Desarrollo de un sistema de comunicaciones ópticas no coherentes del lado cliente de alta capacidad.

Autor Principal: Echevarría, Leandro
Formato: Tesis
Publicado: 2016-12-14
Series: http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/586/
Materias:
Acceso en línea: http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/586/1/1Echevarr%C3%ADa.pdf
building BALSEIRO
institution Repositorio Institucional Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro (CNEA)
id BALSEIRO--oai:ricabib.cab.cnea.gov.ar:586
author Echevarría, Leandro
spellingShingle Echevarría, Leandro
ÓPTICA
OPTICS
ÓPTICA
[DIGITAL COMUNICATIONS SYSTEM
SISTEMA DE COMUNCACIONES DIGITALES
LASER]
Desarrollo de un sistema de comunicaciones ópticas no coherentes del lado cliente de alta capacidad.
En este trabajo se realizó el diseño e implementación de un sistema de comunicaciones ópticas digitales no coherentes para redes del lado cliente, eligiendo PAM-4 como esquema de modulación de mayor orden compatible con sistemas IM/DD, que pueda reemplazar al convencional OOK en redes de bajo costo. Inicialmente se desarrolló la etapa de transmisión –basada en el transmisor óptico fabricado previamente en nuestro laboratorio [5]– que incluyó el diseño y construcción de una fuente de corriente constante y la modificación de la etapa de adaptación de impedancias para mejorar su respuesta en bajas frecuencias. También se desarrolló el código en lenguaje de descripción de hardware correspondiente a la etapa digital del transmisor, y se implementó en una placa de desarrollo basada en FPGA. El receptor óptico fue implementado de manera offline, a partir de un fotodiodo comercial y un osciloscopio de tiempo real, adquiriendo señales digitales a una tasa suficiente como para considerarlas buenas aproximaciones de la señal original. Luego, se diseño y emuló una etapa de filtrado anti-aliasing, un conversor A/D, y el subsiguiente sistema de sincronismo y detección. Los bits decodificados se compararon con la secuencia pseudoaleatoria transmitida de manera de obtener tasas de error en diferentes escenarios de potencia a la entrada del receptor y en distintos casos de cuantización en amplitud. A partir de estas mediciones, se pudo comprobar que es factible implementar un sistema de comunicaciones ópticas que utilice PAM-4 a partir de etapas de baja complejidad: un conversor D/A de 2 bits y un láser modulado directamente para la etapa de transmisión, un fotodiodo y un conversor A/D de 4 bits que permita obtener 5 muestras por símbolo para la etapa de recepción, y la electrónica digital responsable de codificar y decodificar los símbolos en cada caso. Esto permitió obtener desempeños similares a otros sistemas de mayor orden –como CAP y DMT– a partir de etapas de procesamiento digital considerablemente más simples y, por lo tanto, con menor costo y consumo de potencia.
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contents En este trabajo se realizó el diseño e implementación de un sistema de comunicaciones ópticas digitales no coherentes para redes del lado cliente, eligiendo PAM-4 como esquema de modulación de mayor orden compatible con sistemas IM/DD, que pueda reemplazar al convencional OOK en redes de bajo costo. Inicialmente se desarrolló la etapa de transmisión –basada en el transmisor óptico fabricado previamente en nuestro laboratorio [5]– que incluyó el diseño y construcción de una fuente de corriente constante y la modificación de la etapa de adaptación de impedancias para mejorar su respuesta en bajas frecuencias. También se desarrolló el código en lenguaje de descripción de hardware correspondiente a la etapa digital del transmisor, y se implementó en una placa de desarrollo basada en FPGA. El receptor óptico fue implementado de manera offline, a partir de un fotodiodo comercial y un osciloscopio de tiempo real, adquiriendo señales digitales a una tasa suficiente como para considerarlas buenas aproximaciones de la señal original. Luego, se diseño y emuló una etapa de filtrado anti-aliasing, un conversor A/D, y el subsiguiente sistema de sincronismo y detección. Los bits decodificados se compararon con la secuencia pseudoaleatoria transmitida de manera de obtener tasas de error en diferentes escenarios de potencia a la entrada del receptor y en distintos casos de cuantización en amplitud. A partir de estas mediciones, se pudo comprobar que es factible implementar un sistema de comunicaciones ópticas que utilice PAM-4 a partir de etapas de baja complejidad: un conversor D/A de 2 bits y un láser modulado directamente para la etapa de transmisión, un fotodiodo y un conversor A/D de 4 bits que permita obtener 5 muestras por símbolo para la etapa de recepción, y la electrónica digital responsable de codificar y decodificar los símbolos en cada caso. Esto permitió obtener desempeños similares a otros sistemas de mayor orden –como CAP y DMT– a partir de etapas de procesamiento digital considerablemente más simples y, por lo tanto, con menor costo y consumo de potencia.
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