[pt] O presente trabalho apresenta uma estrutura balanceada em quadratura para linearização de amplificadores de potência em RF e microondas. Várias técnicas de linearização têm sido utilizadas para reduzir a intermodulação. Alguns exemplos, tais como Feedback, Pre-distorsion e Feedforward, podem ser mencionados. A característica ímpar de nosso arranjo é que ele não precisa de ajustes, enquanto que os outros métodos precisam. A desvantagem de nosso arranjo é que ele reduz apenas os produtos de intermodulação de terceira ordem. Um trabalho prático foi conduzido, mostrando que nosso arranjo é capaz de reduzir o conteúdo de intermodulação de terceira ordem em até 17 dB. / [en] The present work introduces a quadrature balanced structure for linearization of RF and microwave amplifiers. Several linearization techniques have been used to reduce intermodulation products. Some examples such as Feedback, Pre-distorsion and Feedforward may be mentioned. The unique feature of our arrangment is that it does not need adjustments, while the other methods do. The drawback of our arrangement is that it only reduces the third-order intermodulation products. A pratical work was carried out, showing that our arrangement is able to reduce the third-order intermodulation content up to 17 dB. / [es] EL presente trabajo presenta una extructura balanceada en cuadratura para linealización de amplificadores de potencia en RF y microondas. Varias técnicas de linealización han sido utilizadas para reducir la intermodulación. Algunos ejemplos como Feedback, Pre-distorsion y Feedforward, pueden ser mencionados. La principal ventaja de nuestro arreglo frente a los otros métodos es que éste no precisa de ajustes. La desventaja de nuestro arreglo es que reduce solamente los produtos de intermodulación de tercer orden. Se condujo un trabajo práctico, mostrando que nuestro arreglo es capaz de reducir el contenido de intermodulación de tercera orden en hasta 17 dB.

[pt] Neste trabalho, uma análise do fenômeno de mistura de quatro ondas (FWM) em sistemas ópticos multicanais é apresentada. Inicialmente, uma série de simulações determina as limitações impostas aos sistemas ópticos, sendo adotado um nível máximo de crosstalk permitido. Em seguida, os diversos parâmetros que influenciaram a eficiência da geração de FWM são estudados detalhadamente, com resultados apresentados em forma de gráficos. Nestes últimos, o nível de FWM obtido é especificado em função da potência de entrada por canal, comprimento do enlace, número de canais, presença de amplificadores, número de amplificadores e dispersão cromática da fibra utilizada. Um breve estudo discute a deterioração da qualidade do serviço, causada pro FWM, em redes ópticas. O trabalho se encerra com algumas aplicações que utilizam, de forma favorável, o fenômeno de FWM. / [en] This work adresses the four-wave mixing (FWM) issue in optical multichannel systems. First, some simulations are carried out for specifying which are the optical system limitations coping with a maximum allowed crosstalk level. Next, the different parameters affecting the FWM are throughly studied, with these last pertinent results being graphicallly presented. In these, the obtained FWM levels are specified as a function of the channel input power, link span, channel rumber, presence of amplifiers, number of amplifiers and fiber chromatic dispersion. A concise discussion, concerning the quality of service deterioration on optical networks, due to FWM, is also presented. The work is finally closed by presenting some applications that favorably use the FWM phenomena.

