Modelagem de efeitos da dispersão cromática na transmissão de rádio sobre fibra utilizando fotônica de microondas

• Autor(a) principal: FERREIRA JÚNIOR, Antonio Alves
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)
• Texto Completo: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3547
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA; Dispersão cromática; Enlace óptico; Fibra óptica; Fotônica de microondas; Geração de frequências; Modulações ópticas analógicas; Moduladores eletroópticos externos; Rádio sobre fibra

Este trabalho apresenta uma proposta de modelos analíticos fechados para análise de sistemas de comunicação de rádio sobre fibra (RoF), utilizando a fotônica de microondas. Foram investigadas as influências dos efeitos da dispersão cromática da fibra óptica e das não linearidades dos moduladores eletroópticos e do fotodetector, na potência do sinal recebido. Esta contribuição sobre o tema possibilita a análise de transmissão de sinais de radiofrequência (RF) e microondas em longas distâncias. Com ajustes de parâmetros, é possível avaliar diferentes aplicações como em geração e conversão de sinais de altas frequências e em filtros fotônicos nas faixas de RF e microondas. Foram desenvolvidas soluções analíticas aplicáveis a modernos sistemas de comunicação que empreguem os recursos de 5G e 6G e que utilizem enlaces ópticos analógicos. Para isso, foi utilizado o teorema da adição de Graf para as funções de Bessel de primeira espécie e a transformada de Fourier, mostrando os espectros pelas diferentes partes do sistema no domínio da frequência. Foram comparados os resultados entre os modelos analíticos em grandes sinais propostos e os aproximados, destacando as diferenças mais significativas. As modelagens contemplam parâmetros de interesse nos projetos desses sistemas, incluindo excitação com sinais de grandes amplitudes. Entre os valores mais relevantes salientados estão as frequências dos sinais de RF de modulação, os índices de modulação, as perdas, as não linearidades e os coeficientes de transmissão dos moduladores eletroópticos. Ainda, são avaliados o comprimento de onda e a potência do laser, a responsividade e a não linearidade do fotodetector, a atenuação, o comprimento e a dispersão cromática da fibra óptica. Para avaliação dos modelos analíticos propostos, investigaram-se enlaces ópticos de rádio sobre fibra com modulação de fase e de intensidade, ambos com detecção direta. Adotaram-se os formatos de modulações ópticas analógicas de fase, de intensidade com banda lateral dupla, com banda lateral única e com portadora suprimida. Foram utilizados moduladores eletróopticos externos de fase, de intensidade de tipo Mach-Zehnder com dupla excitação e com excitação simples. Além disso, são apresentadas aplicações na geração de frequências de microondas e na transmissão de informações digitais do tipo OOK, ambas utilizando a modelagem proposta. Com um único modelo é possível determinar as respostas para os enlaces com diferentes modulações ópticas analógicas que utilizarem os moduladores de fase ou de amplitude e com detecção direta.