COMPARAÇÃO ENTRE AS MODULAÇÕES OOK, DPSK E DQPSK SEM

Pelos resultados obtidos nos itens 5.1, 5.2 e 5.3 podemos montar a tabela 5.4.1 abaixo com os resultados obtidos nas simulações das modulações OOK, DPSK e DQPSK.

Tabela 5.4.1- Distância de Transmissão em km versus cada simulação para uma BER de 10-9_{, com fibra SSMF,}

sem atenuação, sem dispersão, e sem dispersão e sem PMD.

Modulação NRZ-OOK RZ-OOK NRZ-DPSK RZ-DPSK NRZ-DQPSK RZ-DQPSK

SSMF 4,45 3,25 1,30 5,48 4,30 14,15

sem atenuação 4,50 3,25 1,30 5,45 4,30 14,15 sem dispersão 103,50 113,50 96,00 104,50 81,00 89,50 sem dispersão e sem PMD 103,50 113,50 96,00 105,50 81,00 89,50

Distância de transmissão em km

Na tabela 5.4.1 visualizam-se as distâncias de transmissão para cada modulação para uma BER de 10-9, nas diversas simulações.

Na tabela 5.4.1 e na Fig. 5.4.1 visualiza-se que os sistemas com modulação OOK (NRZ e RZ) apesar de serem severamente limitados pela dispersão cromática é na modulação NRZ-DPSK que apresenta maior limitação pela dispersão cromática. Com isso apresenta a menor distância de transmissão usando a SSMF (1,3 km), já a modulação RZ-DQPSK apresentou a melhor imunidade à dispersão cromática e com isso apresentou a maior distância de transmissão (14,15 km).

Na Fig. 5.4.1 visualizam-se no mesmo gráfico todos os formatos de modulação apresentados nos itens 5.1, 5.2 e 5.3, neste gráfico visualizam-se a BER x Distância em fibra SSMF para as modulações OOK (NRZ-OOK e RZ-OOK), DPSK (RZ e NRZ) e DQPSK (RZ e NRZ).

Uma observação importante que temos na Fig. 5.4.1 é que os formatos NRZ apresentaram piores resultados que os RZ no mesmo formato nas modulações DPSK e DQPSK, já para a modulação OOK o formato NRZ-OOK apresentou melhor resultado em comparação ao RZ-OOK.

Na Fig. 5.4.2 observamos apenas as modulações com formato NRZ de pulso para as modulações OOK, DPSK e DQPSK. Verifica-se que as modulações NRZ-OOK e NRZ- DQPSK apresentam praticamente a mesma distância de transmissão, já a NRZ-DPSK apresenta uma distância de transmissão bem inferior para a mesma BER de 10-9_{. Os formatos} NRZ apresentaram uma sensibilidade à dispersão cromática superior a sensibilidade

apresentada pelas modulações RZ (exceto na modulação OOK) fato que é observado pela distância de transmissão alcançada e a elevação da distância obtida com a anulação da dispersão na simulação.

Fig. 5.4.1 – BER x Distância de Transmissão em fibra SSMF.

Fig. 5.4.3 – BER x Distância de Transmissão em fibra SSMF formatos RZ.

Na Fig. 5.4.3 observamos apenas as modulações com formato RZ de pulso para as modulações OOK, DPSK e DQPSK. Nesta figura temos os gráficos na ordem de sua sensibilidade a dispersão cromática, a modulação RZ-OOK é que apresenta maior sensibilidade a tal parâmetro e assim sua distância também foi mais severamente limitada. Esta limitação é observada pelo fator de melhora de transmissão de 34 vezes ao se eliminar a dispersão. A seguir temos a modulação RZ-DPSK, com um fator de 19 vezes e por último a modulação RZ-DQPSK que apresenta à melhor imunidade a dispersão cromática tendo um fator de 6,3.

Com estas comparações um dado fica evidente o formato de modulação afeta claramente a capacidade de transmissão e a distância de transmissão a taxas de 40 Gb/s, porém é claro que a formatação do pulso em RZ ou NRZ é tão determinante quanto o formato de modulação.

