[pt] Este trabalho propõe um estudo da PMD (Polarization Mode Dispersion) para um sistema com múltiplos comprimentos de onda. Para tanto, apresenta uma ferramenta computacional que permite simulações do comportamento do DGD (Dispersion Group Delay) em função da variação contínua temporal. Estes dados são validados através da comparação com simulações convencionais, em função do comprimento de onda. Também são apresentados métodos de controle de polarização e compensação de PMD utilizando o simulador temporal desenvolvido. Foram realizadas medidas experimentais analisando o sinal de potência de RF de saída e a polarização de saída do sinal para diferentes canais WDM (Wavelength Division Multiplex). / [en] This work proposes a PMD (Polarization Mode Dispersion) study in WDM communications systems. A simulation tool for the calculation of the statistics and correlations of PMD-related variables in time domain is presented here. Calculations are performed in time domain, allowing the simulation of the temporal evolution of differential group delay (DGD), principal states of polarization (PSP) among others. Results are validated with predictions from spectral calculations. A polarization control and a PMD mitigation scheme are also presented.

[pt] Um sistema de interrogação de sensores a rede de Bragg utilizando multiplexação no tempo e multiplexação no comprimento de onda é proposto e demonstrado. O sistema apresenta uma solução para a medição de grandezas associadas ao espectro de reflexão de redes de Bragg, possibilitando o aumento do número de sensores a rede de Bragg monitorados através de grandes distâncias em uma mesma fibra óptica, sem um aumento significativo dos custos. O aspecto inovador deste sistema reside na particular associação das seguintes características: o uso de fonte pulsada de banda larga, a disposição, em série, de um grande número de sensores a rede de Bragg de baixa refletividade, a técnica de reutilização dos mesmos comprimentos de onda nominais em grupos contendo vários sensores com comprimentos de onda nominais distintos e um processo de filtragem espectral e análise de sinais pulsados utilizando o filtro DWDM comercial. Aspectos teóricos e experimentais considerando os princípios de trabalho desta técnica são discutidos. Comparações entre resultados simulados e experimentais do sistema implantado mostram boa concordância. Resultados experimentais apontam uma faixa dinâmica de 1,7 nm, podendo encontrar aplicações em medição de temperatura com uma faixa de 150°C. Incertezas com valores médios abaixo de 20 picometros foram obtidas. Simulações experimentais apontam a possibilidade de utilização de um número de aproximadamente 70 sensores com 0,4% de refletividade, por comprimento de onda. Considerando a largura de banda do dispositivo DWDM (1539- 1565 nm) utilizado neste sistema, e um espaçamento de 7 nm por comprimento de onda nominal de sensor, extrapolações mostram que este número pode chegar a 210 sensores em três diferentes comprimentos de onda nominais de sensor. Considerando as bandas C e L este número pode chegar a aproximadamente 1000 sensores em 14 diferentes comprimentos de onda nominais de sensor. / [en] An interrogation system of fiber Bragg grating sensors using time division multiplexing and wavelength division multiplexing is proposed and demonstrated. The system presents a solution to measure the magnitudes associated to the reflection spectrum of the fiber Bragg gratings, making possible to increase the number of the Bragg gratings sensors monitored through large distances at the same fiber optic, without a great increase in the costs. The innovative aspect of this system is the particular association of the following characteristics: the use of a pulsed broad band source, the disposition, in series, of a large number of low reflectivity Bragg gratings sensors, the reusing technique of the same nominal wavelengths in groups containing several numbers of sensors with distinct nominal wavelengths, and a spectral analyzing and filtering process of pulsed signals using a commercial DWDM filter. Theoretical and experimental aspects regarding the working principles of this technique are discussed. Comparisons between experimental and simulated results show a good agreement. Experimental results indicate that a dynamic range of 1,7 nm was obtained. It can be used in temperature measurement systems, with a 150°C range. Uncertainties equivalent to approximately 20 picometers was obtained. Experimental simulations indicate that it would be possible to use a number of approximately 70 sensors with 0,4% reflectivity at each nominal sensor wavelength. Considering the DWDM filter bandwidth (1539-1565 nm) used in this system, and a spectral separation of 7 nm by nominal sensor wavelength, extrapolations indicate that a number of 210 sensors can be obtained, in three different nominal sensor wavelength. Using the C-band and the L-band, a number of 1000 sensors can be obtained, in fourteen different nominal sensor wavelength.

[pt] Esta dissertação tem como objetivo explorar as possibilidades de introdução de inteligência na camada física de uma Rede Óptica de Telecomunicações, visando a sua aplicação futura. A utilização de subportadoras de RF - introduzidas no domínio óptico através de moduladores Mach-Zehnder -, associada a tecnologias de múltiplo acesso óptico, permite a construção de mecanismos de proteção, restauração, endereçamento, qualidade de serviço e gerenciamento TMN, na camada física. A vantagem da solução proposta reside no aumento de velocidade de operação da rede, bem como na redução do custo e da complexidade de seu gerenciamento, uma vez que nesta configuração os pacotes de informação são abertos somente ao atingirem seu nó destino. Os resultados obtidos sugerem que esta configuração pode ser utilizada para a operação e o gerenciamento de toda uma rede óptica de altíssima velocidade. / [en] The objective of this work is to explore the possibilities of built-in intelligence embedded in the physical layer of an Optical Telecommunications Network, aiming at its future applications. The use of RF subcarriers - introduce above the optical payload through Mach-Zehnder modulators -, associated with multiple acess technologies, allows for protection, restoration, addressing, Quality of Service and TMN management network complexity and cost, while increasing its operational speed, since this approach allows data packages to be opened only when they reach their destination node. The results obtained suggest that this arrangement could be used for networking and management of ultra-high-speed optical systems.

