SIMULATION AND PERFORMANCE ANALYSIS OF DIGITAL SYSTEMS USING ERBIUM-DOPED FIBER AMPLIFIERS
TELECOMUNICAÇÕES BRASILEIRAS S/A === Os amplificadores a fibra dopada com érbio (EDFAs) têm se mostrado como uma alternativa bastante atraente para aumentar a capacidade de sistemas de comunicações por fibras ópticas operando na terceira janela de transmissão de fibras convencionais (lambda = 1....
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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO
1996
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TELECOMUNICAÇÕES BRASILEIRAS S/A === Os amplificadores a fibra dopada com érbio (EDFAs) têm se
mostrado como uma alternativa bastante atraente para
aumentar a capacidade de sistemas de comunicações por
fibras ópticas operando na terceira janela de transmissão
de fibras convencionais (lambda = 1.55 mi m).
Consideráveis esforços têm sido direcionados ao
aprimoramento do desempenho desses dispositivos. O
potencial de aplicação em telecomunicações é grande e
motiva o estudo do desempenho dos enlaces com o uso de
EDFAs. A maior parte das contribuições teóricas sobre
influência de amplificadores ópticos no desempenho dos
receptores consiste de métodos que são fáceis de usar mas
muito aproximado - o que pode conduzir a estimativas
bastantes imprecisas -, ou muito precisos mas de
utilização extremamente difícil - devido a uma
complexidade inerente.
São apresentados modelos para a simulação de sistemas de
comunicações ópticos digitais que consideram as perdas no
sinal e as distorções da forma de onda devidas ao efeito
combinado do chirping do laser, da dispersão da fibra e da
largura de banda finita do receptor. É proposta uma nova
abordagem para o cálculo da taxa de erro do sistema e da
sensibilidade, que possui a precisão e a simplicidade
desejadas. O método desenvolvido considera a interferência
intersimbólica (causada pelas distorções) e das
contribuições de ruídos dos amplificadores, utilizando-se
o método semi-analítico.
Esses modelos e o método desenvolvido foram utilizados
para introduzir a simulação de sistemas ópticos com EDFAs
em um programa já existente de análise de sistemas. Foram
realizadas simulações para avaliar as contribuições dos
diversos parâmetros dos EDFAs e as implicações de algumas
propriedades do sistema no desempenho total do sistema
óptico. A comparação com resultados de análises rigorosas,
encontrados na literatura, validou a abordagem proposta. === Erbium-doped fiber amplifiers (EDFAs) have shown to be a
very attractive alternative to improve the capacity of
optical-fiber communications systems operating in the
third transmission window of conventional fibers (lambda =
1.55 mi m).
Considered efforts have been made towards the performance
enhancement of these devices. The possible application
potential in telecommunications is indeed large, and has
simulated the study of system performance using EDFAs.
Most of the previous theoretic contribuitions on the
influence of optical amplifiers in the receiver
performance consist of methods that are either easy to use
but over-approximated - what can lead to quite inaccurate
evaluations - or very precise but extremely difficult to
use - due to some inherent complexity.
Models for the simulation of digital optical communication
systems are presented, which account for signal loss and
distortion - due to laser chirping, fiber dispersion and
detector finite bandwidth. A new semi-analytical method
for the evaluation of bit-error rate (BER) and receiver
sensitivity is introduced, which possesses the desired
accuracy and simplicity. It takes into account the
presence of inter-symbol interference (due to signal
distortion) and the optical amplifier noises.