Nas modulações DPSK e DQPSK os formatos RZ apresentaram uma menor sensibilidade a dispersão do que o seu equivalente em NRZ.

Na modulação NRZ-DPSK quando a dispersão cromática é considerada as modulações de fase podem ser convertidas em modulação de intensidade através da dispersão da velocidade de grupo (GVD) e assim os efeitos SPM e XPM podem contribuir para produzir distorções no sinal óptico e com isso limitar a transmissão o que foi observado na Fig. 5.4.2. Já a modulação RZ-DPSK é mais tolerante ao efeito SPM-GVD por causa da

forma de onda RZ ser mais regular que a NRZ, e isso se observa na Fig. 5.4.1 comparando-se a NRZ-DPSK versus a RZ-DPSK.

O principal benefício da modulação DQPSK identificado pela revisão bibliográfica no item 4.2 é a melhora das limitações da dispersão cromática e da PMD. Tal benefício foi observado na Fig. 5.4.2 e 5.4.3, na modulação DQPSK obteve melhor resultado que a modulação DPSK para a mesma formatação de sinal RZ ou NRZ. Além disso, os sistemas que apresentaram as menores restrições devido à dispersão cromática foram respectivamente a modulação RZ-DQPSK e a NRZ-DQPSK, sendo que a modulação RZ-DQPSK é que apresentou a menor sensibilidade a tal parâmetro.

Na Fig. 5.4.4 visualizam-se as curvas da BER x distância de todos os formatos de modulação apresentados nos itens 5.1, 5.2 e 5.3, neste gráfico visualiza-se a BER x Distância em fibra SSMF sem dispersão para as modulações OOK (NRZ-OOK e RZ-OOK), DPSK (RZ e NRZ) e DQPSK (RZ e NRZ).

Na modulação NRZ-DQPSK quando a dispersão cromática é considerada as modulações de fase podem ser convertidas em modulação de intensidade através da dispersão da velocidade de grupo (GVD) e assim os efeitos SPM e XPM podem contribuir para produzir distorções no sinal óptico assim como ocorreu com a modulação NRZ-DPSK e com isso limitar a transmissão. Já a modulação RZ-DQPSK é mais tolerante ao efeito SPM-GVD por causa da forma de onda RZ ser mais regular que a NRZ.

Fig. 5.4.5 – BER x Distância de Transmissão em fibra SSMF sem dispersão para formatos NRZ.

Fig. 5.4.6 – BER x Distância de Transmissão em fibra SSMF sem dispersão para formatos RZ.

Na Fig. 5.4.4, 5.4.5 e 5.4.6 são visualizados que ao se anular o efeito da dispersão no sistema simulado as modulações DQPSK apresentaram maior limitação que as demais

modulações aos demais parâmetros do sistema modulado e as modulações NRZ foram mais limitadas pelos demais parâmetros (principalmente a atenuação) em comparação aos formatos que usam sinais RZ, como observados nas Fig. 5.4.5 e 5.4.6.

A sensibilidade a atenuação dos sistemas podem ser observada pela simulação sem dispersão e sem PMD, nestas simulações observamos que o sistema que apresentou menor distância (mais sensível a atenuação) foi à modulação NRZ-DQPSK. Já a modulação RZ- OOK é o que se apresentou com maior robusteza a atenuação da fibra óptica, porém pode-se observar que o fator limitante é a dispersão cromática e não a atenuação da fibra para os formatos de modulação estudados. Assim observa-se que a formatação RZ de pulsos é mais robusta ao efeito da atenuação em comparação a formatação NRZ no mesmo formato de modulação, considerando-se os diferentes formatos a maior sensibilidade foram observadas nas modulações DQPSK e o sistema mais robusto a atenuação foi o OOK.

Para os cenários de estudo, uma maior sensibilidade a PMD nas simulações foram detectada principalmente na modulação RZ-DPSK.

5.5 COMPARAÇÕES ENTRE AS MODULAÇÕES OOK, DPSK E DQPSK