[pt] Este trabalho apresenta as principais características de um sistema telefônico de voz baseado na tecnologia TDM e de um sistema de comunicações ópticas baseado em no protocolo Ethernet. Os dois sistemas são comparados economicamente. A solução Ethernet foi então escolhida e avaliada para ser instalada priorizando sua utilização na área central do Rio de Janeiro em aplicações corporativas. Aplicações residenciais também foram avaliadas, com menor ênfase. / [en] This work shows the legacy telephone system and optical communication system based on the Ethernet protocol major characteristics, compares both in technical and economically aspects. Then, the implementation of an optical network based on the Ethernet protocol in some areas of Rio de Janeiro is assessed.

[pt] O ruído interferométrico é um fator limitante cada vez mais importante nos sistemas óticos, principalmente nas ligações de longa distância em redes óticas transparentes. O presente trabalho analisa modelos para este tipo de ruído, dando um tratamento matemático novo para o modelo não-gaussiano. A teoria matemática é desenvolvida em detalhes e comrigor. O modelo gaussiano foi usado a fim de fazer previsões quanto aos valores de chão da taxa de erro de bits. Os dois modelos foram simulados em computador e comparados com os testes realizados em laboratório e os resultados são apresentados. / [en] The interferometric noise is becoming a serious limiting factor in optical systems,notably on long distance connections in transparent optical networks. The present work analyzes models for this kind of noise, giving a new mathematical treatment to the non-gaussian model. The mathematical theory is developed in detail and rigorously. The gaussian model was used in order to make predictions relative to bit error rate floors. Both models were simulated in computer and compared with the tests made in laboratory and the results are presented. / [es] EL ruido interferométrico es un factor limitante cada vez más importante en los sistemas ópticos, principalmente en las llamadas a larga distancia en redes ópticas transparentes. EL presente trabajo analiza modelos para este tipo de ruido, dando un nuevo tratamiento matemático para el modelo no gausiano. La teoría matemática es desarrollada en detalles y con rigor. EL modelo gausiano fue usado para efectuar previsiones de las cotas inferiores de la tasa de error de bits. Los dos modelos fueron simulados en computador y comparados con las priuebas de laboratorio y se presentan los resultados.

[pt] Este trabalho apresenta um sistema de interrogação de sensores a rede de Bragg em fibras ópticas, baseado em reflectometria no domínio do tempo e filtros fixos a rede de Bragg. Utilizando uma fonte de luz pulsada, a posição espectral do sensor é relacionada à razão da intensidade dos pulsos, tornando a detecção independente de variações de intensidade. São abordados aspectos teóricos e experimentais referentes aos princípios de funcionamento desta técnica. Uma vez que a filtragem é feita com redes de Bragg, apenas um circuito de fotodetecção é utilizado e um número reduzido de acopladores/circuladores ópticos é necessário, o sistema possibilita reduzir consideravelmente o custo para a interrogação de um conjunto de sensores. A utilização de apenas um circuito de fotodetecção apresenta a vantagem de manter as mesmas características para todos os pulsos, minimizando influências externas neste circuito como, por exemplo, variações da temperatura ambiente. Foi montada uma bancada de testes para a interrogação de seis sensores. Comparações entre os resultados experimentais e simulados mostram boa concordância. Extrapolações indicam que seria possível interrogar sensores com uma variação espectral de 2 nanômetros, com incertezas menores que 10 picometros, o que é adequado para sensores de temperatura. Análises de interferência entre dois canais adjacentes mostram pouca influência entre eles e são apresentadas opções para diminuir essa interferência. / [en] This work presents a system for the interrogation of fiber- optic Bragg grating sensors based on time domain reflectometry and Bragg grating fixed filters. Using a pulsed light source, the spectral position of the sensor is related to the ratio of two pulses intensities, making detection independent of intensity variations. Theoretical and experimental aspects regarding the working principles of this technique are discussed. Since filtering is accomplished with Bragg grating so that only one photodetection circuit is used and a reduced number of optic couplers/circulators are needed, the system provides a considerable reduction in the cost of interrogation for a set of sensors. Using only one photodetection circuit also has the advantage of maintaining the same characteristics for all pulses, thus minimizing external influences in this circuit, such as variations in the environment temperature. A test stand was assembled for the interrogation of six sensors. Comparisons between experimental and simulated results show a good agreement. Extrapolations indicate that it would be possible to interrogate sensors with a spectral variation of 2 nanometers, with uncertainties lower than 10 pm, which is adequate for temperature sensors. Cross talk analyses between two adjacent channels show small influence between them, and approaches to reduce this interference are presented.