Estimação de Canal em Sistemas Ópticos com Multiplexação por Divisão Espacial

Resumo

Em um futuro próximo, a demanda exponencialmente crescente por taxas de dados mais altas excederá a capacidade dos atuais sistemas óticos coerentes que empregam a multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM). Uma vez esgotadas as dimensões físicas de polarização, amplitude, fase e frequência, explorar a dimensão espacialsurge como uma solução atraente para superar esse limite de capacidade. A multiplexação por divisão espacial (SDM) refere-se à transmissão simultânea de diferentes sinais através de espaços independentes usando feixes de fibras monomodo, fibras multinúcelo ou fibras multimodo. Entre os desafios enfrentados pela SDM, as novas tecnologias devem manter a tendência de redução de custos por bit ao lidar com as novas degradações de canal. Como tanto as fibras multinúcleo no regime de núcleos acoplados quanto fibras multimodo introduzem crosstalk não-desprezível entre múltiplos caminhos de transmissão paralelos, técnicas de processamento de sinal de múltiplas entradas e saídas múltiplas (MIMO) são necessárias. Além do acoplamento modal, a multiplicidade de modos ortogonais em fibras multimodo também introduz dispersão modal e perda dependente de modo, fatores que aumentam a complexidade do equalizador MIMO e limitam a capacidade do sistema. No âmbito dos sistemas elásticos,a estimativa de canal baseada no processamento digital de sinais (DSP) permite adaptar remotamente as condições de operação a partir do conhecimento do estado do canal óptico. Da mesma forma, os futuros sistemas SDM devem adaptar de forma flexível o formato de modulação e os algoritmos de processamento de sinais digitais para melhorar o desempenho do sistema. Neste cenário, este projeto tem como objetivo investigar técnicas de estimação de canais em sistemas com multiplexação espacial sujeita a várias deficiências de canal. O projeto recorrerá a técnicas clássicas e baseadas em aprendizado de máquina aplicadas a dados experimentais capturados na universidade anfitriã.