Control de la dispersión en fibra óptica mediante redes de difracción

Abstract

La proliferación de redes de comunicaciones que hacen uso de la transmisión a través de fibra óptica ha dado paso a capacidades de transmisión de datos inimaginables hasta la aparición de este medio. Ello no es óbice para que continúe existinendo una incesante demanda de capacidad de transmisión. El control de la dispersión es un factor fundamental, tanto en la mejora de las prestaciones de los sistemas ya instalados, como en el diseño y creación de nuevos sistemas. La introducción de amplificadores de fibra dopada con erbio y las transmisiones a 1.55 micras han hecho de la dispersión el principal problema en los sistemas ya instalados que hacen uso de fibra convecional. Al mismo tiempo, el descubrimiento de los sistemas de comunicaciones solitónicos con dispersión controlada y las posibilidades que éstos ofrecen de incrementar la capacidad del canal, obligan a prestar atención a los diferentes métodos de control de dispersión, con objeto de buscar configuraciones óptimas para las comunicaciones de gran capacidad a larga distancia. Las redes de difracción en fibra óptica son dispositivos pasivos extremadamente versátiles, utilizados con profusión en el campo de las comunicaciones ópticas. En esta tesis doctoral se analizan sus ventajas como dispositivos compensadores de dispersión en sistemas similares a los comúnmente instalados frente a otros métodos más tradicionales, y se estudia la aplicación de redes de difracción a las comunicaciones solitónicas con dispersión controlada, donde la respuesta casi lineal de estos instrumentos los hace idóneos para reducir la interacción entre pulsos consecutivos. Igualmente se muestra cómo en esta clase de sistemas, y al contrario de lo que sucede haciendo uso de otros métodos, se generan de modo natural, bajo ciertas condiciones, pulsos multisolitónicos con pequedña distancia entre picos contiguos, que se propagan a distancias indefinidamente largas sin más limitación que la inestabilidad del fondo. El mecanismo de formación y las características de estos estados multisolitónicos se estudian analítica y numéricamente. CONTENIDOS: 1. Estudio mediante una simulación numérica realista de la compensación de dispersión con redes de difracción con chirp lineal en un sistema de 100 Km de fibra convencional con señal NRZ modulada a 10 Gbit/s proveniente de un láser de semiconductor. Comparación con estudios previos basados en otros métodos de compensación de dispersión. 2. Aplicación de redes de difracción con chirp lineal a sistemas de comunicaciones solitónicos con dispersión controlada, con especial énfasis en la reducción de interacción entre pulsos contiguos en sistemas de varias decenas de Gbit/s por canal que propagan la señal a distancias de decenas de Mm. 3. Estudio y caracterización de los pulsos multisolitónicos descubiertos a raíz de la introducción de redes de difracción como dispositivo controlador de dispersión en dichos sistemas. 4. Estudio de la robustez de estas soluciones mulsolitónicas frante a las posibles diferencias experimentales entre redes de difracción supuestamente idénticas y a la presencia de dispersión de tercer orden en la fibra.