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DR. JUAN CARLOS BERMÚDEZ G.
REDES ÓPTICAS MODULADAS 40G, 100G Y 400G
TECNOLOGÍA Y PARÁMETROS DE PRUEBA
INCREMENTO DEL ANCHO DE BANDA
DISPERSIÓN
1 1 0 1
1 1 0? 1
DISPERSIÓN: ENSANCHAMIENTO TEMPORAL DE LOS PULSOS DE LUZ AL VIAJAR POR LA FIBRA
Los efectos dispersivos (CD y PMD) limitan la capacidad de transmisión de la fibra óptica
Pulso de entrada
Ancho depulso
Pulso de salida
Ancho depulso
Velocidad binaria /canal Umbrales SSMF (G652) NZ-DSF (G655)
2,5 Gbits/s (STM16) 10800 ps/nm 640 km 4400 km 10 Gbits/s (STM64) 1170 ps/nm 50 – 100 km 300 - 500 km 40 Gbits/s (STM256) 73.5 ps/nm 5 km 20 – 30 km
G.652 ~17 ps/(nm*km)
G.653 0 ps/(nm*km) G.655 ~4 ps/(nm*km)
DISPERSIÓN CROMÁTICA (CD)
Velocidad Gb/s
PMD max (ps)
2.5 40 10 10 40 2.5
DISPERSIÓN DE MODOS DE POLARIZACIÓN (PMD)
MODULACIÓN DE FASE EN CUADRATURA QPSK
LA MODULACIÓN EN FASE
LA MODULACIÓN EN FASE
MODULACIÓN DE FASE EN CUADRATURA QPSK
POLARIZACIÓN DUAL (DP)
Polarización Vertical
Polarización Horizontal
Polarización Dual
MODULACIÓN DE FASE EN CUADRATURA EN POLARIZACIÓN DUAL DP-QPSK
DP-QPSK
2 Señales en estados de polarización ortogonales
4 fases por señal QPSK
LOS 100G
EL MECANISMO DE DETECCIÓN COHERENTE LOGRA MITIGAR LOS EFECTOS DE DISPERSIÓN, PERMITIENDO INCREMENTAR LA VELOCIDAD Y LA DISTANCIA.
REDES OPTICAS COHERENTES
Señal QPSK distorsionada recibida
Oscilador local de referencia
Señal QPSK recuperada
Detección y comparación
Procesamiento, decodificación, compensación
IEEE 802.3ba Portadora 25.78125 Ghz Ancho de banda 103.125 Gb/s
ITU-T TG.709 Portadora 27.95 Ghz Ancho de banda 111.8 Gb/s
REDES OPTICAS COHERENTES
LOS 100G REDES OPTICAS COHERENTES
Y LOS 400G ? La modulación compleja QAM
La modulación QAM (quadrature amplitude modulation) es una modulación compleja en amplitud y fase.
los diferentes tipos de modulación QAM que existen: 8-QAM, 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM, 128-QAM, 256-QAM; indican las posibles combinaciones de amplitud y fase
16-QAM
LA MODULACIÓN COMPLEJA QAM
LA MODULACIÓN COMPLEJA QAM
2 bits por símbolo
3 bits por símbolo
4 bits por símbolo Entradas I y Q para una modulación QAM
2 4 = 16
16-QAM
CODIFICACIÓN DE 4 bits
LA MODULACIÓN COMPLEJA QAM
Y LOS 400G ? La modulación compleja QAM
COMBINADO LA MODULACIÓN 16-QAM CON DOS SUBPORTADORAS OBTENEMOS UNA CODIFICACIÓN DE
8 bits
SUB PORTADORA (SC)
Y LOS 400G ? La modulación compleja QAM
PORTADORA I 4 bits
PORTADORA Q 4 bits
2 ESTADOS DE POLAIZACIÓN
8 bits en cada estado de polarización = 16 bits
DP-QPSK-SC
Y LOS 400G ?leja QAM
1 portadora de 25 GHz codificando 16 bits por ciclo = 400 Gb/s
DP-QPSK-SC
Y LOS 400G ?leja QAM
Los sistemas coherentes son altamente susceptibles a los limites No lineales de la fibra
Requieren una alta relación señal a ruido OSNR (aproximadamente 10 dB por arriba del limite requerido por un sistema 100 Gb/s
El diseño de estos sistemas requiere mucho cuidado en la selección de los transmisores, amplificadores y receptores para lograr una relación señal a ruido adecuada
La selección de una fibra adecuada podría mitigar los efectos No lineales
LIMITES NO LINEALES
El uso de amplificadores de baja potencia disminuye la probabilidad de la aparición de No linealidades ópticas, sin embargo, s e requiere aumentar el número de ellos para cubrir grandes distancias aumentando el costo del sistema.
El uso de amplificadores RAMAN de bajo ruido es una buena opción para los sistemas 400 Gb/s
AMPLIFICADORES
Otra opción es seleccionar una fibra que mitigue los efectos No Lineales y mejore la relación Señal a Ruido
El limite No lineal de una fibra es proporcional a la relación
𝒏𝒏𝟐𝟐𝑨𝑨𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆
𝑛𝑛2 Índice de refracción
𝐴𝐴𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 Área efectiva
LA FIBRA ÓPTICA
GRACIAS
