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Título: Estudo do desempenho do multiplexador/demultiplexador ADD/DROP baseado na configuração do interferômetro de Michelson de fibras ópticas para aplicações em sistemas OTDMA E OCDMA
Título em inglês: Study of the performance of the multiplexer / demultiplexer ADD / DROP-based configuration Michelson interferometer optical fibers for applications in systems OTDMA And OCDMA
Autor(es): Furtado Filho, Antonio Francisco Gomes
Orientador(es): Sombra, Antônio Sérgio Bezerra
Palavras-chave: Teleinformática
Multiplexador
Acesso múltiplo por divisão de código
Data do documento: 12-Mar-2012
Citação: FURTADO FILHO, A. F. G. (2012)
Resumo: Neste trabalho, além dos capítulos que envolvem a teoria e definições, foi basicamente divido em três estudos: Primeiro (capítulo 4), apresentamos uma investigação numérica do desempenho de um filtro passa-banda totalmente óptico composto por um acoplador direcional duplo seguido de duas grades de Bragg simetricamente iguais gravadas nos seus braços de saída. Esta configuração caracteriza um Interferômetro de Michelson com características de um filtro add/drop. As características de transmissão (T), taxa de extinção (XR) e “crosstalk” (XT) foram estudadas a partir da aplicação de um sinal CW (onda contínua) na entrada do dispositivo. A teoria de modos acoplados e o método de Runge Kutta de 4a ordem foram aplicados, respectivamente para resolver as equações diferenciais acopladas. Este é o primeiro estudo feito considerando a não linearidade do acoplador e a linearidade das grades de Bragg. O dispositivo apresenta um comportamento altamente não-linear em função do defasamento entre as amplitudes dos feixes refletidos e em função da potência de entrada. Num segundo momento (capítulo 5) apresentamos a propagação e chaveamento de pulsos ultracurto (~2ps) usando um interferômetro de Michelson de Fibras Ópticas. Neste estudo o desempenho do interferômetro é estudado como uma função das características não lineares do acoplador e das grades de Bragg. Os estudos numéricos foram feitos a partir das equações de modos acoplados resolvidas usando o método de Runge-Kutta de 4ª ordem. As características de chaveamento do pulso foram analisadas em função da potência de entrada e do defasamento aplicado em uma das grades de Bragg. As características de transmissão (T), coeficiente de Extinção (XR), “crosstalk” (XT), fator de compressão (FC). Utilizamos três valores de potência de entrada: abaixo da potência critica (P0=1W), igual a potência crítica (P0=1,73W) e acima da potência crítica (P0=1,95W). Através deste estudo, pode-se verificar que a transmissão, taxa de extinção, “crosstalk” e fator de compressão dependem da potência da bombeio inserida no dispositivo e da defasagem aplicada. O interferômetro de Michelson em fibras implementa componente de grande importância para aplicações em redes ópticas, como os demultiplexadores add/drop. Este dispositivo tem atraído bastante interesse no campo das telecomunicações devido a sua alta capacidade de taxas de transmissão. Num terceiro momento foi apresentado um estudo de simulação numérica do desempenho da codificação e decodificação de pulsos ópticos curtos (ps) em sistemas OCDMA (Optical Code Division Multiple Access – acesso VIII múltiplo por divisão de código no domínio óptico) baseado em FBG (Fiber Bragg Grating – grade de Bragg em fibra óptica) onde os códigos são inseridos através de saltos discretos na fase óptica (±π). Para geração de pulsos codificados foram utilizados códigos de Gold obtidos analiticamente. Analisamos como a inserção de códigos adicionais afetam a autocorrelação e correlação cruzada. O interferômetro de Michelson inicialmente estudado no capítulo 4 foi utilizado para propagação e chaveamento de sinais codificados. Baseados nas características de Transmissão (T) e Taxa de extinção (XR) fizemos um estudo do dispositivo como multiplexador /demultiplexador add/drop na recuperação de pulsos codificados.
Abstract: This work, in addition the chapters which involves both theory and definitions, was basically divided three studies: First (chapter 4), we present a numerical investigation of the performance of a bandpass filter composed of an all-optical directional coupler, followed by two double bars Bragg recorded symmetrically equal outputs in their arms. This configuration features a Michelson interferometer with characteristics of an add/ drop filter. The transmission characteristics (T), extinction rate (XR) and "crosstalk" (XT) were studied based on the application of a CW signal (continuous wave) into the device. Theory of coupled modes and the Runge Kutta fourth order were applied respectively to solve the coupled differential equations. This is the first study considering the nonlinearity of the coupler and the linearity of Bragg gratings. The device features a highly nonlinear behavior as a function of dephasing between the amplitudes of the reflected beams and depending on the input power. In a second step (section 5), the propagation and switching of ultrashort pulse (~ 2PS) Michelson interferometer using an optical fiber. In this study the performance of the interferometer is studied as a function of the nonlinear characteristics of the coupler and Bragg gratings. The numerical studies were made from the coupled mode equations solved using the Runge-Kutta 4th order. The pulse switching characteristics were analyzed as a function of input power and applied to one dephasing Bragg gratings. The transmission characteristics (T), extinction coefficient (XR), "crosstalk" (XT), the compression factor (CF) and shape of the pulses were analyzed for different values of phase and different input powers. We use three values of input power: below the critical power (1W = P0), equal to the critical power (P0 = 1.73W) and above the critical power (P0 = 1.95W). Through this study, it is found that the transmission rate of extinction, "crosstalk" and compression factor depends on the power of the pump device inserted into the gap and applied The Michelson interferometer fiber implement major component with applications in optical networks, such as demultiplexers add/drop. This device has attracted considerable interest in the field of telecommunications due to its ability of high transmission rates. In the third place was presented a numerical simulation study of the performance of encoding and decoding of short optical pulses (ps) systems OCDMA (Optical Code Division Multiple Access based on X FBG (Fiber Bragg Grating ) where codes are inserted through discrete jumps in the optical phase (± π). For generation of coded pulses were used Gold codes obtained analytically. We look at how the inclusion of additional codes affect the autocorrelation and cross correlation. The Michelson interferometer initially studied Chapters 4 was used for propagation and switching of encrypted signals. Based on the characteristics of transmission (T) and extinction rate (XR) did a study of the device as multiplexer / demultiplexer add / drop in the recovery of coded pulses.
Descrição: FURTADO FILHO, A. F. G. Estudo do desempenho do multiplexador/demultiplexador ADD/DROP baseado na configuração do interferômetro de Michelson de fibras ópticas para aplicações em sistemas OTDMA E OCDMA. 2012. 109 f. Tese (Doutorado em Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/3820
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