[pt] O uso de amplificadores a fibra dopada, principalmente o amplificador a fibra dopada com érbio (EDFA), permitiram um grande avanço no desenvolvimento das comunicações ópticas e, o uso de ferramentas para caracterizar estes dispositivos é de grande importância. A técnica de reflectometria óptica no domínio da freqüência (OFDR), é bastante eficiente por se tratar de uma técnica não destrutiva e possibilitar a caracterização do ganho através de medidas de ganho distribuído em fibras dopadas. Neste trabalho foi construído um sistema OFDR sintonizável permitindo medidas em diferentes comprimentos de onda, para caracterização de EDFA, operando na banda C (1530-1565 nm) e L (1565-1610 nm), e também fibras dopadas com túlio, operando na banda S (1450-1530 nm). Graças a estas medidas, foram feitos estudos de diversos esquemas de bombeamento e diferentes topologias visando um melhor entendimento e desempenho dos dispositivos, sempre de forma não destrutiva. / [en] The use of doped fiber amplifiers, especially erbium doped- fiber amplifier (EDFA), has been permitted a great advance in optical communications development, and the use of some tools to characterize these devices has a great importance. The optical frequency domain reflectometry technique (OFDR) is very efficient because it is a non-destructive technique and allows the characterization of the gain through distributed gain measurements. In this work a tunable OFDR system was built permitting to perform measurements in different wavelengths, for characterization in EDFA working in C (1530-1565 nm) and L (1565-1610 nm) bands, as well as Thulium doped fibers operating in S (1450-1530 nm) band. Thanks to these measurements, some different pump schemes studies have been made and also different amplifier topologies to find a best device performance, always in a non-destructive way.

[pt] Nas redes ópticas que contém EDFAs (amplificadores à fibra dopada com Érbio), a característica variável do tráfego faz com que a potência de entrada do amplificador oscile, causando rápidas flutuações de ganho que podem inviabilizar a transmissão de dados nos canais WDM (multiplexados por divisão de comprimento de onda) co-propagantes. As variações de tráfego podem ser lentas, quando originadas pela adição ou remoção de canais WDM em qualquer nó da rede (roteamento dos canais WDM), ou rápidas, quando causadas pela transmissão aleatória de pacotes ou rajadas de dados através da rede. Logo, para alcançar uma alta qualidade de transmissão é necessário garantir a operação estável do EDFA, independentemente da natureza das variações de sua potência de entrada. Por isto, nós otimizamos o desempenho da técnica da oscilação laser em anel para controlar o ganho do EDFA, empregando dois comprimentos de onda espectralmente opostos, um acima e outro abaixo da banca C. A partir da ótima estabilidade de ganho alcançada com o emprego desta técnica de controle em uma unidade amplificadora, implementamos um sistema de armazenamento de sinais ópticos com ótimo desempenho e mostramos como minimizar as flutuações de ganho acumuladas após muitos EDFAs em cascata, tornando os enlaces ópticos de longo alcance mais eficientes. / [en] In optical networks containing EDFAs (Erbium-Doped Fiber Amplifiers), the variable traffic characteristic lead the input power to the amplifier to oscillate and cause fast time-dependent gain fluctuations that can impair the transmission of data on co-propagating WDM (Wavelength Division Multiplexing) channels. Traffic variatons can be slow, when originated by add or drop of WDM channels at any network node (WDM routing), or fast, when come from random transmission of packet/burst data through the network. Consequently, to reach a high quality transmission it is necessary to ensure a stable EDFA operation, regardless the nature of its input power variations. Therefore, we optimized the performance of the ring-laser technique to clamp the EDFA gain, using two spectrally oposite lasing wavelengths, one above and another below the C-band. Based on the excellent gain stability reached with the employment of this gain control technique over one amplifier unit, we assembled a high-performance alloptic buffer memory and showed how to miminize the accumulated gain fluctuations after many cascaded EDFAs, enabling more efficient long distance optical links.

