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Convertidor de longitud de onda utilizando la modulación cruzada de la polarización dentro de un amplificador óptico de semiconductor
Wavelength converter based on cross-polarization modulation in a semiconductor optical amplifier
Joaquín Beas Bujanos
Horacio Soto Ortiz
Acceso Abierto
Atribución
Multicanalización por división de longitud de onda, Conversión de longitud de onda, Amplificador óptico de semiconductor, Modulación cruzada de la polarización
Actualmente, los sistemas de telecomunicaciones desempeñan un papel primordial en el progreso de las naciones. La creciente demanda de capacidad, calidad y vanguardia para estos sistemas, ha originado la realización de arduos trabajos de investigación enfocados a la creación de nuevas tecnologías y dispositivos capaces de mejorar a los sistemas de comunicaciones actuales, y de cumplir con los requerimientos de las redes del futuro. Una tecnología prometedora para lograr estos objetivos, es la transmisión y el procesamiento de la información en el dominio totalmente óptico usando como medio físico de transporte una fibra óptica. La tecnología de las comunicaciones ópticas aprovecha el gran ancho de banda ofrecido por la fibra, así como la inherente capacidad de procesar la información a velocidades mayores que las de los sistemas electrónicos. En la actualidad, las compañías operadoras de telecomunicaciones hacen uso de la multicanalización por división de longitud de onda (WDM-Wavelegth Division Multiplexing) para ofrecer capacidades de transporte de información muy elevadas en comparación con las redes de transporte electrónicas rápidas convencionales. Sin embargo, aún en estas nuevas redes, la capacidad está limitada por el número de longitudes de onda que pueden ser empleadas, la probabilidad de bloqueo en los nodos de interconexión de la red, y por el control y administración de las longitudes de onda usadas. Además, la conversión de la información del dominio óptico al electrónico para su procesamiento y enrutamiento es inevitable, ya que aún no se cuenta con tecnología eficaz que realice estas funciones en el dominio totalmente óptico. La necesidad de esta conversión induce un retardo en el transporte de la información y una limitante en la velocidad máxima para su procesamiento, creando de esta manera un “cuello de botella” a la entrada de los nodos de interconexión de las redes. En el presente, existe una fructífera batalla entre distintas tecnologías que compiten por proporcionar la más alta calidad en funciones de procesamiento en el dominio totalmente óptico. Recientemente, ha sido demostrado que la función de conversión de longitud de onda totalmente óptica puede evitar las restricciones existentes en las redes WDM actuales, proveyendo transparencia, flexibilidad y escalabilidad, así como una evolución hacia el establecimiento de las redes totalmente ópticas del futuro. Un dispositivo que ha sido utilizado para realizar la conversión de la longitud de onda en el dominio totalmente óptico, es el amplificador óptico de semiconductor (AOS)el cual tiene la ventaja de ser compatible con la óptica integrada, presenta una satisfactoria operación a altas velocidades, así como un amplio ancho de banda y pérdidas reducidas. Existen varios métodos para lograr la conversión de longitud de onda usando el AOS, sin embargo, recientemente las investigaciones se han enfocado en una técnica conocida como la Modulación Cruzada de la Polarización (XPolM-Cross Polarization Modulation). En efecto, este fenómeno se manifiesta dentro de los AOS’s y ha sido usado para la creación de funciones totalmente ópticas, como por ejemplo: puertas lógicas, memorias tipo flip-flop, demultiplexión, y por supuesto, conversión de longitud de onda. Esta última implementación no ha sido totalmente investigada y aún existe la necesidad de un estudio exhaustivo para evaluar su rendimiento. Por esta razón, en este trabajo se realizó, caracterizó y evaluó un convertidor de longitud de onda usando la XPolM dentro de un AOS. El trabajo consta de un estudio teórico y experimental del fenómeno de la XPolM, una caracterización del AOS utilizado, así como de todos los dispositivos ópticos requeridos en los diferentes bancos experimentales. El fenómeno de la XPolM se caracterizó con señales ópticas de diferentes longitudes de onda, potencias y polarizaciones de entrada, obteniendo de esta manera su eficiencia para diferentes condiciones experimentales. El convertidor de longitud de onda fue evaluado en estado estático para diferentes configuraciones de conversión (formato invertido y no-invertido, en conversión ascendente y descendente), con el fin de encontrar las condiciones de operación en donde el dispositivo presenta una respuesta óptima en lo que se refiere a tasa de extinción de la señal convertida, manteniendo al mismo tiempo una baja dependencia a la polarización de la señal de entrada (señal con información). El compromiso entre la tasa de extinción de la señal convertida y la baja dependencia a la polarización del convertidor es un requerimiento esencial para una aplicación práctica del dispositivo; determinar las condiciones para lograrlo fue uno de los objetivos primordiales de este trabajo y una aportación importante del mismo. Finalmente, el convertidor fue evaluado en estado dinámico a 2.5 y 3.3 Gb/s con secuencias pseudo aleatorias de longitud 223 − 1 con formato de modulación no regreso a cero (NRZ- Non Return to Zero); así como con señales periódicas de 5, 10 y 15 GHz para las diferentes configuraciones de conversión de longitud de onda. También, el convertidor fue evaluado a 2.5 Gb/s con señales pseudo aleatorias de longitud 223 − 1 con formato de modulación regreso a cero (RZ -Return to Zero).
CICESE
2003
Tesis de maestría
Español
Beas Bujanos, J.2003.Convertidor de longitud de onda utilizando la modulación cruzada de la polarización dentro de un amplificador óptico de semiconductor. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.222 pp.
TECNOLOGÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES
Aparece en las colecciones: Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones

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