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Inversão de modelo de amplificadores à fibra dopada com érbio utilizando inteligência artificial

Processo: 23/00591-0
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de agosto de 2023
Vigência (Término): 30 de junho de 2024
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Elétrica - Telecomunicações
Pesquisador responsável:Ivan Aritz Aldaya Garde
Beneficiário:Ana Júlia Nora Francisco
Instituição Sede: Faculdade de Engenharia. Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus Experimental São João da Boa Vista. São João da Boa Vista , SP, Brasil
Assunto(s):Amplificadores ópticos   Otimização   Redes neurais (computação)   Comunicação óptica
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Amplificadores Opticos | Evolução Diferencial | otimização | Redes Neurais Artificiais | Comunicações ópticas

Resumo

A necessidade de maior capacidade de transmissão de dados na Internet pode ser suavizada com a implantação de infraestruturas baseadas em fibras ópticas. As fibras ópticas apresentam um produto comprimento de enlace por banda elevado, mas ainda requerem o uso de amplificadores óptico, dispositivos essenciais em sistemas de ondas luminosas, para atingir os comprimentos desejados. Um desses dispositivos é o amplificador à fibra dopada com érbio, o qual tem um papel central em sistemas de comunicação óptica operando na janela de 1550 nm. O núcleo da fibra desses amplificadores é dopado com o elemento érbio durante o processo de fabricação e suas fibras são bombeadas opticamente a fim de excitar os seus íons e promover o ganho óptico. Em sistemas multiplexados por divisão de comprimento de onda, os feixes de sinal competem pelos íons excitados e o ganho experimentado por cada um deles não depende apenas de sua própria intensidade, mas também das intensidades dos outros canais levando à chamada modulação de ganho cruzado. Uma das consequências desta característica é a dificuldade de controlar as potências dos canais na saída dos amplificadores, principalmente em sistemas com níveis de potência heterogêneos. Modelar este efeito matematicamente é complexo e requer o conhecimento de muitos parâmetros. Uma solução é utilizar uma rede neural artificial que considere a interação entre os diferentes canais do sistema, como já estudado durante uma pesquisa de iniciação científica anterior. Neste projeto, este modelo de rede será aplicado de maneira inversa a fim de atingir potências de saída constantes a partir das potências de entrada do amplificador. Também será aplicado de forma direta juntamente com algoritmos de otimização heurística, com o mesmo objetivo, e os resultados obtidos por ambos os testes serão comparados.

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