WDM PON empregando auto-detecção homódina

Redes WDM-PON utilizando detecção coerente são uma conjunção das duas tecnologias candidatas para a próxima geração de redes de acesso. Nesta secção, serão abordadas as redes WDM-POM baseadas em amplificador óptico semicondutor reflectivo, conhecido também por RSOA. A rede apresentada foi configurada numa arquitectura de loop-back para melhor explorar as características e vantagens da ONU incolor.

De forma a evitar que o alcance máximo desta arquitectura seja limitado pelo orçamento de potência para o sinal upstream, a luz que se fornece às sementes através do CO é modulada por um RSOA e esta é enviada de volta ao CO como um sinal

upstream. Para melhor o orçamento de energia para o sinal upstream há duas hipóteses.

Uma das hipóteses consiste em utilizar receptores coerentes com detecção directa e com pré-amplificação óptica para se conseguir uma melhoria da sensibilidade do receptor. A utilização do receptor coerente ainda não está muito explorada embora apresente um grande potencial. Relativamente à outra solução, passa por aumentar o poder das sementes. No entanto, este aumento pode vir a causar problemas a nível da tolerância de reflexão. Esta poderá ser deteriorada porque a potência da luz reflectida das sementes também é aumentada. Assim, de forma a contornar estes problemas aqui apresentados surge uma proposta de RSOA baseado em WDM-PON que utiliza um receptor com detecção coerente, mais propriamente um receptor auto-homódino.

Na arquitectura de rede que é aqui proposta, esta irá ter uma fonte de luz no CO para será utilizada para a luz das sementes como também para a luz do sinal do oscilador local. Assim, evita ter-se uma fonte externa de luz para originar o sinal LO.

A arquitectura de rede é ilustrada na figura 4.24. Esta implementação com 1,25 Gb/s de velocidade baseada em RSOA WDM-PON com um receptor auto-homódino permite uma boa tolerância à reflexão, bem como uma boa sensibilidade de receptor. Além disto, também apresenta um elevado rácio de divisão o que torna a arquitectura uma boa potencial para as diversas aplicações de sistemas com a tecnologia WDM-PON.

O alcance atingido com esta proposta é de 100km sem usar qualquer tipo de amplificação óptica. [RSOA WDM-PON, 2009].

Figura 4.24: Diagrama da proposta WDM-PON utilizando o receptor auto- homódino [RSOA WDM-PON, 2009].

Na figura 4.24 é ilustrado o diagrama da proposta WDM-PON utilizando o receptor auto-homódino. Esta proposta é utilizada para um sinal upstream. A luz das sementes que se encontram na ONU provém de uma fonte de luz CW que se encontra no CO. A luz atravessa a arquitectura até ao RSOA que se encarrega de modular os dados com a luz e fornecer luz às sementes. O sinal resultante deste processo é enviado de volta à CO.

Se houvesse um receptor coerente baseado na detecção directa, nesta arquitectura, iria existir uma deterioração grave do desempenho upstream pelo facto da existência de interferência óptica de batimento de ruído entre as várias luzes das sementes. No entanto, como se utiliza um receptor com detecção coerente a interferência óptica de batimento entre o LO e a luz das sementes torna-se dominante porque o poder do LO é maior do que o do sinal. Além disto, o ruído de reflexão cai na zona de baixas frequências, perto da componente DC, porque a luz reflectida das sementes tem a mesma frequência que o LO. Por estes factos, o ruído de reflexão pode ser eliminado, utilizando um simples filtro passa alto. Além disto, ainda consegue-se também melhorar a tolerância para a reflexão da luz das sementes.

Figura 4.25: Sensibilidade do receptor proposto depois da transmissão de 20 km de fibra [RSOA WDM-PON, 2009].

Na figura 4.25 é ilustrado o desempenho BER após a transmissão de 20 km. É também apresentado dois tipos de curva BER, uma com utilização de um módulo de reflexão e outra sem esse módulo. A sensibilidade obtida no receptor foi de -43.3 bBm para @BER =10-5. Também se verifica que não ouve penalizações entre as duas curvas. Assim, pode-se verificar que existe uma boa imunidade por parte do receptor à reflexão da luz das sementes.

Figura 4.26: Curvas BER em função da distância de transmissão [RSOA WDM-PON,

2009].

Além da experiencia anterior, também se realizou outra experiências para analisar o comportamento da transmissão do sinal com um alcance de 20km a 100km. Isto pode ser observado na figura 4.26 onde estão representadas as diferentes curvas BER obtidas. A sensibilidade do receptor para a distância de 100 km foi suficiente. Deve-se notar que não se utiliza qualquer tipo de amplificação óptica nesta arquitectura.

Observando-se a figura 4.26, a partir dos 80km pode-se evidenciar que existe uma pequena penalização. Esta é devido à flutuação da polarização que ocorreu durante a transmissão do sinal no sentido upstream. Este pequeno problema pode ser resolvido com a utilização de uma técnica de polarização simples.

Através das várias realizações experimentais expostas, pode-se concluir que o receptor auto-homódino se apresenta como simples e estável. Logo, vem confirmar que a detecção coerente é uma técnica bastante boa para eliminar o efeito da reflexão que ocorre na luz das sementes. Além disto, esta arquitectura revelou-se como sendo uma boa solução para a realização do ultra-longo alcance WDM-PON com uma elevada taxa de transmissão, uma vez que conseguiu atingir um alcance de 100km com velocidade de 1,25Gb/s sem grandes problemas [RSOA WDM-PON, 2009].