Análise de conversores de frequência óptica baseados em amplificadores ópticos semicondutores

Dissertação de mest. em Engenharia de Sistemas e Computação, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2002

Verifíca-se actualmente um rápido desenvolvimento das tecnologias ópticas nas redes de telecomunicações e a fibra óptica já não é o único elemento óptico das redes de telecomunicações. Um grande número de dispositivos e sistemas ópticos são usados nas diversas funções das redes de telecomunicações. Os regeneradores eléctricos estão a ser substituídos por amplificadores ópticos quer em redes locais quer em transmissão a grandes distâncias e a curto prazo teremos sistemas de comutação ópticos nas redes de transporte. A tecnologia de multiplexagem de frequência no domínio óptico, (Optical Wavelength Multiplexing, WDM), apareceu como uma técnica capaz de usar o vasto potencial das fibras ópticas em termos de largura de banda. A aplicação das técnicas WDM não se restringe apenas a sistemas ponto a ponto mas também se utiliza para efectuar funções de "routing" e de comutação permitindo a implementação de redes de comunicações ópticas de alto débito. Contudo nessas redes o número de comprimentos de onda disponível é limitado pelo que houve a necessidade de introduzir elementos conversores de comprimento de onda. Surgiu assim o amplificador óptico semicondutor que para além de amplificador, sendo um dispositivo não linear, pode funcionar como conversor de frequência. No segundo capítulo far-se-á uma abordagem aos amplificadores ópticos, tipos e características. No terceiro capítulo tratar-se-á dos princípios de conversão de comprimento de onda e analisar-se-á o modelo teórico. No quarto capítulo abordar-se-á o desempenho de um conversor de comprimento de onda usando o modelo linear de transmissão do laser para implementação das equações das taxas num sistema ponto a ponto. Finalmente, no quinto capítulo serão apresentados exemplos de redes de encaminhamento por conversão de comprimentos de onda.

A fast development of optical technology happens nowadays on telecommunications networks and the optical fiber is no longer the only optical element of the telecommunication network. A large number of optical systems and devices are used on the different ftinctions of the telecommunications networks. In local networks and long haul transmission, optical amplifíers have replaced electric repeaters and soon we will have optical switching systems on the transport network. Optical wavelength multiplexing (WDM) carne out as a technology able to use the huge potencial of optical fibers concerning the bandwidth. WDM technology is not only applied to point-to-point systems but also to make routing and switching functions, allowing the implementation of optical Communications networks with high data rates. However, on these networks the number of wavelengths available is limited, therefore there is a need to introduce wavelength converter elements. The semiconductor optical amplifier carne out not only as an amplifier but also as a non-linear device operating as a frcquency converter. Second chapter analyses optical amplifíers, classes and characteristics. The third is about wavelength conversion principies and his theoretic model. On fourth chapter a simulation with a point-to-point system will be done. At last some examples of networks using wavelength conversion will be referred.