Made available in DSpace on 2014-06-12T18:02:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo628_1.pdf: 2760892 bytes, checksum: 4f4d01b62e823ef377d8dde927160f8b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Esta tese está dividida em duas partes. Na primeira parte da tese estudamos as propriedades ópticas não lineares de monocamadas de partículas de ouro com tamanhos nanométricos depositadas por sputtering DC e filmes finos com nanoestruturas de ouro/sílica com 1 micrômetro de espessura preparados por co-sputtering RF ambos os materiais depositados sobre substratos dielétricos. As propriedades ópticas não lineares destes materiais foram determinadas usando a técnica de varredura Z para um comprimento de onda de excitação de 800 nm com 150 fs de largura temporal do pulso. A técnica de varredura Z permite a determinação dos índices de refração e absorção não linear simultaneamente usando um único feixe. Devido ao uso de um laser com alta taxa de repetição (76 MHz), foi usada a técnica de varredura Z com controle do efeito térmico ou acumulativo, desenvolvida no nosso laboratório em 2007, que permite separar os efeitos não lineares de origem eletrônica (rápidos) dos demais efeitos (lentos). Para os filmes de ouro preparados pela técnica de sputtering, foram obtidos valores de n2 (índice de refração não linear) da ordem de 10−11 a 10−12 cm2/W bem como valores da ordem de 10−7 e 10−6 cm/W para o α2(índice de absorção não linear). Para os filmes preparados pela técnica de co-sputtering RF foram obtidos valores da ordem de 10−11 e 10−9 cm2/W para o n2. Os efeitos do tratamento térmico dos filmes na não linearidade óptica também foram explorados. Na segunda parte da tese foi estudado o impacto do uso da amplificação Raman em fibras ópticas no meio óptico de transmissão de um sistema híbrido de distribuição de sinais de radio frequência (RF) em médias e longas distâncias usando fibras ópticas. Este sistema chamado RF-sobre-fibra surgiu há algum tempo como alternativa para o crescente aumento das comunicações baseados em tecnologia como GSM, 3G, Wi-fi e WiMAX, que utilizam frequência de operação no intervalo de 1GHz a 10GHz. Medidas foram realizadas usando um amplificador Raman montado no laboratório e as figuras de mérito obtidas mostram que a amplificação Raman é uma técnica adequada para operar nestes tipos de sistema

O surgimento de novos serviços que requerem uma largura de banda cada vez maior, bem como o crescente número de usuários de tais serviços, têm introduzido desafios às empresas operadoras de telecomunicações em sua capacidade de atender a estas demandas sem perda apreciável da qualidade de serviço e mantendo, ainda assim, os custos num nível aceitável pelos usuários. Neste contexto, redes ópticas passivas (PONs) vêm atraindo grande interesse em anos recentes. Na sua variante de longo-alcance, as redes PON permitem uma consolidação do uso dos equipamentos e centrais de serviço requeridos, reduzindo custos operacionais e de instalação. Uma das formas de atingir este maior alcance dá-se por meio da inserção de amplificadores ópticos nas redes de acesso. Neste trabalho, portanto, estudaram-se alguns tipos de amplificadores ópticos e suas possíveis aplicações em redes de acesso, levando a topologias de longo alcance e alta capacidade. Foram realizadas avaliações experimentais de um extensor, baseado em amplificadores ópticos semicondutores (SOAs), na rede GPON do CPqD, sob a Meta 3 do Projeto GIGA, possibilitando a obtenção de uma topologia do tipo Fiber-to-the-Building (FTTB) com 80 km de extensão e 128 usuários atendidos por uma única central de serviço. Além dessas validações experimentais, foram simulados computacionalmente SOAs com características otimizadas bem como sistemas que utilizam fibras dopadas com érbio bombeadas remotamente, sendo que nestes últimos, atingiram-se distâncias superiores a 100 km. / The emergence of new services which require an increasing bandwidth, as well as the growing number of users of such services, have introduced challenges to the network operators in regard to their capacity of supporting these demands with no penalty on the required quality of service, while keeping the costs at an acceptable level for the users. In this context, passive optical networks (PONs) have attracted a great deal of interest in recent years. In the long-reach configuration, PON networks allow for a consolidation of equipament usage, reducing operational and installation costs. One way to achieve this longer reach is by the insertion of optical amplifiers in the access network. Therefore, in our work, we have investigated several optical amplifier configurations, as well as their application in access networks, leading to longreach and high capacity network topologies. Experimental evaluations of an extender, based on semiconductor optical amplifiers, were carried out in the CPqD GPON network, under Goal 3 of GIGA Project, allowing the achievement of a Fiber-to-the-Building (FTTB) topology with 80km of extension and 128 users served by a single central office. Besides these experimental validations, were simulated computationally SOAs with optimized characteristics as well as systems using remotely pumped erbium-doped fibers, whereas in the latter were reached distances exceeding 100 km.

