4 Resultados experimentais de compensação da DVG e de AGD com
4.5 Estratégias de compensação pós-detecção da dispersão com modulação
4.6.7 Avaliação do desempenho do compensador por comparação com resultados
Para avaliar se as funções de transferência sintetizadas pelo compensador, como resultado da optimização experimental das tensões de controlo Vctrl, se aproximam da função de transferência óptima para os casos considerados nas curvas anteriores, compararam-se as funções de transferência do compensador real com funções de transferência esperadas por simulação e com funções de transferência alvo.
4.6.7.1 Detalhes do modelo para simulação de desempenho do compensador
Foi produzido um modelo simples para o modulador IM-ODSB tendo em conta a expressão do modulador de MZ (E 76). Para simular a limitação de largura de banda do modulador, os sinais antes de serem aplicados aos seus terminais são filtrados por filtros de Bessel de 5ª ordem com frequência de corte (-3dB) de 35GHz. O modulador de BLU foi modelado tendo em conta os dados experimentais de caracterização do transformador de Hilbert real, apresentados na Figura 91.
Os efeitos da DVG e do AGD foram modelados considerando as expressões (E 82) e (E 86) respectivamente. Por uma questão de simplificação o canal foi considerado sem perdas e também não foi incluído ruído óptico ASE (Amplified Spontaneous Emission).
O fotodetector foi modelado como uma expressão quadrática simples dada por (E 67), em série com um filtro de Bessel de 5ª ordem com frequência de corte (-3dB) de 35GHz por forma ter em conta a limitação de largura de banda que os componentes reais exibem.
O compensador foi modelado considerando um filtro transversal equivalente ideal, representado pela expressão (E 44), com 5 baixadas e atraso de 18ps entre baixadas em série com um filtro de Bessel de 5ª ordem e frequência de corte (-3dB) de 35GHz, por forma a aproximar a resposta em frequência da estrutura transversal ideal à do compensador real. As linhas microfita foram modeladas a partir de parâmetros S medidos experimentalmente.
As tensões de controlo do filtro foram optimizadas repetidamente, para cada caso em estudo. Partindo de um conjunto de valores aleatórios, foi implementado um algoritmo de optimização para gerar novos conjuntos de valores com o objectivo de obter a maior abertura do diagrama de olho do sinal pós-compensação no intervalo de ±0.1T centrado no instante óptimo de amostragem, em que T é o período de bit. Esta estratégia de considerar o menor valor de abertura do diagrama de olho num intervalo mais ou menos alargado e centrado no instante de amostragem como valor de objectivo para o algoritmo, tem como propósito evitar que a rotina de optimização evolua para coeficientes que produzam um diagrama de olho com formato “diamante” exagerado (isto é, um diagrama de olho com vértices e máxima abertura no instante óptimo de amostragem).
4.6.7.2 Desempenho como compensador de DVG
A Figura 103 a) mostra, para o caso da compensação dos efeitos de 408ps/nm de DVG acumulada, o atraso de grupo sintetizado pelo bloco compensador experimental optimizado (compensador activo em série com a linha de transmissão) comparada com a obtida por simulação para o mesmo bloco compensador implementado no simulador. Na figura a resposta alvo é o inverso da resposta do canal que o compensador deverá idealmente compensar.
a) b)
Figura 103 – Curvas de resposta medidas e obtidas por simulação para o compensador optimizado, e resposta alvo para: a) atraso de grupo para DVG de 408ps/nm em que se tem o compensador em série
com uma linha de transmissão dispersiva optimizada para compensação de 170ps /nm de DVG; b) amplitude para o caso de compensação de 18ps de AGD (com recurso a apenas o compensador).
Verifica-se que o declive da curva obtida por simulação se aproxima da curva alvo até próximo da frequência de 30GHz, mas que o declive da curva obtida por simulação sofre algum desvio a partir dos 16GHz. A razão tem a ver não só com a imprecisão do modelo de simulação relativamente simples considerado mas também com o facto de o compensador real, para além da DVG, compensar também imperfeições do sistema (como foi já abordado na discussão do primeiro cenário de teste), facto que não foi tido em conta no simulador.
A Figura 103 b) apresenta a curva da amplitude da resposta do compensador activo real optimizado e a curva obtida por simulação, para o caso de compensação de 18ps de AGD. As curvas apresentam muito boa aproximação até uma frequência próxima dos 22GHz. O compensador linear não consegue compensar o nulo em torno dos 28GHz resultante do efeito da AGD (visível na curva alvo), mas reduz a interferência inter-simbólica sintetizando uma função de transferência em amplitude do tipo passa-alto até uma frequência próxima dos 17GHz, por forma a compensar a característica passa-baixo causada pelo AGD.
4.6.7.3 Desempenho como compensador do efeito combinado da DVG e AGD.
A Figura 104 apresenta resultados de comparação tal como na figura anterior para o caso de compensação da DVG acumulada de 374ps/nm combinada com o AGD de valor 12ps.
a) b)
Figura 104 – Curvas de resposta medida e obtida por simulação para o compensador optimizado, e resposta alvo para DVG de 374ps/nm combinada com AGD de valor 12ps, em que se tem um compensador em série com uma linha de transmissão dispersiva optimizada para compensação de
102ps /nm de DVG, para os casos: a) atraso de grupo, b) amplitude.
Até uma frequência próxima dos 20GHz as curvas do atraso de grupo apresentam boa concordância com as curvas de simulação e curvas alvo. A partir dos 20GHz as curvas de medida e simulação afastam-se da resposta alvo. Paralelamente, pode observar-se que a evolução das curvas de resposta em amplitude é semelhante: até aos 20GHz estas são do tipo passa-alto para compensar a evolução com característica passa-baixo do AGD, no entanto a partir dos 20GHz o declive afasta-se rapidamente da resposta alvo. Isto resulta da incapacidade do compensador de sintetizar uma função de transferência capaz de aproximar a crescente tendência da curva alvo para uma zona de forte não-linearidade, que corresponde ao inverso do nulo da característica do canal.