Projeto e otimização de enlaces ópticos submarinos usando multiplexação por divisão espacial

• Processo: 18/14026-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Pesquisa
• Data de Início da vigência: 31 de janeiro de 2019
• Data de Término da vigência: 21 de janeiro de 2020
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Telecomunicações
• Pesquisador responsável: Darli Augusto de Arruda Mello
• Beneficiário: Darli Augusto de Arruda Mello
• Pesquisador Anfitrião: Joseph Mardell Kahn
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Stanford University, Estados Unidos
• Vinculado ao auxílio: 15/24341-7 - Novas estratégias para enfrentar a ameaça de exaustão da capacidade, AP.TEM
• Assunto(s): Amplificadores ópticos Comunicação óptica Fibra óptica Fluxo de dados Multiplexação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Amplificadores Opticos | Comunicações Ópticas | Enlaces Submarinos | Multiplexação por divisão espacial | Comunicações Ópticas

Resumo

Os sistemas submarinos de fibra óptica transportam quase 95% do tráfego de dados entre países e continentes. Esses sistemas utilizam a multiplexação por divisão espacial (SDM), que atualmente é implementada por meio de várias fibras monomodo em paralelo. Para aumentar a densidade espacial de transporte de informação e possibilitar ganhos de integração de componentes, as fibras multinúcleo e as fibras multimodo vêm sendo investigadas como alternativas para o futuro. Em sistemas de longa distância, normalmente a taxa de bit é limitada por ruído de emissão espontânea amplificada (ASE) em níveis baixos de potência e por interferência não linear da fibra (NLI) em níveis altos de potência. As limitações da taxa de bit devido a esses dois efeitos foram amplamente estudadas e os regimes de operação ótimos identificados. Por outro lado, outras limitações surgem em sistemas submarinos modernos, já que um grande número de dimensões espaciais é necessário para a maximizar a taxa de bit do enlace, tendo como restrição seu equipamento de alimentação de potência (PFE). O elemento mais crítico de enlaces submarinos são os amplificadores ópticos, que compensam as perdas do sinal óptico durante a propagação pela fibra. Em sistemas submarinos sujeitos a limitações no PFE, a eficiência de conversão de energia entre a fonte de alimentação elétrica do amplificador e sua potência óptica resultante é um parâmetro chave para o cálculo da capacidade do enlace. Uma baixa eficiência de conversão pode resultar em amplificadores ópticos com energia elétrica insuficiente para atingir a capacidade máxima do sistema. Assim, este projeto tem como objetivo investigar arquiteturas de amplificação óptica energeticamente eficientes para enlaces submarinos com SDM, e quantificar seu impacto na capacidade do enlace. Arquiteturas de amplificadores baseados em fibras multinúcleo e/ou multimodo serão analisadas por simulação, e seu impacto no desempenho do sistema será avaliado utilizando-se parâmetros da teoria da informação. Por fim, esse projeto reforça a cooperação entre os grupos do Prof. Joseph M. Kahn, da Stanford University, e o Prof. Darli Mello, da Unicamp, e acrescenta conhecimento avançado a dois projetos temáticos em andamento da FAPESP, nos quais o proponente participa. (AU)

Publicações científicas

(5)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

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BARBOSA, FABIO A.; ROSSI, SANDRO M.; MELLO, DARLI A. A.; IEEE. Clock Recovery Limitations in Probabilistically Shaped Transmission. 2020 OPTICAL FIBER COMMUNICATIONS CONFERENCE AND EXPOSITION (OFC), v. N/A, p. 3-pg., 2020-01-01. (18/14026-5, 15/24517-8, 15/24341-7)

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OSPINA, RUBY S. B.; VAN DEN HOUT, MENNO; VAN DER HEIDE, SJOERD; VAN WEERDENBURG, JOHN; RYF, ROLAND; FONTAINE, NICOLAS K.; CHEN, HAOSHUO; AMEZCUA-CORREA, RODRIGO; OKONKWO, CHIGO; MELLO, DARLI A. A.. MDG and SNR Estimation in SDM Transmission Based on Artificial Neural Networks. Journal of Lightwave Technology, v. 40, n. 15, p. 10-pg., 2022-08-01. (17/25537-8, 18/25414-6, 15/24341-7, 18/14026-5)