VI Sistemes coherents Els sistemes PCM es basen
VI. Sistemes coherents • Els sistemes PCM es basen en la modulació de la potència emesa pel TX, i la detecció es fa mesurant directament la intensitat de la llum que arriba: no s’aprofita plenament que la llum és una ona EM. Ona: només per dispersió • Els sistemes coherents, en canvi, cerquen explotar el caràcter d’ona de la llum per a augmentar la capacitat de transmissió dels sistemes. Detecció: amb un oscil·lador local • Millora de SNR en recepció, però complexitat tècnica elevada: avui en dia, en desús
D’una ona portadora en podem modular qualsevol de ses característiques de manera analògica o digital 0 1 0 Modulador extern (e. g. MZ o EA) t Amplitud, ASK Modulador extern t Fase, PSK La potència òptica emesa pel TX no canvia en el temps, en aquests casos Lasers DFB/DBR multisecció t Freqüència, FSK
1. Recepció en sistemes coherents Es Es + ELO RX Sobre el RX arriba la superposició del senyal i el camp de l’oscil·lador local, molt més intens Detecció homodina: ws = w. LO (ASK, PSK) Detecció heterodina si són diferents
a. Detecció homodina Suposem polaritzacions paral·leles (difícil, en món real!) i que aconseguim enganxar les fases del senyal òptic i l’oscil·lador local. . . Aleshores, Senyal homodí, IHO Comparat amb PCM, Gran millora (> 20 d. B) en SNR, malgrat augmenti el nivell de soroll en HO (més shot noise perquè hi ha més fotons)
b. Detecció heterodina Suposem polaritzacions paral·leles Senyal heterodí, IHE Perdem 3 d. B de millora en SNR, però encara una gran millora comparat amb PCM. A canvi, més simplicitat al RX i menys restriccions, i vàlid per a tots els formats de modulació (ASK, PSK, FSK)
Si Ens podem apropar molt significativament al límit quàntic de detecció
2. Receptors coherents Mode síncron PD ASK BPF LO ASK LPF CLK PD BPF ED LPF LO Mode asíncron DPSK LPF 1 bit delay LO “ 0” BPF ED LPF PD FSK LO “ 1” + -
3. BER en sistemes coherents BER = 10 -9 STM Modulació Tipus PCM BER Np (teòric) Np (exper. ) ---- 10 > 1000 Homodí 18 Heterodí 36 Homodí 9 297 @ 10 Gb/s, 151 km Heterodí 18 235 @ 2 Gb/s Homodí 18 Heterodí 36 ASK PSK FSK
ATM: difícil de calcular, ED dóna soroll no gaussià STM Np (teòric) Np (exper. ) ---- 10 > 1000 Heterodí 40 220@4 Gb/s, 160 km Modulació Tipus PCM ASK BER DPSK Heterodí 10 45 @ 400 Mb/s, 0 km 209 @ 4 Gb/s, 0 km 316 @ 4 Gb/s, 160 km FSK Heterodí 20 224 @ 4 Gb/s, 160 km BER = 10 -9
4. Pros i contres dels sistemes coherents Els sistemes coherents són molt sensibles a: • variacions de l’estat de polarització del senyal • soroll d’intensitat del TX • variacions de freqüència i fase del TX i LO per a penalty < 0. 5 d. B A canvi, la dispersió gairebé no els afecta, ja que els TX són altament monocromàtics per a garantir estabilitat de fase i freqüència.
- Slides: 10