Modelamiento De Enlace Scm-Wdm Con Amplificación Óptica Considerando La Distorsión No Lineal

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MODELAMIENTO DE ENLACE SCM-WDM CON AMPLIFICACIÓN ÓPTICA
CONSIDERANDO LA DISTORSIÓN NO LINEAL

WILLIAM SEGUNDO PUCHE PLAZA

UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA
FACULTAD DE INGENIERIAS
MEDELLÍN
2010

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MODELAMIENTO DE ENLACE SCM-WDM CON AMPLIFICACIÓN ÓPTICA
CONSIDERANDO LA DISTORSIÓN NO LINEAL

WILLIAM SEGUNDO PUCHE PLAZA

Trabajo de grado para optar al título de Magíster enIngeniería Área
Telecomunicaciones

Director
P.h.D FERNEY O. AMAYA

UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA
FACULTAD DE POSGRADO EN INGENIERIAS
MEDELLÍN
2010

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Nota de aceptación

Presidente del jurado

Jurado

Jurado

Medellín, Junio del 2011

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DEDICATORIA

Gracias DIOS por todo lo bueno que has
puesto en mi camino, y en llevarme de
tu mano. A mi madre por tanta luchapara darme lo mejor, a mi padre por
alentarme en momentos difíciles, y a los
que nunca creyeron en mi, aquí está el
resultado.

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AGRADECIMIENTOS

El autor expresa sus agradecimientos a:

Ferney O. Amaya, Doctor en Ingeniería, por su colaboración en el
conocimiento y en el buen enfoque del proyecto.

Y en general a todas aquellas personas que de una u otra forma contribuyeron
a larealización de este proyecto.

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CONTENIDO

INTRODUCCION.

Pág.
10

1. AMPLIFICADORES OPTICOS.
1.1 Evolución e impacto de la amplificación óptica.

12
13

1.2 Principios de Amplificación Óptica.

14

1.3 Amplificador óptico tipo EDFA.
1.3.1 Evolución de los amplificadores tipo EDFA.

20
20

1.3.2 Conceptos de los amplificadores tipo EDFA.

21

1.3.3 Modelo delamplificador tipo EDFA.

23

1.3.4 Ganancia del EDFA.
1.3.5 Ruido en el EDFA.

27
28

1.4 Amplificador Óptico Raman
1.4.1 Ganancia en la amplificación Raman.
1.4.2 Ruido de ASE.
1.5 Amplificador Óptico SOA.

29
32
35
36

2. DISTORSION NO LINEAL.

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3. ANALISIS Y RESULTADOS.
44
3.1 Resultado de la Amplificación EDFA teniendo en cuenta el parámetro
OSNR y SRN, para lasfrecuencias de 54 MHz, 2.5 GHz y 5 GHz.
45
3.2 Resultado de la Amplificación RAMAN teniendo en cuenta el parámetro
OSNR y SRN, para las frecuencias de 54 MHz, 2.5 GHz y 5 GHz.
47
3.3 Resultado de la Amplificación SOA teniendo en cuenta el parámetro
OSNR y SRN, para las frecuencias de 54 MHz, 2.5 GHz y 5 GHz.
49
3.4 Resultado y análisis de los tres tipos de Amplificación óptica,
teniendo encuenta el parámetro OSNR y SRN, para las frecuencias
de 2.5 GHz y 5 GHz.
51
3.5 Resultado de la distorsión no lineal, teniendo en cuenta la
distorsión armónica de segundo y tercer orden para una fibra de 20 Km. 53
ANEXOS.
ARTICULOS PUBLICADOS EN EVENTOS INTERNACIONALES.
Improvements Amplification Parameters for Radio over Fiber of signal
54 MGz.
Optical Amplification Alternatives for Radioover Fiber Applications.
4. CONCLUCIONES.
BIBLIOGRAFIA.

56
57
63
71
73

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LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Representación de la distorsión en función de la frecuencia .

Pág.
44

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Características de Amplificación de un Amplificador.
Figura 2. Configuraciones de Amplificación Óptica.
Figura 3. Configuración interna de un EDFA.
Figura 4. Diagrama deniveles energéticos del Erbio.
Figura 5. Diagrama de la ganancia de un EDFA, teniendo
en cuenta las longitudes de onda .
Figura 6. Diagrama de la curva de ganancia teniendo en cuenta
la longitud de onda para un EDFA y una amplificación RAMAN
Figura 7. Modelo de amplificación RAMAN en fibra, teniendo
en cuenta la configuración de bombeo.
Figura 8. Características de la curva de ganancia teniendoen cuenta varios valores de la ganancia del amplificador
sin saturación GA.
Figura 9. Geometría típica del SOA.
Figura 10. Grafica Señal a Ruido Óptica respecto a la distancia
con EDFA.
Figura 11. Diagrama de ojo y señal de propagación en EDFA.
Figura 12. Grafica Señal a Ruido respecto a la distancia con EDFA.
Figura 13. Grafica Señal a Ruido Óptica respecto a la distancia
con Raman.....