[pt] As redes ópticas passivas de nova geração 2 (NG-PON2) estão estudando e considerando o WDM-PON (Wavelength-Division-Multiplexed Passive Optical Networks) como a nova arquitetura para as redes de acesso, é provável que esta arquitetura seja adotada num futuro como o padrão. No entanto, algumas instalações já foram realizadas em todo o mundo, a maior parte delas na Coréia do Sul. Com o objetivo de reduzir os custos de operação (OPEX) e garantir a qualidade do serviço (QoS) um sistema de supervisão e localização de falhas é necessário. Neste trabalho é proposto e demonstrado um OTDR sintonizável (Optical Time-Domain Reflectometer) para realizar o monitoramento de redes WDMPON em serviço. O método apresentado é provado para diferentes fontes laser sintonizáveis CW (Continuous Wave) e utiliza um amplificador óptico semicondutor (SOA) como comutador para o sinal de prova. O sistema de monitoramento é provado experimentalmente numa rede WDM-PON simulada no laboratório a qual utiliza um AWG (Arrayed Waveguide Grating) como distribuidor. Os resultados foram melhorados utilizando diferentes métodos para mitigar os efeitos de interferência. / [en] The Next Generation Passive Optical Network 2 (NG-PON2) is considering and studying wavelength-division-multiplexed passive optical networks (WDM-PONs) as the new architecture for access networks, this architecture is likely to be adopted in near future as standard. However some deployments have been achieved worldwide, most of them in South Korea. In order to lower the operational expenditure (OPEX) and guarantee quality-of-service (QoS) an in-service monitoring and fault localization system is required. We propose and demonstrate a tunable optical time-domain reflectometer (T-OTDR) for in-service monitoring of (WDM-PONs). The proposed method is proved for different continuous wave tunable laser sources (CW TLS), and uses semiconductor optical amplifier (SOA) as a switch for the probe signal. This monitoring system is experimentally proved in a simulated WDMPON employing a cyclic AWG (Arrayed Waveguide Grating) as wavelength distributor. We improve the results using different methods to mitigate the interference effects.

[pt] Diferentes tipos de lasers podem ser usados para gerar pulsos de luz com uma ampla faixa de durações de pulso, energias e potências de pico. As técnicas de Q-switching e mode-locked são relatadas há anos por vários autores e pesquisadores e são frequentemente utilizadas na geração de lasers de pulso ultracurto com duração de pulso no domínio do tempo na faixa de nanossegundos até femtossegundos. Uma configuração, com ganho fornecido por um amplificador óptico semicondutor (SOA) e amplificador de fibra dopada com érbio (EDFA) é proposta e emprega a técnica de gerenciamento de dispersão para gerar um trem de pulsos ópticos exibindo alta potência de pico, taxa de repetição ultra-baixa e largura temporal curta, habilitando que este laser seja usado como uma fonte para aplicações de alta resolução em reflectometria óptica no domínio do tempo (OTDR). A operação mode-locked é conhecida por ocorrer apenas em lasers ordenados padrão por um longo tempo e até recentemente foi encontrado também em lasers de fibra aleatórios desordenados (RFL). Embora tenha havido progresso no sentido de travar modos espaciais e longitudinais em lasers aleatórios, a literatura carece de relatos sobre geração de pulsos limitada por transformada de Fourier, apesar das muitas décadas de campo. O autor demonstra experimentalmente um mode-locked random fiber laser (MLRFL) operando como um refletômetro óptico de domínio do tempo sensível à fase. Aqui, a saída total do laser fornece o sinal de detecção, em contraste com o pequeno sinal retroespalhado medido em um OTDR convencional. O laser opera como um sensor acústico distribuído (DAS) e sensor de temperatura distribuído (DTS). / [en] Different types of lasers can be used to generate light pulses with a wide range of pulse durations, energies and peak powers. Q-switching and mode-locked techniques have been reported for years by several authors and researchers and are frequently used in the generation of ultra-short-pulse lasers with time-domain pulse durations from the nanosecond to femtosecond range. A configuration, with gain provided by a semiconductor optical amplifier (SOA) and erbium-doped fiber amplifier (EDFA) is proposed and employ the dispersion management technique to generate a train of optical pulses exhibiting high-peak-power, ultralow repetition rate, and fast temporal width, enabling this laser to be used as a source for high-resolution optical time domain reflectometer (OTDR) applications. The mode-locking operation has been known to occur only in standard ordered lasers for a long time and until recently it was found to also occur in disordered random fiber lasers (RFL). Although progress has been made towards locking spatial and longitudinal modes in random lasers, the literature lacks reports on Fourier transform-limited pulse generation despite the many decades of the field. The author experimentally demonstrates a mode-locked random fiber laser (MLRFL) operating as a lasing phase-sensitive optical time domain reflectometer based on random feedback from a sensing fiber. Here, the full output of the laser provides the sensing signal, in contrast to the small backscattered signal measured in a conventional OTDR. The laser operates as a distributed acoustic sensor (DAS) and distributed temperature sensor (DTS).