[pt] Este trabalho visa estabelecer na prática a estatística do ganho dependente da polarização (PDG-Polarization Dependent Gain) em sistemas ópticos com amplificação Raman. A amplificação Raman depende fortemente da polarização relativa entre os fótons de bombeio e de sinal, que tem que ser paralelas para máximo ganho [1]. Portanto, a birrefringência é um importante limitador de desempenho de sistemas de longa distância amplificados por esta técnica visto que modifica os estados de polarização de forma diferente para cada comprimento de onda. A birrefringência varia aleatoriamente de acordo com as flutuações do ambiente onde está a fibra óptica, dando origem à dispersão dos modos de polarização, efeito este conhecido pela sigla PMD. Alguns experimentos recentes mostraram que o amplificador Raman não só depende do estado de polarização do sinal de entrada, mas também que o valor da dependência do ganho com a polarização (PDG- Polarization Dependent Gain) flutua devido a natureza aleatória da PMD [4,5]. É importante conhecer a estatística da PDG, sua relação com a PMD e como a PDG pode ser reduzida a níveis aceitáveis. Nesse trabalho será medida experimentalmente a distribuição estatística da PDG em fibras de dispersão deslocada e os resultados comparados com as previsões teóricas dadas por [2]. / [en] Raman amplifiers are very attractive because they provide a large and relatively flat gain over a wide bandwidth while maintaining a small noise figure, and they can be made using regular silica fiber. However, the Raman Gain coefficient is polarization sensitive and can be up to ten times higher when the signal and pump polarization states are parallel rather than perpendicular [1]. Usually fibers present some degree of residual asymmetry - because the fiber core is slightly out-of-round, or because of mechanical stress on the deployed fiber - and this causes polarization mode dispersion. The light traveling along one polarization axis moves slower or faster than the light polarized along the other axis. This effect distorts the signal and causes polarization fluctuations along the fiber. As the Raman gain is higher when the signal and pump polarization states are parallel these fluctuations of the relative polarization between signal and pump vary the instantaneous value of the Raman gain. So the Polarization Dependence Gain (PMG) is directly related to the PMD. Several experimental studies have shown not only that the gain of raman amplifiers depends on the state of polarization of the input signal but also that this polarization-dependent gain (PDG) fluctuates over a wide range because of the random nature of polarization mode dispersion (PMD) [4,5]. It is important to know the statistics of PDG, its relationship to the PMD, and how the PDG can be reduced to acceptable low levels. In this letter we will demonstrate experimentally the statistical distribution of the PDG given by [2]. This In this work the polarization dependent gain (PDG) fluctuations due to PMD in Raman amplified optical transmissions is experimentally demonstrated.

[pt] Neste trabalho é apresentado um estudo do formalismo matemático para a teoria da polarização da luz, da dispersão dos modos de polarização e das perdas dependentes da polarização e de seus efeitos combinados. Medidas experimentais para caracterização dos parâmetros dos dispositivos que compõe a montagem experimental são apresentados, sendo aqui abordadas as técnicas de medida utilizadas. Um novo modelamento teórico para os efeitos combinados da dispersão dos modos de polarização e das perdas dependentes da polarização em sistemas ópticos analógicos é apresentado. Curvas teóricas e experimentais de distorção harmônica em função dos vários parâmetros envolvidos no modelamento comprovam a natureza interferométrica dos fenômenos avaliados. Medidas experimentais comprovam o correto modelamento teórico e demonstram que o modelamento matemático apresentado em [6], não contempla corretamente os fenômenos envolvidos. / [en] In this work is presented a study of mathematical formalism to polarization of light thory, of polarization mode dispersion and polarization dependent loss and of this effects combined. Experimental measurements to characterize the devices of experimental set-up are presented, and the measure technique are mentioned here. A new theorical model to combined effects of polarization mode dispersion and polarization dependent loss is presented. Theorical and experimental curves of hamonic distortion in function of many parameters involved in theorical model prove the interferometric nature of phenomenon. Experimental measurement demonstrate a perfect agreement with modeling developed and prove differences of 5 dB with modeling presented in [6].

[pt] Este trabalho apresenta o estudo e a realização de experimentos a fim de investigar os efeitos da PMD (Polarization Mode Dispersion) no controle de polarização implementado em um enlace de fibra óptica monomodo. Esse estudo permitirá a otimização de controladores de polarização em sistemas de transmissão que venham a utilizar multiplexação em polarização (PolMux) combinado a técnicas de UDWDM (Ultra Dense Wavelength Division Multiplexing), possibilitando o aumento da taxa de transmissão em um canal. Para tanto, foram realizadas medidas experimentais que demonstrem o desvio angular da polarização devido à descorrelação entre canais, através da análise da evolução da polarização do sinal óptico em função da PMD, do comprimento de onda e do espaçamento espectral; foram analisadas duas propostas para se utilizar no controle de polarização; estatísticas referentes à atenuação dos canais utilizados foram realizadas e também o cálculo da correlação com intuito de analisar como esses canais se relacionam. / [en] This work presents the study and conducting experiments to investigate the PMD (Polarization Mode Dispersion) effects in polarization control implemented in a single-mode fiber optic link. This study will allow the optimization of polarization controllers in transmission systems that will use polarization multiplexing (PolMux) combined with techniques like UDWDM (Ultra Dense Wavelength Division Multiplexing), and thereby to increase the transmission rate in a channel. Therefore, we performed experimental measurements showing the angular displacement of the polarization due to decorrelation between channels by analyzing the evolution of the polarization of the optical signal as a function of PMD, wavelength and the spectral spacing, analyzed using two proposals for the control of polarization, statistics of the fading channels used and also performed the calculate the correlation with the aim to analyze how these channels are related.

[pt] Neste trabalho é desenvolvido um modelamento matemático para os elementos que compõem um sistema de compensação de PMD de primeira ordem, visando obter alternativas de solução para a metodologia de controle do sistema de compensação. Um algoritmo de controle utilizando uma lógica simplificada, diferente das encontradas em outros sistemas de compensação, é desenvolvido. Os resultados das simulações matemáticas, das diferentes partes do sistema de compensação e do algoritmo de controle desenvolvido, são comparados com resultados experimentais, obtendo-se uma excelente concordância. Um protótipo de um compensador de PMD de primeira ordem, utilizando diferentes topologias de compensação, é implementado e os resultados experimentais apresentados. Os resultados experimentais obtidos demonstram que a performance do protótipo desenvolvido é melhor que à obtida com outros sistemas de compensação desenvolvidos por outros grupos de pesquisa [22, 60]. / [en] In this work a mathematical model for the elements of the first order compensation system is developed to obtain alternative solutions of control methodology of the compensator. A control algorithm, using a simplified logic, different from the ones found in other compensation systems, is developed. The mathematical simulations results of the implemented model for different parts of the compensation system and of the control algorithm are compared to the experimental results showing good agreement. A first order PMD compensation prototype is implemented, using different compensation topologies. The experimental results are presented, proving a better performance when compared to the experimental results obtained by other research groups [22, 60].