Modulação com Adaptação à Distância em Sistemas Ópticos com Multiplexação por Divisão Espacial

Resumo

A evolução da demanda por tráfego de dados inter e intra datacenter requer soluções de sistemas de comunicação por fibra óptica que sejam energeticamente eficientes, mantendo a tendência de redução do custo por bit transmitido. A multiplexação por divisão espacial (space-division multiplexing - SDM) é uma solução promissora, senão a única, capaz de atender a essas exigências. Nesta técnica, sinais distintos são simultaneamente transmitidos em diferentes espaços usando conjuntos de fibras ópticas monomodo em um cabo, fibras multinúcleo ou fibras multimodo. Como opção de longo prazo, é de especial interesse a multiplexação espacial com acoplamento de canais, seja em fibras multinúcleo com núcleos acoplados, seja com fibras de poucos modos. Nesses sistemas, fazem-se necessárias técnicas de processamento digital de sinais com múltiplas entradas e múltiplas saídas (multiple-in multiple-out - MIMO), o que, contudo, faz crescer a complexidade computacional dos transceptores. Assim como nos atuais sistemas ópticos flexíveis, os futuros sistemas SDM devem adaptar-se ao alcance do enlace de transmissão. Para isso, são necessárias técnicas de estimação do canal e tomada de decisão para a adaptação dos formatos de modulação e dos algoritmos de processamento digital de sinais no transmissor e receptor. Nesse cenário, esta tese tem por objetivos a investigação de técnicas de estimação de canal em sistemas SDM com acoplamento modal, assim como a adaptação da modulação e dos algoritmos de processamento digital de sinais subjacentes. Será avaliado também o interesse na disseminação dos parâmetros de camada física às camadas superiores, visando uma futura integração do transceptor ao plano de controle. O trabalho contará com simulações computacionais e, eventualmente, medidas experimentais em laboratórios parceiros.