R ENDIMIENTO SOBRE EL C ANAL C ENTRAL : 193.1 TH Z

Configurando un plan de frecuencias de 8 canales entre 192.5 THz y 193.9 THz con saltos entre canales de 0.2 THz, se podrá analizar el rendimiento de todas modulaciones bajo las mismas condiciones de trabajo (200 GHz de separación mínima para las señales binarias de 100 Gb/s). En los receptores ópticos se emplea detección directa para todos los formatos, de manera que como ya es costumbre, en las modulaciones de fase se tratarán exclusivamente las de versión diferencial, DPSK y DQPSK, las únicas que permiten este tipo de detección ya que PSK y QPSK requieren detección coherente.

Como cada modulación digital tiene diferentes sensibilidades y además el BER obtenido depende de la potencia óptica que se inyecte a la fibra, se estudiará su evolución con la potencia lanzada por el transmisor, analizando tanto el régimen lineal como el no lineal.

Examinando la probabilidad de error obtenida en el canal central, completamente compensado, la primera conclusión sacada es que en términos de rendimiento podrían ser empleados todos los formatos de modulación (figura 4.34). Estableciendo un BER límite de 10-12_{, todas las}

señales cumplen prácticamente entre 0 y 10 dBm de potencia por canal. No obstante, si se analiza la gráfica con un poco más de detenimiento es fácil darse cuenta de que unos formatos ofrecen mejores prestaciones que otros.

Lo primero que salta a la vista es el BER mínimo obtenido con cada modulación. En este sentido las señales DPSK y CSRZ destacan sobre el resto. Son las que ofrecen el mejor equilibrio entre sensibilidad y tolerancia a las no linealidades de la fibra. 50% RZ-DQPSK es la más tolerante a las no linealidades pero aporta una sensibilidad menor que DPSK y CSRZ, por eso el BER mínimo obtenido con ella es peor.

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Además, se puede aprovechar dicha gráfica para reevaluar la tolerancia a las no linealidades de la fibra viendo qué formatos alcanzan más tarde el BER mínimo. Coincidiendo con los resultados de la gráfica 4.33, las señales CSRZ, 50% RZ-DPSK y 50% RZ-DQPSK son las más tolerantes al IXPM e IFWM ya que requieren más potencia para alcanzar el régimen no lineal. Pero el rendimiento del canal central no se debe medir atendiendo al BER mínimo obtenido o a su tolerancia a las no linealidades de la fibra. Con una probabilidad de error de bit máxima permitida de 10-12_{, los formatos que mejores prestaciones ofrezcan sobre el canal central serán}

aquellos que tengan un rango de potencias más amplio cumpliendo este requisito de calidad. A la izquierda de la gráfica el rendimiento queda limitado por cuestiones de sensibilidad en recepción y a la derecha el límite lo establece la degradación por IXPM e IFWM. Las modulaciones que muestran un mayor rango de potencias cumpliendo con el BER objetivo son

CSRZ, DPSK y DQPSK.

Figura 4.34: Comparación del rendimiento del canal central entre los diferentes formatos de modulación en un vano SSMF de 80 Km. Las conclusiones son idénticas para la fibra NZDSF+_{. De hecho la gráfica}

de BER x Potencia/canal será la misma en ambas, aunque en la de dispersión desplazada el régimen no lineal comenzará antes.

1,E-134 1,E-127 1,E-120 1,E-113 1,E-106 1,E-99 1,E-92 1,E-85 1,E-78 1,E-71 1,E-64 1,E-57 1,E-50 1,E-43 1,E-36 1,E-29 1,E-22 1,E-15 1,E-08 1,E-01 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Bi

t

Er

ror

R

at

e

(B

ER)

Rendimiento del Canal Central DWDM - 200 GHz grid NRZ 50% RZ CSRZ CRZ DB NRZ-DPSK 50% RZ-DPSK NRZ-DQPSK 50% RZ-DQPSK

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El análisis realizado no permite decantarnos claramente por unas modulaciones frente a otras ya que trabajando con potencias entre 0 y 10 dBm por canal se consigue una buena calidad a 193.1 THz con todas ellas. Pero no se debe olvidar que se parte de un sistema DWDM con una separación entre canales DWDM de 200 GHz, mientras que la tendencia actual es intentar conseguir una mayor eficiencia espectral en estas redes. Por lo tanto, si se reduce la separación entre canales a 100 GHz no todos los formatos lo aguantarán.

Una prueba de ello se ilustra en la siguiente gráfica. El formato NRZ-DPSK, que tan buenas prestaciones ofrecía anteriormente, ve cómo su rendimiento cae en picado en el canal central cuando se reduce la distancia entre canales a 100 GHz. Su baja EE hace inviable su uso en las nuevas redes DWDM. La caída del rendimiento se debe principalmente a la distorsión por filtrado en los multiplexores y demultiplexores de la red.

Figura 4.35: El formato (D)PSK no permite emplear una separación entre canales DWDM inferior a 200 GHz a tasas de bit de 100 Gb/s por canal óptico. Cálculo realizado sobre fibra NZDSF+_{, aunque el}

resultado no varía con la fibra SSMF.

A la mayoría de modulaciones binarias las pasa lo mismo. Únicamente las señales DB y (D)QPSK, con una EE superior a 1b/s/Hz, pueden integrarse sobre la rejilla de 100 GHz. El resto de modulaciones se deben descartar si se desea trabajar en redes DWDM con una mayor compactación entre canales. Recalculando la gráfica 4.34, pero ahora sobre una red DWDM- 100GHz grid, únicamente las señales DB y DQPSK cumplirán con la probabilidad de error objetivo de 10-12_. 0 2 4 6 8 10 12 14 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

P

ar

ám

etro

Q

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Figura 4.36: Comparación del rendimiento ofrecido por los diferentes formatos de modulación en el canal central de un sistema DWDM 100 GHz grid a tasas de 100 Gb/s. Cálculo realizado sobre un vano de 80 km con fibra SSMF.

Visto el rendimiento que muestra sobre un solo vano la modulación DB, con un BER muy cercano al límite establecido, es de esperar que este formato tampoco sirva para redes con más de un vano de transmisión, dado que la SNR se degradará paulatinamente debido a la acumulación de ruido ASE vano tras vano. Por lo tanto, la modulación (D)QPSK es la única que servirá para redes DWDM de 100 GHz entre canales y distancias de propagación multivano.