Técnicas para minimizar la degradación provocada por la polarización en las comunicaciones por fibra óptica

Resumen

En els últims anys la importància de la polarització en les comunicacions òptiques ha crescut notablement com resultat de tres grans desenvolupaments:1. L'aparició de l'amplificació òptica ha fet que es produeixi un gran increment en les longituds dels enllaços de fibra monomode, així com en el nombre de dispositius òptics que ha de travessar la llum sense regenerar-se. Com a resultat d'això, petits efectes com la diferència de retards entre els modes amb polaritzacions ortogonals, o petites diferències entre les pèrdues d'inserció per a aquests modes, poden acumular-se a causa de la gran distància a recórrer, esdevenint un paràmetre a considerar en el disseny dels sistemes.2. La possibilitat de la detecció coherent en la qual el receptor és sensible al batut de dos feixos de llum i no només a la potència del feix, ha dut també a haver de considerar el tractament de la polarització com un dels punts d'investigació importants.3. L'última raó per la qual la polarització s'ha convertit en un tema fonamental és l'impressionant increment que s'ha donat en les velocitats de transmissió, que de nou duu que petits efectes es tornin importants per l'extremadament petit temps de bit.L'estructura no perfectament cilíndrica de la fibra òptica durà a les diferents components transversals dels camps a veure índexs de refracció lleugerament diferents, amb el que es produirà acoblament d'energia d'un mode a l'ortogonal i diferències de retard entre els modes. Les imperfeccions de la fibra no són predictibles (les seves causes van des de la pròpia fabricació fins als esforços als que es vegi sotmesa després de la seva instal·lació) pel que es fa difícil una caracterització del problema. Es tractarà d'un fenomen estadístic pel que no es pot solucionar de forma determinista. Aquest treball s'emmarca dintre de l'àmbit de la recerca de solucions als efectes provocats per la polarització en els sistemes de comunicacions per fibra òptica. Els objectius marcats inicialment es van circumscriure a la detecció coherent. L'objectiu fonamental era l'estudi de les diverses tècniques per a solucionar els esvaïments per desadaptació de les polaritzacions en aquest tipus de receptors. No obstant això, en el treball que es presenta s'han inclòs també realitzacions encaminades als sistemes MI-DD, cap a les quals s'han bolcat els nostres esforços durant el període de durada del mateix. Encara que es tracta de filosofies totalment distintes, pràcticament totes les realitzacions pensades per als sistemes coherents podran aplicar-se també als sistemes MI-DD pel que no ha de pensar-se en aplicacions excloents.Les parts en que es divideix el treball són: · Estudi analític de la variació de la polarització de la llum en fibres òptiques. Dintre d'aquesta part s'oferixen resultats que es corresponen amb mesures realitzades sobre fibra i simulacions del comportament de la mateixa, i representen la justificació de tot el treball posterior.· Estudi de les diferents solucions al problema de la polarització en els receptors coherents. Es presenten aquí tots els dispositius dissenyats i construïts així com els diferents algorismes proposats per al control de la polarització. S'exposen tanmateix les mesures realitzades per a la caracterització d'aquests dispositius i la seva integració en un receptor coherent real.· Estudi dels efectes de la polarització en els sistemes MI-DD d'última generació i aplicació dels dispositius dissenyats en aquest tipus de sistemes. En aquesta part s'oferixen algunes prediccions sobre els valors que pot prendre la dispersió deguda a la polarització en enllaços reals. Així mateix es proposa un aleatorizador de la polarització amb aplicació en sistemes amb amplificació òptica.