Compensación de distorsión no lineal introducida por la fibra óptica en redes CATV

Prof. Dr. Francisco Ramos Pascual

Premio Telefónica 1998 al Mejor Proyecto Fin de Carrera
(Artículo publicado en la revista PIRELLI CLUB: Revista de la empresa de fibra óptica Pirelli Cables y Sistemas)

Contenido del artículo

Las redes CATV sobre fibra óptica son una opción interesante para la distribución de señales de vídeo analógicas. Si se diseñan para operar en tercera ventana, es posible alcanzar largas distancias debido a la reducida atenuación de la fibra a 1550 nm y al empleo de amplificadores ópticos de fibra dopada con erbio (EDFA).

No obstante, la principal fuente de degradación de estos sistemas la constituye la distorsión no lineal introducida por la propia fibra óptica. Ésta se debe principalmente a dos causas:

Por una parte, el chirp del transmisor óptico junto con la dispersión cromática de la fibra produce distorsión no lineal a la salida del fotodetector.
Por otra parte, las no linealidades de la fibra provocan la aparición del fenómeno conocido como SPM (self-phase modulation). Este fenómeno se manifiesta en una modulación de fase inducida por la propia señal, la cual al combinarse con la dispersión de la fibra también produce distorsión no lineal.

Con potencias ópticas elevadas, del orden de 20 mW (+13 dBm) por ejemplo, las cuales pueden ser típicas en las redes CATV, el SPM produce niveles de distorsión significativos. Este hecho, junto con la posibilidad de evitar el chirp del transmisor óptico mediante el empleo de moduladores externos, hace que el SPM se convierta en el principal problema a tener en cuenta.

Hasta el momento, se han propuesto una gran cantidad de técnicas para compensar la dispersión cromática. Éstas incluyen el uso de fibras ecualizadoras, fibras de dispersión desplazada, o el empleo de redes de difracción (gratings). No obstante, la distorsión causada por SPM no puede compensarse con estas técnicas.

Un método basado en la conjugación de la señal óptica y conocido con el nombre de OPC (optical phase conjugation) constituye un acercamiento alternativo a la compensación de los efectos negativos de la dispersión. Al mismo tiempo, se ha demostrado que OPC también cancela el efecto de la dispersión cromática en presencia de SPM.

El método se basa en situar en mitad del enlace de fibra óptica un elemento que conjuga la señal (inversión espectral). Bajo ciertas hipótesis, la distorsión que sufre la señal durante el primer trayecto de fibra es compensada mediante la propagación por la segunda fibra gracias a la inversión de fase realizada por el dispositivo OPC. Una de las principales ventajas de la técnica OPC es que no depende de las características de la señal a transmitir: analógica o digital, modulación empleada, etc.

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