Transmissão de sinais com etiqueta óptica em redes ópticas comutadas

Rubén Tiago Fernandes

Key information

Authors:

Rubén Tiago Fernandes (Rubén Tiago Fernandes Gomes)

Supervisors:

Daniel Diogo Fonseca (Daniel Diogo Fonseca); Adolfo da Visitação Tregeira Cartaxo (Adolfo da Visitação Tregeira Cartaxo)

Published in

12/10/2008

Abstract

O objectivo deste trabalho é o estudo da transmissão de sinais com etiqueta óptica em redes ópticas comutadas recorrendo a sinais com modulação óptica de banda lateral única. É desenvolvido um simulador em Matlab® para a transmissão linear e não-linear por fibra óptica em redes ópticas comutadas, que permite avaliar numericamente o desempenho do sistema em termos de probabilidade de erro de bit e factor Q. Inicia-se o estudo pela análise da geração de um sinal óptico de banda lateral dupla com o objectivo de, posteriormente, suprimir uma das bandas laterais deste sinal ficando-se, deste modo, com um sinal óptico de banda lateral única. São usados dois métodos para a geração do sinal óptico de banda lateral única. Um método recorre a um filtro optoeléctrico adaptativo e o outro a um filtro óptico. Para a geração do sinal óptico de banda lateral única opta-se pelo filtro optoeléctrico adaptativo devido a não introduzir qualquer distorção em relação ao sinal original. De seguida estuda-se o esquema de uma rede óptica com comutação de etiqueta. São estudados os nós de entrada, nós intermédios e nós de saída. Começando por um esquema mais complexo e depois simplificando-se o esquema (para notar o que é realmente essencial) define-se a estrutura destes três tipos de nós. Estuda-se o impacto que a razão de potências entre o sinal de dados e o sinal da etiqueta tem na qualidade do sinal de dados quando recebido no destinatário numa montagem costas-com-costas num sistema mono-canal, bem como o impacto do espaçamento entre o sinal de dados e o sinal de etiqueta. Depois de estudado o impacto, optimizam-se estes parâmetros. De seguida considera-se um sistema mais robusto, considerando um sistema multi-canal. Para o sistema multi-canal optimizam-se os mesmos parâmetros, anteriormente referidos, acrescentando um novo parâmetro a ser optimizado, o espaçamento entre canais. Por último, faz-se um estudo semelhante, porém não em costas-com-costas mas com transmissão em fibra óptica em regime linear e não-linear, analisando-se o número máximo de nós que o sinal consegue percorrer. Mostra-se que numa rede óptica com comutação de etiqueta, com transmissão não-linear, um espaçamento entre o sinal de etiqueta e o sinal de dados de 40 GHz, uma razão de potências médias de - 2.5 dB, o sinal de dados consegue percorrer sete nós. The goal of this work is the study of linear and nonlinear transmission in optical label switching networks with insertion and extraction of the optical label. A simulator is developed in Matlab®, allowing the transmission network performance numerical assessment of the terms of bit error ratio and Q-factor. Initially, double sideband signals generation is studied with the objective of removing, subsequently, one of the signal sidebands getting, in this way, an optical single sideband signal. Two methods are used for the generation of the optical single sideband signal. One method uses an adaptive optoelectronic filter and the other one uses an optical filter. Both experimental and theoretical optical filters are considered. The theoretical optical filter is a second order super-Gaussian optical filter and the experimental optical filter was provided by Nokia Siemens Networks. Optical label switching networks architecture is studied, focusing on the input, core and output nodes. Starting by a more complex node configuration, the nodes are then simplified keeping only them essential components. The impact of data and label signal parameters on network performance are analyzed in a back-toback single-channel configuration. Both the ratio between the data and label signal powers and the datalabel frequency spacing are optimized. A similar optimization is performed in multi-channel operation. In this case, is also optimized: the channel spacing. All these parameters are optimized considering linear and nonlinear transmission. The maximum number of nodes that the data and label signals can cross still keeping a BER higher than is determined. It’s shown that an all-optical label swapping network with a data-label frequency spacing of 40 GHz and a label-to-payload power ratio of -2.5 dB, considering nonlinear transmission, allows the data signal to cross seven nodes.