissertation, compensation was made using dispersion compensation fibers. In addition, it was also validated that the filtering of a channel with a high rejection rate of the adjacent channels, allows the use of several channels with minimal interference. This dissertation was developed in partnership with the company PICAdvanced.