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Diseño e implementación de subsistemas para la recepción y desmodulación óptima de una portadora óptica con modulación BPSK sometida a perturbaciones atmosféricas
Design and implementation of sybsystems for the optimal photoreception and demodulation of an optical carrier with BPSK modulation and affected by atmospheric perturbations
Jesús Roberto López Leandro
ARTURO ARVIZU MONDRAGON
Acceso Abierto
Atribución
Control automático,Péndulo de Furuta,Fricción de Dahl,Movimientos mecánicos,Observador de fricción,Modelo lagrangiano,Modelo hamiltoniano
La mayoría de lossistemas de comunicaciones ópticas actualmente en operación son del tipo modulaciónde intensidad y detección directa debido principalmente a su relativa sencillezde implementación. Adicionalmente, existen los sistemas con detección ópticacoherente con ventajas potenciales importantes sobre los primeros, tales comouna mayor selectividad en longitud de onda y una mayor sensitividad en la etapade recepción. Durante los años 80’s y mediados de los 90’s del siglo pasado existióuna gran actividad de investigación y desarrollo tecnológico en comunicaciones ópticascoherentes, que fue disminuyendo gradualmente debido principalmente a la apariciónde los ampli?cadores ópticos y a la gran limitante tecnológica impuesta por elruido de fase de las fuentes ópticas. Sin embargo, recientemente ha resurgidoel interés en dicho tipo de sistemas en una búsqueda por incrementar lacapacidad de los sistemas WDM y en vista de nuevos desarrollos tecnológicostanto en el área de las fuentes ópticas, foto-receptores balanceados, sistemasde procesamiento digital de señales de alta velocidad y aplicando técnicasnovedosas de codi?cación y sincronización. La tendencia actual encomunicaciones ópticas coherentes se orienta principalmente a la compensación yprocesamiento electrónico de las perturbaciones de la fase óptica en sistemascon modulación de fase y/o diferencial. La presente tesis se encuadra en estecontexto, y versa sobre el desarrollo, implementación y evaluación de lossubsistemas requeridos para la fotorrecepción y la desmodulación óptimas de unaportadora óptica (modulada digitalmente en su fase) que es transmitida a travésdel espacio libre y sufre por lo tanto diversas perturbaciones ocasionadas porel canal estocástico. En particular, se diseñaron, implementaron ycaracterizaron los siguientes subsistemas: a) control dinámico del estado de polarizacióny b) control automático de la longitud de onda de un oscilador local óptico. Seimplementó asimismo una etapa de adquisición de datos de alta velocidad paraprocesamiento fuera de línea (usando un osciloscopio de alta velocidad), en particularpara realizar la desmodulación de la fase de la portadora óptica recibida.
Most of the optical communications systems currently in operation use the intensity modulation and direct detection (IM/DD) due to its relative easy implementation. In addition, there are the coherent detection systems with potential advantages over the IM/DD systems, such as bigger wavelength selectivity and reception sensitivity. During the 80’s and mid-90’s of the last century there was a great research and technological development on the optical coherent communications that was progressively decreasing mainly due to the invention of the optical ampli?ers and the important technological limitations imposed by the phase noise of the optical sources. However, now there is a renewed interest on such kind of systems, on the search of increasing the capacity of the WDM systems and because of the new technological developments on the optical sources, the balanced photo-receivers, high-speed digital signal processing and using new codi?cation and synchronization techniques. The current trend in optical coherent communications is oriented mainly towards the electronic compensation and processing of the perturbations on the optical phase on systems with phase modulation and/or with differential modulations. This thesis is related to the development, implementation and characterization of the subsystems required for an optimal photoreception and demodulation of an optical carrier (binary phase modulated) sent through the free space and then affected by different perturbations because of the stochastic channel. Speci?cally, we make the design, implementation and characterization of the following subsystems: a) dynamic control of the state of polarization and b) automatic control of the wavelength, both for an optical local laser oscillator. In addition, we implement a high-speed data acquisition stage for off-line processing based on the use of a high-speed oscilloscope. The off-line processing consists on an algorithm for the phase-demodulation of the optical carrier received.
CICESE
2009
Tesis de maestría
Español
López Leandro, J.R.2009. Diseño e implementación de subsistemas para la recepción y desmodulación óptima de una portadora óptica con modulación BPSK sometida a perturbaciones atmosféricas. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 80 pp.
TECNOLOGÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES
Aparece en las colecciones: Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones

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