O surgimento de novos serviços que requerem uma largura de banda cada vez maior, bem como o crescente número de usuários de tais serviços, têm introduzido desafios às empresas operadoras de telecomunicações em sua capacidade de atender a estas demandas sem perda apreciável da qualidade de serviço e mantendo, ainda assim, os custos num nível aceitável pelos usuários. Neste contexto, redes ópticas passivas (PONs) vêm atraindo grande interesse em anos recentes. Na sua variante de longo-alcance, as redes PON permitem uma consolidação do uso dos equipamentos e centrais de serviço requeridos, reduzindo custos operacionais e de instalação. Uma das formas de atingir este maior alcance dá-se por meio da inserção de amplificadores ópticos nas redes de acesso. Neste trabalho, portanto, estudaram-se alguns tipos de amplificadores ópticos e suas possíveis aplicações em redes de acesso, levando a topologias de longo alcance e alta capacidade. Foram realizadas avaliações experimentais de um extensor, baseado em amplificadores ópticos semicondutores (SOAs), na rede GPON do CPqD, sob a Meta 3 do Projeto GIGA, possibilitando a obtenção de uma topologia do tipo Fiber-to-the-Building (FTTB) com 80 km de extensão e 128 usuários atendidos por uma única central de serviço. Além dessas validações experimentais, foram simulados computacionalmente SOAs com características otimizadas bem como sistemas que utilizam fibras dopadas com érbio bombeadas remotamente, sendo que nestes últimos, atingiram-se distâncias superiores a 100 km. / The emergence of new services which require an increasing bandwidth, as well as the growing number of users of such services, have introduced challenges to the network operators in regard to their capacity of supporting these demands with no penalty on the required quality of service, while keeping the costs at an acceptable level for the users. In this context, passive optical networks (PONs) have attracted a great deal of interest in recent years. In the long-reach configuration, PON networks allow for a consolidation of equipament usage, reducing operational and installation costs. One way to achieve this longer reach is by the insertion of optical amplifiers in the access network. Therefore, in our work, we have investigated several optical amplifier configurations, as well as their application in access networks, leading to longreach and high capacity network topologies. Experimental evaluations of an extender, based on semiconductor optical amplifiers, were carried out in the CPqD GPON network, under Goal 3 of GIGA Project, allowing the achievement of a Fiber-to-the-Building (FTTB) topology with 80km of extension and 128 users served by a single central office. Besides these experimental validations, were simulated computationally SOAs with optimized characteristics as well as systems using remotely pumped erbium-doped fibers, whereas in the latter were reached distances exceeding 100 km.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:37:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jair Fiuza - EE2006.pdf: 870543 bytes, checksum: 939198dd0585c5cbae3d86adf6c858cc (MD5) Previous issue date: 2006-08-29 / The performance of a distributed Raman amplifier at S - Band using the TrueWave® Reach Low Water Peak fiber in a 100km span is analyzed through numerical simulations. The manufacturer, the OFS Fitel Denmark Ap, has experimentally characterized the physical parameters of the fiber, such as, attenuation, dispersion and Raman gain efficiency at Band - S. The low fiber attenuation around pump wavelength region, around 0,34dB/km at 1370nm, allow the achievement of approximately 10dB over 70nm in the S - Band − using 4 (four) pump lasers with pump power on the order of tenth of mWatts . / O desempenho de um amplificador Raman distribuído na Banda - S utilizando a fibra óptica TrueWave® Reach Low Water Peak em um enlace de 100km é analisado através de simulações numéricas. O fabricante, a OFS Fitel Denmark Ap, caracterizou experimentalmente os parâmetros físicos da fibra óptica, tais como atenuação, dispersão, e eficiência de ganho Raman na Banda - S. A baixa absorção dessa fibra óptica na região espectral onde se localizam os lasers de bombeamento, em torno de 0,34dB/km, para 1370nm, permite a utilização de 4 lasers de bombeamento com potências da ordem de dezenas de mWatts, para garantir um ganho on-off da ordem de 10dB em 70nm (1460 a 1530nm) na Banda - S.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:38:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Igor da Silva Ramos.pdf: 1622777 bytes, checksum: 186a77eaabf846baf8466f41da580a23 (MD5) Previous issue date: 2009-02-03 / Fundo Mackenzie de Pesquisa / This work studies, through systemic modeling a microstructured optical fiber used in a module for dispersion compensation and Raman amplification for optical communication systems. The use of this device compensates the dispersion in a range of frequencies not covered by conventional dispersion compensating fibers and, simultaneously, amplifies the signal in order to reach longer transmission distances. In particular, dispersion compensation and amplification is demonstrated in the O Band (1260 nm up to 1360 nm) for systems operating at 10 and 40 Gbps. For this purpose, the parameters of a real microstructured optical fiber model are used in the VPI TransmissionMaker numerical simulation software through which is possible to evaluate the performance of the device. The performance evaluation is carried out through Bit Error Rate (BER) as a function of link distance and transmission channel wavelength. / Este trabalho estuda através de modelamento sistêmico, uma fibra óptica microestruturada utilizada em um módulo de compensação de dispersão e amplificação Raman de sistemas ópticos. O uso deste dispositivo compensa a dispersão em faixas de freqüência não cobertas por fibras de compensação de dispersão convencionais e simultaneamente amplifica o sinal a fim de permitir maiores distâncias de transmissão. Em particular, compensação de dispersão e amplificação são demonstradas na banda O (1260 nm a 1360 nm) para sistemas operando a taxas de 10 e 40 Gbps. Para isso, são utilizadas as características de um modelo de fibra microestruturada real no software de simulação numérica VPI TransmissionMaker por meio do qual é possível avaliar o desempenho deste dispositivo. A avaliação de desempenho é feita através de curvas de taxa de erro de bits (BER, do inglês Bit Error Rate) em função do comprimento do enlace e comprimento de onda do canal de transmissão.