These modesl and the developed method jhave been the used
for introducing simulation of optical systems with EDFAs
into a previously existing system evaluation software
package. A numbe of simulations was carried out in order
to estimate the contribution of EDFA parameters and
implications of some system properties in the final
performance of the optical system. The comparison with
results from rigorous analysis, found in the literature,
has validated the proposed approach. |
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MARIA CRISTINA RIBEIRO CARVALHO |
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MARIA CRISTINA RIBEIRO CARVALHO RODOLFO ARAUJO DE AZEVEDO LIMA |
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ndltd-IBICT-oai-MAXWELL.puc-rio.br-88692019-03-01T15:36:19Z SIMULATION AND PERFORMANCE ANALYSIS OF DIGITAL SYSTEMS USING ERBIUM-DOPED FIBER AMPLIFIERS SIMULAÇÃO E ANÁLISE DE DESEMPENHO DE SISTEMAS ÓPTICOS DIGITAIS UTILIZANDO AMPLIFICADORES ÓPTICOS A FIBRA DOPADA COM ÉRBIO RODOLFO ARAUJO DE AZEVEDO LIMA MARIA CRISTINA RIBEIRO CARVALHO LUIZ FERNANDO MARTINS CONRADO LUIZ FERNANDO MARTINS CONRADO RAIMUNDO SAMPAIO NETO JOSE RODOLFO SOUZA MARIA CRISTINA RIBEIRO CARVALHO TELECOMUNICAÇÕES BRASILEIRAS S/A Os amplificadores a fibra dopada com érbio (EDFAs) têm se mostrado como uma alternativa bastante atraente para aumentar a capacidade de sistemas de comunicações por fibras ópticas operando na terceira janela de transmissão de fibras convencionais (lambda = 1.55 mi m). Consideráveis esforços têm sido direcionados ao aprimoramento do desempenho desses dispositivos. O potencial de aplicação em telecomunicações é grande e motiva o estudo do desempenho dos enlaces com o uso de EDFAs. A maior parte das contribuições teóricas sobre influência de amplificadores ópticos no desempenho dos receptores consiste de métodos que são fáceis de usar mas muito aproximado - o que pode conduzir a estimativas bastantes imprecisas -, ou muito precisos mas de utilização extremamente difícil - devido a uma complexidade inerente. São apresentados modelos para a simulação de sistemas de comunicações ópticos digitais que consideram as perdas no sinal e as distorções da forma de onda devidas ao efeito combinado do chirping do laser, da dispersão da fibra e da largura de banda finita do receptor. É proposta uma nova abordagem para o cálculo da taxa de erro do sistema e da sensibilidade, que possui a precisão e a simplicidade desejadas. O método desenvolvido considera a interferência intersimbólica (causada pelas distorções) e das contribuições de ruídos dos amplificadores, utilizando-se o método semi-analítico. Esses modelos e o método desenvolvido foram utilizados para introduzir a simulação de sistemas ópticos com EDFAs em um programa já existente de análise de sistemas. Foram realizadas simulações para avaliar as contribuições dos diversos parâmetros dos EDFAs e as implicações de algumas propriedades do sistema no desempenho total do sistema óptico. A comparação com resultados de análises rigorosas, encontrados na literatura, validou a abordagem proposta. Erbium-doped fiber amplifiers (EDFAs) have shown to be a very attractive alternative to improve the capacity of optical-fiber communications systems operating in the third transmission window of conventional fibers (lambda = 1.55 mi m). Considered efforts have been made towards the performance enhancement of these devices. The possible application potential in telecommunications is indeed large, and has simulated the study of system performance using EDFAs. Most of the previous theoretic contribuitions on the influence of optical amplifiers in the receiver performance consist of methods that are either easy to use but over-approximated - what can lead to quite inaccurate evaluations - or very precise but extremely difficult to use - due to some inherent complexity. Models for the simulation of digital optical communication systems are presented, which account for signal loss and distortion - due to laser chirping, fiber dispersion and detector finite bandwidth. A new semi-analytical method for the evaluation of bit-error rate (BER) and receiver sensitivity is introduced, which possesses the desired accuracy and simplicity. It takes into account the presence of inter-symbol interference (due to signal distortion) and the optical amplifier noises. These modesl and the developed method jhave been the used for introducing simulation of optical systems with EDFAs into a previously existing system evaluation software package. A numbe of simulations was carried out in order to estimate the contribution of EDFA parameters and implications of some system properties in the final performance of the optical system. The comparison with results from rigorous analysis, found in the literature, has validated the proposed approach. 1996-09-30 info:eu-repo/semantics/publishedVersion info:eu-repo/semantics/masterThesis http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=8869@1 http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=8869@2 por info:eu-repo/semantics/openAccess PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO PPG EM ENGENHARIA ELÉTRICA PUC-Rio BR reponame:Repositório Institucional da PUC_RIO instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro instacron:PUC_RIO |