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Fenómenos no lineales

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by

Carlos Ramírez Ascencio

on 31 July 2014

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Transcript of Fenómenos no lineales

Definición
Efectos que perjudican la transmisión de las señales, ya que degradan la calidad de la señal óptica.
Atenuación
Ruido
Dispersión Cromática
Dispersión por Modo de Polarización
Modulación de Fase Inducida (SPM)
Modulación de Fase Cruzada (CPM)
Mezcla de Cuarta Onda (FWM)
Dispersión Estimulada de Raman (SRS)
Dispersión Estimulada de Brillouin (SBS)
Características:
Dependen de la intensidad de la señal
Efectos lineales
Efectos No lineales
Parámetros a considerar
Área efectiva


Longitud efectiva
Clasificación de los efectos:
Lineales
No lineales
α= Atenuación
L= Longitud del enlace
Wo= Diámetro del Campo Modal

Análisis de los efectos No lineales
Modulación de Fase Inducida (SPM)
Causas principales:
Dependencia del índice de refracción con la intensidad del campo aplicado (Efecto Kerr)
SPM, XPM, FWM
Para altos niveles de potencia, el fenómeno de
dispersión inelástica puede inducir efectos
SBS y SRS
estimulados
Se presenta debido a que el índice de refracción de la fibra tiene un componente que depende de la intensidad de la señal; este índice induce un desplazamiento de fase que es proporcional a la intensidad del pulso.
SPM = Intensidad de la
señal de transmisión
Efectos más pronunciados = Sistemas que utilizan altas frecuencias Tx
γ= Parámetro de no linealidad
P(t)= Potencia de pulso
Lef= Longitud efectiva
Ensanchamiento del puslo por SPM
η
2
= índice de refracción no lineal
λ= Longitud de onda
Sistemas con alta tasa de transmisión de bits: 10 Gb/s o más
Sistemas operando a velocidades más bajas, con potencias de transmisión elevadas
Modulación de Fase
Cruzada (XPM)
2 ó mas canales ópticos son transmitidos simultáneamente a través de la F.O.

Técnica de WDM

Depende de:
a) Intensidad de la onda + intensidad de cualquier otra onda que se copropague a través del canal
γ= Coeficiente de no linealidad
L= Longitud del enlace
= Potencias de canal 1 y 2
Mezcla de Cuarta Onda (FWM)
Cuando dos o más señales ópticas de frecuencias centrales diferentes (diferentes Canales WDM) se propagan en una fibra, se puede dar una mezcla de señales que puede generar nuevos componentes de interferencia de la señal óptica
Dependencia del índice de refracción de la fibra + potencia de la señal= medio no lineal de propagación y crea las condiciones para la mezcla de la señal
FWM= Condición de Coincidencia de fase
Depende de:
Potencia de señal
Dispersión
Espaciamiento de los canales WDM
A medida que se incrementa el número de canales
en un sistema WDM, las componentes ópticas
generadas por FWM se incrementan de forma casi
exponencial
Número máximo de componentes FWM para sistemas WDM
IXPM e IFWM
Enlaces con fibra de alta dispersión
SSMF
Tasas de transmisión de 40 Gb/s o superiores
señales de amplitud modulada creando un pulso fantasma en el
time-slot
, donde un 0 es transmitido
Dispersión Estimulada
de Raman (SRS)
Genera transferencia de energía de los canales
de mayor frecuencia a los canales de menor frecuencia
El límite de potencia debido a SRS es el nivel crítico en el cual la
potencia incidente y la potencia dispersada son iguales
g
R
= El coeficiente de ganancia de Raman
Dispersión Estimulada de Brillouin (SBS)
La dispersión estimulada de Brillouin puede ocurrir a menores niveles de potencia de entrada que los necesarios para que se presente la dispersión estimulada de Raman
Generación de una onda llamada onda de Stokes, que se propaga en dirección opuesta a la dirección de propagación de la onda incidente y tiene una frecuencia menor a la de la luz incidente
Debido a la SBS se presenta un cambio en
frecuencia de la onda de Stokes de 11 GHz,
aproximadamente, el cual es más pequeño por tres
órdenes de magnitud, comparado con el cambio en
frecuencia que genera SRS, que es, aproximadamente,
13 THz
Parámetro: Potencia límite debida a SBS
nivel de potencia crítico en el cual la potencia incidente y la potencia dispersada son iguales
= ganancia de Brillouin
Se muestran los efectos no lineales que más afectan el canal de transmisión, dependiendo de la velocidad a la que se trabaja, con los formatos de modulación NRZ-OOK y RZ-OOK para diferentes valores de dispersión.
Para sistemas TDM de alta velocidad,
superior a 10 Gb/s por canal, las interacciones no lineales dominantes son las no linealidades intracanal
Fenómenos no lineales
en la fibra óptica

Hecho por:

Cinthya Karely García
David Blanco Maya
Carlos Ramírez Ascencio
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