Amplitude equalization analysis of optical frequency combs generated by a dual drive mach-zehnder modulator

Autor: Leonid Abimael Huancachoque Mamani
Přispěvatelé: Bordonalli, Aldário Chrestani, 1967, Pohl, Alexandre de Almeida Prado, Rocha, Peterson, Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
Popis: Orientador: Aldario Chrestani Bordonalli Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: A crescente demanda por maior capacidade nos sistemas ópticos tem exigido o estudo de maneiras para aumentar a taxa de transmissão sem alterar a infraestrutura já existente. Hoje, aumenta-se a eficiência espectral pelo uso de formatos avançados de modulação, com recepção coerente e processamento digital de sinais de uma única portadora modulada, com a opção da multiplexação por divisão em polarização. No entanto, isso requer ampla largura de banda aos componentes eletrônicos, além de altíssimas taxas de amostragem nos conversores analógico-digital do receptor, levando a altos custos ou à ausência de componentes comerciais. Uma opção é empregar o processamento paralelo de sinais, onde múltiplas portadoras ópticas densamente agrupadas são moduladas individualmente com taxas de símbolos baixas e, então, combinadas para formar um sinal multiportadora de alta taxa de transmissão agregada, o supercanal. Nesse trabalho, apresenta-se uma análise de um gerador de pente óptico de frequências que utiliza o modulador eletro-óptico de Mach-Zehnder de duplo controle. O objetivo principal é determinar as condições que levam o modulador a produzir um pente com um determinado número de linhas de mesma amplitude, para a formação de supercanais. Para isso, derivam-se as expressões que modelam o comportamento e permitem o controle do MZM para a geração de um conjunto de linhas planas. A partir da modelagem, desenvolveu-se um algoritmo computacional original que otimiza a planicidade das linhas geradas baseando-se na minimização do desvio padrão entre as amplitudes das linhas para um conjunto de valores de amplitudes das tensões aplicadas em cada braço do MZM. A simulação em software comercial demonstrou a eficiência do algoritmo, porém, exigiu que as amplitudes das tensões de RF aplicadas ao modulador fossem de alguns múltiplos da tensão de meia onda do MZM. Isso exige a utilização de geradores de RF e/ou amplificadores de alta potência para suprir os requisitos de pente plano, a menos que moduladores de baixa tensão de meia onda fossem empregados. Por fim, uma montagem experimental, baseada em dois MZMs de controle simples em paralelo, foi testada para corroborar alguns conceitos apresentados Abstract: The growing demand on optical systems capacity has stimulated the study of different ways to rise the transmission rate whilst keeping the existing infrastructure. Nowadays, the spectral efficiency is increased by using advanced modulation formats along with coherent reception and digital signal processing of a single modulated DWDM carrier, as well as the optional polarization division multiplexing. Still, that requires electronic components with very wide bandwidth, in special the high sampling rates for the receiver analog-to- digital converters, leading to expensive and sometimes unavailable commercial components. An alternative to that is to employ parallel signal processing, where multiple optical carriers densely grouped are individually modulated at lower symbol rates and combined to form a multicarrier signal of high aggregated transmission rate, the superchannel. In this work, an analysis of an optical frequency comb generator based on a dual-control Mach-Zehnder electro-optic modulator is presented. The main aim is to determine the conditions that bring the modulator to produce a comb with a determined number of lines with the same amplitude to form a superchannel. For that, the MZM was theoretically analyzed in such a way that expressions were derived to model the modulator behavior. As a result, a computer algorithm was devised to optimize comb equalization by searching for the minimum standard deviation among the comb line intensities as the amplitudes of the independent RF signals applied to each of the MZM arms were varied within a given range. Following, the simulation in commercial software confirmed the algorithm efficiency. However, comb equalization was only possible with high RF signal amplitudes, which will require the use of high power RF generators and/or amplifiers unless low half-wave voltage modulators are used. Also, an experiment was conducted to test some of the studied concepts in an arrangement using two single-control MZMs in a parallel architecture Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica CNPQ 306355/2014-0
Databáze: OpenAIRE
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